Nghiên cứu quy trình xử lý bã dâu làm phân hữu cơ - Vi sinh

là 45-500C, nhiệt độ tối thiểu là 270C với pH=5. Chúng sinh trưởng, phân giải xenluloza nhanh nhưng hoạt tính của xenluloza trong dịch lọc thấp.
I.3.2. Vi khuẩn
Vi khuẩn là nhóm vi sinh vật được quan tâm nghiên cứu nhiều. Nó có khả năng phân giải xenluloza mạnh nhưng cường độ không bằng nấm, do lượng enzym tiết ra môi trường ít hơn và các thành phần của enzym không đầy đủ. ở trong đất thường có ít vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp đầy đủ 3 loại enzym xenlulaza, do đó, để có thể phân giải xenluloza tự nhiên thì phải phối hợp các loài vi khuẩn khác nnhau lại để cùng phân giải trong mối quan hệ hỗ sinh.
Từ thế kỷ 19, các nhà khoa học đã nghiên cứu và nhận thấy một số vi sinh vật kị khí có khả năng phân giải xenluloza. Những năm đầu thế kỷ 20, người ta đã phân lập được các vi khuẩn hiếu khí cũng có khả năng này, trong đó niêm vi khuẩn là quan trọng nhất. Chúng có hình que nhỏ bé, có thành tế bào mỏng, bắt màu thuốc nhuộm kém, chủ yếu là các giống Cytophaga, Sporocytophaga, Soragium. Ngoài ra còn thấy các loại thuộc giống Cellvibrio cũng có khả năng phân giải xenluloza.
Trong điều kiện yếm khí, các loại vi khuẩn ưa ấm và ưa nhiệt thuộc giống Clostridium và Bacillus hoạt động phân giải xenluloza. Chúng phát triển trên môi trường chứa đường đơn. Khi phân giải xenluloza thành đường glocoza và xenlobioza, chúng sử dụng các đường này như nguồn năng lượng và nguồn cacbon, kèm theo việc tạo thành axit hữu cơ, CO2 và H2O.
I.3.3. Xạ khuẩn
Trong tự nhiên, xạ khuẩn cũng được các nhà nghiên cứu chú ý đến. Xạ khuẩn là nhóm đặc biệt, tế bào đặc trưng bởi sự phân nhánh, đa số sống trong đất và phát triển trong điều kiện hiếu khí.
Dựa vào nhiệt độ sinh trưởng mà người ta chia xạ khuẩn thành hai dạng sau đây:
Xạ khuẩn ưa ấm: phát triển tốt ở nhiệt độ T=25-300C.
Xạ khuẩn ưa nhiệt: phát triển tốt ở nhiệt độ T=50-700C.
Xạ khuẩn có mặt quanh năm trong tất cả các loại đất, số lượng của chúng phụ thuộc vào tính chất và loại đất. Xenlulaza của xạ khuẩn là enzym ngoại bào, chúng thường sinh sản bằng cách đứt đoạn hay phân chia tế bào bình thường. Các môi trường có dịch chiết nấm nem, pepton, dịch thuỷ phân casein thường thuận lợi cho sự sinh trưởng của xạ khuẩn.
Viegia và cộng tác viên đã phân lập được 36 chủng xạ khuẩn từ bùn ở vùng vịnh Lacoruva (Tây Ban Nha), trong đó có 19 chủng có khả năng tổng hợp xenlulaza và sinh trưởng tốt trên môi trường chứa 3,5% NaCl.
Một số xạ khuẩn có hoạt tính phân giải xenluloza là: Streptomyces, Streptosporagium, Actinomyces nocardia, Micromonospora.
I.3.4. Một số yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sinh trưởng và sinh tổng hợp enzym xenlulaza của vi sinh vật
Nhiệt độ
Nhiệt độ gây ảnh hưởng rất khác nhau đến sự phát triển và sinh tổng hợp xenlulaza của vi sinh vật. Phần lớn, vi sinh vậy ưa ấm phát triển tốt ở nhiệt độ 28-:-300C, một số loài ưa nhiệt thì có thể phát triển ở nhiệt độ 55-:-650C.
Vi khuẩn ưa nhiệt hoạt động mạnh mẽ và quan trọng nhất trong khoảng nhiệt độ 60-:-700C, chiếm ưu thế ở trung tâm đống ủ. Đạt nhiệt độ cao trong quá trình ủ có thể giảm được số vi sinh vật gây bệnh, giảm lượng nước có trong nguyên liệu tươi, thúc đẩy quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ nhanh hơn. Nhưng nhiều nghiên cứu cho thấy rằng ở nhiệt độ lớn hơn 700C sẽ làm giảm nhanh quá trình phân huỷ chất hữu cơ, do hầu hết các vi sinh vật đều bị chết ở nhiệt độ lớn hơn 700C.
Quá trình phân giải xenluloza tự nhiên bắt đầu từ 50C cho đến 650C. Vì vậy, tuỳ từng loại vi sinh vật mà lựa chọn nhiệt độ thích hợp cho chúng phát triển.
