ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu khả năng phân hủy Cyanide trong vỏ sắn thải ra từ nhà máy tinh bột bằng vi sinh vật

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ii
NHẬN XÉT CỦA GVHD ........................................................................................ iii
NHẬN XÉT CỦA GVPB .......................................................................................... iv
DANH MỤC TỪ NGỮ VIẾT TẮT ........................................................................... 4
DANH MỤC BẢNG................................................................................................... 5
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... 6
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 8
1. ĐẶT VẤN ĐỀ ..................................................................................................... 8
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI .................................................................................. 9
2.1. Mục tiêu chung ............................................................................................. 9
2.2. Mục tiêu cụ thể ............................................................................................. 9
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI ..................................................... 9
3.1. Đối tượng của đề tài ..................................................................................... 9
3.2. Phạm vi của đề tài ........................................................................................ 9
3.3. Địa điểm thí nghiệm ..................................................................................... 9
4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................................... 9
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................... 10
5.1. Phương pháp phân lập vi sinh vật ............................................................. 10
5.2. Phương pháp định tính và định lượng hoạt độ enzyme của vi sinh vật ... 13
5.3. Phương pháp phân tích hóa lý ................................................................... 15
5.4. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu ...................................................... 16
5.5. Phương pháp tổng hợp tài liệu................................................................... 16
6. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI ................................................................................... 16
6.1. Ý nghĩa thực tiễn ........................................................................................ 16
6.2. Ý nghĩa khoa học ........................................................................................ 16
CHƯƠNG 1. XỬ LÝ CHẤT THẢI RẮN TRONG NGÀNH SẢN XUẤT TINH

2.2.4. Con đường thay thế hoặc chuyển hóa (Substitution/transfer pathway)42
2.2.5. Con đường tổng hợp (Syntheses pathway) ............................................. 44
2.3. KẾT QUẢ CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ............................................ 47
2.3.1. Kết quả nghiên cứu trong nước. ............................................................. 47
2.3.2. Kết quả nghiên cứu trên thế giới. ........................................................... 48
2.3.3. Đặc tính sinh học của các chủng vi sinh vật trong kết quả đề tài. ......... 49
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ ĐỀ TÀI THÍ NGHIỆM .................................................. 53
3.1. ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA CYANIDE LÊN QUÁ TRÌNH TĂNG
TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT............................................................................ 53
3.1.1. Mục tiêu ................................................................................................... 53
3.1.2. Bố trí thí nghiệm ...................................................................................... 53
3.1.3. Kết quả. .................................................................................................... 53
3.2. PHÂN LẬP VI SINH VẬT PHÂN GIẢI CYANIDE TỪ VỎ SẮN ............. 56
3.2.1. Mục tiêu ................................................................................................... 56
3.2.2. Bố trí thí nghiệm ...................................................................................... 56

SVTH: VÕ DUY MINH

MSSV: 0450020442

GVHD: PGS. TS. NGUYỄN THỊ VÂN HÀ

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu khả năng phân hủy Cyanide trong vỏ sắn thải ra từ nhà máy tinh bột bằng vi sinh vật

3.2.3. Kết quả ..................................................................................................... 56
3.3. ĐỊNH LƯỢNG KHẢ NĂNG PHÂN GIẢI CYANIDE TRONG NƯỚC .... 60



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu khả năng phân hủy Cyanide trong vỏ sắn thải ra từ nhà máy tinh bột bằng vi sinh vật

DANH MỤC TỪ NGỮ VIẾT TẮT
PTN

Phòng thí nghiệm

PP

Phương pháp

VSV

Vi sinh vật

FAO

Food and Agriculture Organization

PNPG

ρ-Nitrophenyl-β-D-glucuronide

RPM

Rad per minutes


Bộ Nông Nghiệp Phát Triển Nông Thôn

CTR

Chất thải rắn

SVTH: VÕ DUY MINH

MSSV: 0450020442

GVHD: PGS. TS. NGUYỄN THỊ VÂN HÀ

4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu khả năng phân hủy Cyanide trong vỏ sắn thải ra từ nhà máy tinh bột bằng vi sinh vật

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. Thành phần môi trường phân lập chủng phân giải cyanide ...................................... 11
Bảng 2. Các bước tiến hành phân lập vi sinh ........................................................................ 12
Bảng 1. 1. Kết quả thử nghiệm mẫu vỏ sắn .......................................................................... 22
Bảng 1. 2. Thành phần của tro bã sắn (g/100g trọng lượng sấy khô) ..................................... 23
Bảng 1. 3. Tổng hợp các chủng vi sinh có khả năng xử lý vỏ, lá, bã sắn ............................... 28
Bảng 2. 1. Đặc điểm của enzim Cyanide hydratase từ các vi sinh vật. .................................. 36
Bảng 2. 2. Đặc điểm của hydratases nitrile từ các vi sinh vật khác nhau ............................... 37
Bảng 2. 3. Đặc điểm của các vi sinh vật khác nhau từ cyanidase .......................................... 38
Bảng 2. 4. Đặc điểm của nitrilase từ vi sinh vật khác nhau. .................................................. 39
Bảng 2. 5. Đặc điểm enzym rhodanese từ vi sinh vật khác nhau. .......................................... 43
Bảng 3. 1. Ảnh hưởng của cyanua lên quá trình sinh trưởng của vi sinh vật .......................... 54

Hình 1. 5. Sơ đồ chế biến tinh bột khoai mì tại nhà máy Hùng Duy 2. .................................. 30
Hình 2. 1. Công thức cấu tạo Linamarin ............................................................................... 31
Hình 2. 2. Công thức cấu tạo Lotaustralin ............................................................................ 32
Hình 2. 3. Quá trình chuyển đổi Cyanogenic glucosides dưới xúc tác enzyme linamarase. ... 33
Hình 2. 4. Sơ đồ mô tả các con đường khác nhau phân giải cyanide. .................................... 35
Hình 2. 5. Chủng L. plantarum và tiêu bản nhuộm gram của chủng ...................................... 47
Hình 3. 1. Kết quả sinh vật tăng trưởng trên đĩa petri cấy trang. ........................................... 57
Hình 3. 2. Kết quả 4 chủng vi sinh vật tăng trưởng trên đĩa petri cấy ziczac. ........................ 58
Hình 3. 3. Vòng phân giải của 4 chủng mạnh nhất được chọn............................................... 59
Hình 3. 4. Quá trình phân giải và chuyển đổi sang màu vàng chanh...................................... 60
Hình 3. 5. Kết quả đo CN trên thiết bị cầm tay HACH DR890. ............................................ 61
Hình 3. 6. Kết quả màu phản ứng của test kit HACH [CN] đầu ra và đầu vào....................... 62
Hình 3. 7. Biểu đồ biểu thị mật độ hấp thụ quang của 4 chủng vi sinh vật sau 36h tại bước
sóng 660 nm (A – Chủng NM09 ; B – Chủng -57, C – Chủng -32; D – Chủng -51).............. 63
Hình 3. 8. Ống nghiệm chứa chủng vi sinh với thuốc thử PNPG sau 3 ngày. ........................ 64
Hình 3. 9. Quá trình tăng trưởng sinh khối của 4 chủng VSV sau 48h. ................................. 65
Hình 3. 10. Quá trình chuyển màu của 4 chủng VSV sau 36h. .............................................. 66
Hình 3. 11. Hình dạng khi đục lỗ của 4 chủng tuyển chọn .................................................... 67
Hình 3. 12. Kết quả định danh giải trình tự và tra cứu của chủng D. ..................................... 68
Hình 3. 13. Kết quả định danh giải trình tự và tra cứu của chủng A. ..................................... 69