Độ ẩm
Để duy trì hoạt động sống , vi sinh vật cần nước và không khí. Độ ẩm chi phối hoạt động sinh học trong đất nói chung và của vi sinh vật phân giải xenluloza nói riêng.
Khi độ ẩm quá cao (>90%) sẽ ngăn cản dòng khí thổi vào đống ủ do nguyên liệu quá ướt, các khe hở sẽ bị lấp đầy nước, làm giảm diện tích tiếp xúc của nguyên liệu với không khí, vi sinh vật hiếu khí không phát triển được. Ngược lại quá trình yếm khí xảy ra, gây mùi khó chịu, đồng thời kéo dài thời gian ủ. Nhưng nếu độ ẩm quá thấp (<40%) thì không đủ nước cho vi sinh vật hoạt động, làm giảm quá trình phân huỷ.
Nói chung, độ ẩm từ 50-:-60% là thích hợp nhất cho quá trình phân giải xenluloza, ở độ ẩm này nấm mốc phát triển rất tốt.
Tuy nhiên, ở khoảng độ ẩm 40-:-60%, tốc độ của quá trình phân giải xenluloza lại phụ thuộc vào nguồn gốc của hợp chất hữu cơ ban đầu.
Môi trường dinh dưỡng
Môi trường dinh dưỡng đảm bảo cho sự phát triển của vi sinh vật phải có đầy đủ các chất chứa các nguyên tố như: C, N, H, O và các chất vô cơ khác như: Mn, Ca, P, S, Fe, K và một số chất khác.
Nguồn nitơ trong môi trường dinh dưỡng cũng có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình tổng hợp xenlulaza của nấm mốc và vi khuẩn. Nguồn nitơ có thể là các hợp chất hữu cơ hay vô cơ. Các hợp chất hữu cơ có thể là những nguyên liệu giàu đạm như nước chiết ngô, bộ mì, bột đậu tương, cám, pepton,... Nhưng nguồn nitơ hữu cơ có ảnh hưởng không giống nhau đến các loài vi sinh vật. Pepton làm kích thích sinh tổng hợp xenlulaza ở Penicillus oxalicum, T.koningi, nhưng lại ức chế quá trình sinh tổng hợp ở Aspergillus, Chaetomicum. Cao ngô với một lượng 0,5% sẽ làm kích thích sự tổng hợp xenlulaza của T.koningi, A.niger, nhưng ức chế sự tổng hợp này ở nấm chịu nhiệt.
Nguồn nitơ vô cơ thường là các muối amôn, urê. Nitrat là nguồn nitơ vô cơ thích hợp để tổng hợp xenlulaza ở rất nhiều loài nấm sợi khác nhau như: Aspergillus, Fusarium và Tricoderma... muối amôn thường làm ức chế tổng hợp enzym xenlulaza ở Aspergillus, Tricoderma và một số nấm khác.
Các nguyên tố khoáng cũng có ảnh hưởng rõ rệt đến sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật cũng như đến sự sinh tổng hợp xenlulaza. Các nguyên tố có ảnh hưởng nhiều nhất là: Fe, Mn, Zn, Co. Nồng độ thích hợp đối với đa số các loài nấm là: Zn=0-:-2mg/l; Fe=3,4-:-27,2mg/l; các nguyên tố vi lượng từ 0,11-:-2,2mg/l.
pH
Các loài vi sinh vật khác nhau thì có độ pH thích hợp cho mỗi loài là khác nhau. Do đó, tuỳ từng loài vi sinh vật mà lựa chọn môi trường có độ pH thích hợp.
Đại đa số các loài nấm sợi phát triển và tổng hợp xenlulaza mạnh mẽ ở pH=4-:-6. Cũng có một số loài nấm sợi có thể phát triển và phân huỷ xenluloza ở pH=1,8-:-2,0 chẳng hạn như: Fusarium oxysporum và trichoderma konungi.
Độ cấp khí
Vi sinh vật phát triển tốt trong môi trường có đủ không khí, do vậy, quá trình cấp khí có ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng và tổng hợp xenlulaza của vi sinh vật. Những vi sinh vật hiếu khí bắt buộc phải có đầy đủ không khí trong môi trường sống thì mới có thể phát triển được. Tuy nhiên, mức độ thông khí cho mỗi loài vi sinh vật là khác nhau.
I.4. Phân hữu cơ vi sinh
I.4.1. Khái niệm phân hữu cơ vi sinh
Trong sản xuất nông nghiệp, phân bón có vai trò rất quan trọng đối với cây trồng, quyết định cả về năng suất và chất lượng sản phẩm.
Việc sử dụng các loại phân hoá học quá nhiều đã gây ra hậu quả nặng nề đối với đất đai, ảnh hưởng đến sức khoẻ của cộng đồng. Ngược lại, phân hữu cơ vi sinh đang ngày càng góp phần thúc đ