SVTH: VÕ DUY MINH

MSSV: 0450020442

GVHD: PGS. TS. NGUYỄN THỊ VÂN HÀ

6



nhiều nhất sản lượng sắn trên thế giới (chiếm 77%), Việt Nam đứng thứ hai với 13,6%.
Củ sắn chứa tinh bột, cung cấp đến 30% nguồn năng lượng hàng ngày cho con người
(chủ yếu ở các nước Châu Á, Châu Phi,…). Ở nước ta là nước nông nghiệp nhưng đối
với người dân ở các vùng trung du và miền núi, do điều kiện thời tiết và đất đai không
thuận lợi nên sản lượng lúa gạo ở các vùng này khá thấp nên họ phải dựa vào các cây
lương thực dễ trồng như củ sắn. Ngoài ra, củ sắn là cây lương thực quan trọng đứng thứ
ba sau lúa và ngô ở Việt Nam ta, hiện nay củ sắn đã chuyển từ cây lương thực thực phẩm
thành cây công nghiệp hàng hóa có lợi thế cạnh tranh cao. Qua đó ta thấy được tầm quan
trọng của cây sắn đối với các nước đang phát triển.
Tuy nhiên, trong thành phần của củ sắn có chất Linamarin chứa nhóm cyanide (CN) khi hấp thụ vào cơ thể sẽ sinh ra axit xyanhidric (HCN), chất này gây say, nôn mửa
và thậm chí dấn đến tử vong. Hiện nay trong quá trình chế biến, sản xuất tinh bột của
các nhà máy, xí nghiệp thì đã thải ra ngoài môi trường lượng lớn chất thải rắn, trong đó
vỏ sắn chiếm đa số, và vẫn chưa có phương pháp xử lý hiệu quả, gây bốc mùi, ô nhiễm,
suy thoái đất và ảnh hưởng đến mỹ quan xung quanh, có nguy cơ tạo mầm bệnh. Hàm
lượng độc tố cyanua này chứa một lượng lớn các chất dinh dưỡng (N, P, K), nếu được
xử lý đúng cách để tận dụng các chất dinh dưỡng này thì vỏ sắn có tiềm năng trở thành
chế phẩm phân bón hữu cơ giá rẻ thích hợp phục vụ cho nông nghiệp. Với xu thế chú
trọng sử dụng các công nghệ sạch, các công nghệ xử lý giảm thiểu ô nhiễm, tránh ô
nhiễm bằng cách sử dụng tài nguyên, nguyên vật liệu một cách có hiệu quả nhất, gia
tăng tỷ lệ tái chế nguyên vật liệu do đó việc thải bỏ vỏ sắn không những làm giảm hiệu
suất sinh thái mà còn gia tăng rủi ro cho con người và môi trường.
Do đó, đề tài “Nghiên cứu khả năng phân hủy Cyanide trong vỏ sắn thải từ nhà
máy tinh bột bằng vi sinh vật” sẽ ứng dụng vi sinh vật nhằm tăng cường khả năng phân
hủy, giảm thời gian phân hủy cyanide trong vỏ sắn tạo tiền đề cho quá trình phân giải
vỏ sắn trở nên hiệu quả hơn, góp phần mở ra cơ hội chuyển hóa vỏ sắn thành chế phẩm
nông nghiệp, giảm thiểu ô nhiễm, tiết kiệm tài nguyên và đặc biệt là mang lại hiệu quả
kinh tế cao.

SVTH: VÕ DUY MINH


đoạn phân hủy vỏ sắn thải trong điều kiện phòng thí nghiệm.
- Nhà máy sản xuất tinh bột sắn được chọn lấy mẫu thử nghiệm và ứng dụng là: nhà máy
sản xuất tinh bột sắn Hùng Duy – Huyện Châu Thành - Tỉnh Tây Ninh.
3.3. Địa điểm thí nghiệm
- Thời gian: 10/2016 – 04/2017
- Phòng thí nghiệm công nghệ môi trường – Viện kỹ thuật công nghệ cao NTT – Trường
Đại Học Nguyễn Tất Thành;
- Phòng thí nghiệm Vi sinh của Viện Sinh Học Nhiệt Đới.
4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Nội dung 1: Khái quát về cyanide trong vỏ sắn và quá trình phân giải cyanide.
- Nội dung 2: Phân lập các chủng vi sinh vật phân giải cyanide từ vỏ sắn thải.

SVTH: VÕ DUY MINH

MSSV: 0450020442

GVHD: PGS. TS. NGUYỄN THỊ VÂN HÀ

9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu khả năng phân hủy Cyanide trong vỏ sắn thải ra từ nhà máy tinh bột bằng vi sinh vật

- Nội dung 3: Đánh giá khả năng phân giải cyanide của các chủng vi sinh vật phân lập
được.
- Nội dung 4: Đánh giá khả năng chuyển hóa thành Amoni và sự suy giảm hàm lượng
cyanide (thực nghiệm trên vỏ sắn) trong quá trình phân giải vỏ sắn thải.
- Nội dung 5: Đề xuất giải pháp quản lý chất thải rắn từ nhà máy sản xuất tinh bột sắn
theo phương pháp sinh học.

Cyanide.

PP phân tích
hóa lý

PP thống kê
xử lý số liệu

Kết luận – kiến nghị
Hình 1. Quy trình thực hiện các thí nghiệm của đề tài đề tài

5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
5.1. Phương pháp phân lập vi sinh vật
- Phân lập vi sinh vật là quá trình tách riêng các loài vi sinh vật (cần thiết) từ quần thể
ban đầu và đưa về dạng thuần khiết.

SVTH: VÕ DUY MINH

MSSV: 0450020442

GVHD: PGS. TS. NGUYỄN THỊ VÂN HÀ

10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu khả năng phân hủy Cyanide trong vỏ sắn thải ra từ nhà máy tinh bột bằng vi sinh vật

- Quá trình phân lập vi sinh vật sẽ được thực hiện trên môi trường A (theo nghiên cứu
của Watanabe et al,. 1998)


Glucose

2

NaCl

0,01

Tryptone

1

MnSO4.4H2O

0,2

Agar

20

(Nguồn: Theo nghiên cứu của Watanabe el al, 1998).

- Nguyên lý tạo vòng phân giải: Chất chuẩn để thử nghiệm cho việc nhận biết được các
chủng có khả năng phân giải cyanide là PNPG 1% (4-Nitrophenyl--Dglucopyranoside). Dựa vào phương pháp của Ugwuanyi (2007), thành phần của sắn có
chứa linamarin (chiếm 95% cyanoglycosides). Mục tiêu đó là phá vỡ gốc β-DGlucuronide trong vỏ sắn. Trong quá trình hoạt động của VSV sẽ tiết ra enzyme
linamarase có khả năng phân giải thành phần linamarin có trong vỏ sắn, cụ thể ở đây là
nó sẽ phân giải gốc β-D-Glucuronide tạo ra p-Nitrophenol có màu vàng chanh. VSV có
khả năng phân giải sẽ có vòng vàng, dựa vào độ lan rộng của vòng vàng ta sẽ nhận biết
được VSV có khả năng phân giải tốt nhất.

đầu pipet, gói đĩa petri.
- Đổ ống thạch nghiêng với số lượng phù
hợp.

Hấp tiệt trùng

2

Đổ đĩa

3

- Hấp tiệt trùng tất cả môi trường, ống
thạch nghiêng và dụng cụ.
- Chuẩn bị dung dịch PNPG 1%, cứ mỗi
100 ml môi trường thì thêm vào 15 ml
dung dịch PNPG 1%.
- Môi trường sau khi hấp tiệt trùng được
đổ ra đĩa petri một lượng vừa phải.
- Lắc 10g mẫu trong 90ml tăng sinh trong
20 phút với tốc độ 200rpm.

4

Lấy mẫu, pha loãng

Cấy trang

5


SVTH: VÕ DUY MINH

MSSV: 0450020442

GVHD: PGS. TS. NGUYỄN THỊ VÂN HÀ

12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu khả năng phân hủy Cyanide trong vỏ sắn thải ra từ nhà máy tinh bột bằng vi sinh vật

- Dựa vào vòng sáng vàng của VSV
quyết định giữ hay loại các đĩa petri mới
cấy lần 2.
9

Ủ đĩa petri cấy lần 2

- Đĩa petri được ủ ở 37oC trong 48 giờ.
- Bắt các nốt VSV nghi ngờ từ đĩa petri
sang thạch nghiêng.

10

Cấy thạch nghiêng

- Thạch nghiêng là ống nghiệm chứa môi
trường chuyên biệt, VSV được cấy theo
đường ziczac trên bề mặt thạch.

- Định tính thông qua đục lỗ tạo vòng phân giải:
 Tiến hành nuôi cấy VSV đã được lựa chọn sau đợt thứ nhất trên môi trường tăng
sinh lỏng hai lần để hạn chế những sai sót về mật độ VSV.

SVTH: VÕ DUY MINH

MSSV: 0450020442

GVHD: PGS. TS. NGUYỄN THỊ VÂN HÀ

13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu khả năng phân hủy Cyanide trong vỏ sắn thải ra từ nhà máy tinh bột bằng vi sinh vật

 Đục lỗ trên đĩa thạch, với số lượng 3 đĩa/ chủng vi sinh.
 Thêm 50 μl dung dịch môi trường tăng sinh lỏng có chứa VSV đã nuôi cấy vào
trong lỗ thạch.
 Sau 2 ngày xung quanh lỗ đục thạch sẽ xuất hiện vòng phân giải màu sáng màu
vàng chanh, đo đường kính của vòng phân giải D (mm).
 Qua đó ta đã lựa chọn ra được các chủng vi sinh vật cần thiết để tiếp tục thí nghiệm
định lượng.
5.2.2. Phương pháp định lượng
5.2.2.1. Định lượng thông qua kết hợp phương pháp đo quang và đo OD
- Nguyên lý: Dựa vào phương pháp tạo màu vàng chanh của Ugwuanyi (2007), ta sẽ theo
dõi quá trình phân giải cyanide của các chủng vi sinh vật trong 36 giờ. Lúc này ta sẽ đo
quang OD ở bước sóng 425 nm để đưa ra kết quả chủng có khả năng phẩn giải Linamarin
mạnh nhất.
- Các bước tiến hành:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu khả năng phân hủy Cyanide trong vỏ sắn thải ra từ nhà máy tinh bột bằng vi sinh vật

 Sau đó thêm vào erlen 1 hàm lượng HCN 1,75% đã biết trước. Thực hiện đo để
lấy hàm lượng Cyanide ban đầu và thực hiện đo tiếp tục với tần suất đo 18h/lần
(dự tính là 2 ngày).
5.3. Phương pháp phân tích hóa lý
5.3.1. Xác định [TN]
- Xác định hàm lượng nito tổng số theo phương pháp Kjeldahl.

Hình 3. Máy chưng cất Nitơ.

5.3.2. Xác định [NH4+]
- Xác định hàm lượng nito amoni theo phương pháp Nessler hóa. Áp dụng đo quang ở
bước sóng 430 nm với hệ số tương quan r = 0.99625

Hình 4. Dãy chuẩn sử dụng đo Amoni với nồng độ tự 0,2 – 1 mg/l

5.3.3. Xác định [CN-] trong rắn
- Xác định theo phương pháp 915.03B trong bộ các phương pháp phân tích của AOAC.

SVTH: VÕ DUY MINH

MSSV: 0450020442

GVHD: PGS. TS. NGUYỄN THỊ VÂN HÀ

15


- Là giải pháp hữu hiệu giải quyết vấn đề phát sinh mùi hôi ảnh hưởng môi trường không
khí xung quanh do tình trạng đổ đống không kiểm soát hiện nay.
- Ngăn ngừa các hiểm hoạ môi trường, tác động xấu khi lượng cyanide trong vỏ sắn rò
rỉ vào môi trường.
6.2. Ý nghĩa khoa học
- Đề tài cũng góp phần cung cấp thêm tài liệu về nghiên cứu xử lý vỏ sắn thải, qua đó
cung cấp thêm cơ sở khoa học về phương thức xử lý hàm lượng cyanide bằng phương
pháp ứng dụng vi sinh vật trong chất thải rắn (vỏ sắn, bã sắn). Từ đó sẽ giúp cho nhà

SVTH: VÕ DUY MINH

MSSV: 0450020442

GVHD: PGS. TS. NGUYỄN THỊ VÂN HÀ

16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu khả năng phân hủy Cyanide trong vỏ sắn thải ra từ nhà máy tinh bột bằng vi sinh vật

quản lý có thêm công cụ lựa chọn hướng đến giải pháp xử lý bền vững, vừa xử lý đáp
ứng được các tiêu chuẩn môi trường, vừa thu được các lợi ích từ chất thải sau quá trình
xử lý như phân bón hữu cơ giàu đạm.

SVTH: VÕ DUY MINH

MSSV: 0450020442

GVHD: PGS. TS. NGUYỄN THỊ VÂN HÀ

nghệ trong nước. Tới nay cả nước đó có trên 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn
cả nước ở qui mô lớn, công suất 50 - 200 tấn tinh bột sắn/ngày và trên 4.000
cơ sở chế biến thủ công. Hiện tại, tổng công suất của các nhà máy chế biến
sắn qui mô công nghiệp đã và đang xây dựng có khả năng chế biến được 40%
sản lượng sắn cả nước.
- Theo số liệu thống kê chưa đầy đủ, khoảng 40 - 45% sản lượng sắn dành cho chế biến
quy mô lớn, hay còn gọi là quy mô công nghiệp, 40 - 45% sản lượng sắn dành cho chế
biến tinh bột ở qui mô nhỏ và vừa, dùng để sản xuất các sản phẩm sắn khô, chế biến
thức ăn chăn nuôi và 10 - 15% dùng cho ăn tươi và các nhu cầu khác.
- Qui trình sản xuất tinh bột sắn ở Việt Nam gồm 3 loại hình công nghệ chính. Đối với
qui mô công nghiệp chủ yếu sử dụng công nghệ, thiết bị của Trung Quốc và Thái Lan
vì có giá thành và qui trình vận hành phù hợp với điều kiện Việt Nam. Các nhà máy

SVTH: VÕ DUY MINH

MSSV: 0450020442

GVHD: PGS. TS. NGUYỄN THỊ VÂN HÀ

18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu khả năng phân hủy Cyanide trong vỏ sắn thải ra từ nhà máy tinh bột bằng vi sinh vật

phân bố rải rác ở vùng núi Tây Bắc, Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ và Tây Nguyên. Qui
mô làng nghề tập trung chủ yếu ở một số tỉnh thuộc đồng bằng Sông Hồng và đồng bằng
Sông Cửu Long với công nghệ và thiết bị nhỏ lẻ, không đồng bộ.
 Chế biến tinh bột sắn theo phương pháp thủ công: Củ sắn được rửa, gọt vỏ và
nạo thủ công trên một bàn nạo có đục lỗ tạo gờ sắc một bên. Bột sau khi mài

19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu khả năng phân hủy Cyanide trong vỏ sắn thải ra từ nhà máy tinh bột bằng vi sinh vật

Hình 1. 1. Quy trình sản xuất tinh bột sắn.

1.2. CHẤT THẢI RẮN TRONG SẢN XUẤT TINH BỘT SẮN
- Chất thải rắn trong sản xuất tinh bột gồm vỏ và bã sắn, có lẫn cả cát sạn. Vỏ lụa của
sắn chứa chủ yếu là pectin, tinh bột và xơ. Các chất thải rắn phát sinh chủ yếu từ công
đoạn rửa củ, bóc vỏ…
1.2.1. Nguồn phát sinh và tải lượng
- Trong sản xuất tinh bột sắn từ củ tươi, chất thải rắn chủ yếu phát sinh từ các công đoạn
rửa củ, bóc vỏ và các công đoạn tách chiết. Chất thải rắn từ khâu rửa củ bao gồm đất,
cát, lớp vỏ lụa và một phần thịt củ bị vỡ do va chạm mạnh hoặc do sắn nguyên liệu bị

SVTH: VÕ DUY MINH

MSSV: 0450020442

GVHD: PGS. TS. NGUYỄN THỊ VÂN HÀ

20


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu khả năng phân hủy Cyanide trong vỏ sắn thải ra từ nhà máy tinh bột bằng vi sinh vật

dập, thối, lượng chất thải này chiếm khoảng 5% sắn nguyên liệu. Trong công đoạn tách


Tinh bột ẩm 73-80%
0,5T (50%)

Hình 1. 2. Cân bằng vật chất trong sản xuất tinh bột sắn.

- Cân bằng vật chất cho thấy 1 tấn củ sắn tươi phát sinh gần 0,45 tấn chất thải rắn. Với
sản lượng của 61 cở sở sản xuất tinh bột sắn đạt gần 7.000 tấn tinh bột/ngày thì lượng
chất thải rắn phát sinh rất lớn và ước tính như sau:
 Định mức tiêu thụ nguyên liệu khoảng 4 - 4,5 tấn/tấn sản phẩm nên lượng củ sắn
tươi dùng trong ngày hơn 28.000 tấn củ sắn tươi/ngày.

SVTH: VÕ DUY MINH

MSSV: 0450020442

GVHD: PGS. TS. NGUYỄN THỊ VÂN HÀ

21


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu khả năng phân hủy Cyanide trong vỏ sắn thải ra từ nhà máy tinh bột bằng vi sinh vật

 Lượng chất thải rắn phát sinh khoảng: 0,45 x 28.000 tấn/ngày = 12.600 tấn/ngày
 1.400 tấn vỏ sắn thải/ngày.
 Mỗi năm các nhà máy sản xuất từ 5 - 6 tháng/năm (150 - 180 ngày/năm): Lượng
chất thải rắn phát sinh hàng năm khoảng 1,89 - 2,27 triệu tấn.
1.2.2. Đặc trưng chất thải rắn
Vỏ lụa, đất, cát bám (cassava peel)

0,26

Hàm lượng Oxit Kali (%)

TCVN 8562 : 2010

1,05

(Nguồn: Trung tâm kỹ thuật tiêu chuẩn đo lường Quatest 3 (20.01.2016))

Bã thải sắn (cassava bagasse)
- Tro bã thải từ công đoạn tách vỏ là nguồn chất thải rắn gây ô nhiễm chính trong sản
xuất tinh bột sắn, trong đó có dư lượng chất xơ khoảng 50% tinh bột trên cơ sở trọng
lượng khô (Duyên, 2006). Đặc biệt, bã xơ có hàm lượng nước rất cao lên tới 88,9 90%, hàm lượng tinh bột và chất khô thấp nên gây khó khăn cho việc bảo quản và làm
giảm hiệu quả tái sử dụng bã, mặt khác vỏ cũng chứa chất hữu cơ dễ phân huỷ gây mùi
khó chịu. Nếu không xử lý kịp thời sẽ gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng tới sức
khoẻ người lao động. Bảng sau cho thấy các thành phần của bã sắn:

SVTH: VÕ DUY MINH

MSSV: 0450020442

GVHD: PGS. TS. NGUYỄN THỊ VÂN HÀ

22


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu khả năng phân hủy Cyanide trong vỏ sắn thải ra từ nhà máy tinh bột bằng vi sinh vật


(Nguồn: Cereda và cộng sự, 1996)

- Các thành phần cho thấy sự thay đổi có thể là do thực tế là hầu hết các xử lý
được thực hiện trong điều kiện công nghệ kiểm soát kém. Ngoài ra, thành phần khác
nhau cũng có thể do việc sử dụng các giống cây trồng khác nhau.
 Bởi vì hàm lượng tro thấp, bã sắn có thể cung cấp rất nhiều lợi thế so với phế phẩm
nông nghiệp của các cây trồng khác như rơm rạ và rơm lúa mì, tương ứng khoảng 17,5%
và 11,0% thành phần tro, để nhằm mục đích sử dụng trong quá trình sử dụng chuyển
hóa sinh học của VSV. So với bã mía, nó ưu điểm vì chúng không đòi hỏi phải xử lý
trước và có thể được dễ dàng bị tấn công bởi các loại VSV.
1.3. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI TỪ SẮN
1.3.1. Xử lý và tái sử dụng vỏ sắn theo phương pháp cơ – lý – hóa học
- Năm 2006, Y. Sudaryanto cùng đồng sự nghiên cứu phương pháp tổng hợp than hoạt
tính từ vỏ sắn để sản xuất được một loại vật liệu có diện tích bề mặt lớn. Nguồn nguyên
liệu trong nghiên cứu này là vỏ sắn được thu thập từ các nhà máy sản xuất tinh bột sắn
ở Indonesia. Các thí nghiệm được bố trí để khảo sát mức độ ảnh hưởng của nồng độ chất
hoạt hóa KOH (thay đổi tỉ lệ khối lượng nguyên liệu: khối lượng KOH dao động trong
khoảng 1:1, 1:2, 3:2, 2:1, 5:2), nhiệt độ than hóa (dao động ở 450oC, 550oC, 650oC và
750oC), thời gian than hóa (dao động ở 1, 2, 3h). Kết quả cho thấy, hiệu suất tạo than
không chịu nhiều ảnh hưởng bởi yếu tố thời gian than hóa, mà phụ thuộc vào nhiệt độ
than hóa. Diện tích bề mặt và thể tích lỗ rỗng của than hoạt tính tổng hợp từ vỏ sắn dao
động từ 1154 m2/g đến 1183 m2/g và từ 0,519 cm3/g đến 0,520 cm3/g, tương ứng, cũng
không chịu ảnh hưởng của thời gian than hóa. Khi tăng nhiệt độ than hóa, diện tích bề

SVTH: VÕ DUY MINH

MSSV: 0450020442

GVHD: PGS. TS. NGUYỄN THỊ VÂN HÀ



Hình 1. 3. Sự hấp phụ ion Ni2+ vào các phân tử bề mặt.

- Tổng hợp than hoạt tính từ vỏ sắn cũng thu hút được sự quan tâm của các nhà khoa
học. Năm 2010, Moreno-Piraján và Giraldo sử dụng vỏ sắn làm nguyên liệu để tổng hợp
than hoạt tính. Theo phương pháp tổng hợp vật liệu từ nghiên cứu này, vỏ sắn được rửa

SVTH: VÕ DUY MINH

MSSV: 0450020442

GVHD: PGS. TS. NGUYỄN THỊ VÂN HÀ

24


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu khả năng phân hủy Cyanide trong vỏ sắn thải ra từ nhà máy tinh bột bằng vi sinh vật

với nước cất nhiều lần để loại bỏ bụi và tạp chất, sấy khô ở 120oC trong 24h để giảm độ
ẩm, ngâm trong dung dịch ZnCl2 ở nhiều nồng độ khác nhau, được sấy trong 8h ở nhiệt
độ 110oC. Vật liệu được than hóa trong lò nung bằng khí Ar với tốc độ gia nhiệt 10
o
C/phút như bố trí trong. Kết quả phân tích bề mặt vật liệu cho thấy, vật liệu được ngâm
trong dung dịch ZnCl2 với nồng độ càng cao thì diện tích bề mặt và diện tích lỗ xốp
micropore và mesopore càng lớn, thể tích lỗ rỗng tăng. Nghiên cứu thực nghiệm khảo
sát sự hấp phụ ion Cu2+ được tiến hành ở điều kiện nhiệt độ phòng, thay đổi nồng độ
đầu vào. Kết quả sau hấp phụ cho thấy, nồng độ ion Cu2+ tối đa hấp phụ được là 55mg/g,
hiệu quả hơn so với vật liệu zeolite, tre. (Moreno-Piraján và cộng sự, 2010)
- Năm 2014, Owamah nghiên cứu các khả năng của than hoạt tính từ vỏ củ sắn để loại


GVHD: PGS. TS. NGUYỄN THỊ VÂN HÀ

25