- HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TẠI CÁC LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT TINH BỘT. - Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn. - HIỆN TRẠNG MÔI TRƢỜNG CÁC LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT TINH BỘT. - ẢNH HƢỞNG CỦA SẢN XUẤT, CHẾ BIẾN TINH BỘT ĐẾN SỨC KHỎE CỘNG ĐỒNG. - CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI TINH BỘT. - Môi trƣờng. - TUYỂN CHỌN CHỦNG VI KHUẨN PHÂN GIẢI TINH BỘT. - Ảnh hƣởng của hàm lƣợng tinh bột tan. - Đặc trƣng nƣớc thải cống chung một làng nghề sản xuất tinh bột. - Thành phần và khối lƣợng bã thải từ sản xuất tinh bột tại làng nghề Dƣơng Liễu. - Thành phần bã thải từ sản xuất tinh bột. - Định mức nƣớc trong sản xuất tinh bột. - Đặc trƣng nƣớc thải sản xuất tinh bột làng nghề Dƣơng Liễu. - Làng nghề sản xuất, chế biến tinh bột. - Quy trình công nghệ chế biến tinh bột sắn kèm dòng thải. - Khảo sát ảnh hƣởng của hàm lƣợng tinh bột đến sự sinh trƣởng và phát triển của chủng H12. - Khi nhiệt độ và pH thay đổi, hàm lƣợng tinh bột ở mức trung bình. - Khi pH và hàm lƣợng tinh bột thay đổi, nhiệt độ ở mức trung bình. - Khi nhiệt độ và hàm lƣợng tinh bột thay đổi, pH ở mức trung bình. - Quy trình tạo chế phẩm vi sinh xử lý nƣớc thải làng nghề tinh bột. - Các làng nghề sản xuất và chế biến tinh bột không nằm ngoài quy luật này. - Nhằm góp phần bảo vệ môi trƣờng và giảm thiểu ô nhiễm do sản xuất và chế biến tinh bột tại các làng nghề, chúng tôi thực hiện đề tài: Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đỗ Thị Thúy Hằng_ 13B0670 LớpCB13CNSH.KH 2 “Tuyển chọn và nghiên cứu đặc tính chủng vi khuẩn có khả năng phân giải tinh bột và ứng dụng để xử lý nƣớc thải làng nghề sản xuất, chế biến tinh bột”. - Tuyển chọn một số chủng vi khuẩn có khả năng phân giải tinh bột cao. - HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT TẠI CÁC LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT TINH BỘT 1.1.1. - Hiện trạng về công nghệ và thiết bị sản xuất Cũng nhƣ các làng nghề chế biến nông sản thực phẩm khác, làng nghề sản xuất và chế biến tinh bột có tỉ lệ cơ khí hóa rất thấp. - Làng nghề sản xuất, chế biến tinh bột [41]. - Tại các làng nghề công nghệ sản xuất và chế biến tinh bột hầu hết đều mang tính truyền thống, quy mô nhỏ, công cụ lao động chủ yếu là các trang thiết bị thủ công, đơn giản và năng suất lao động thấp. - Hiện nay chỉ một số hộ gia đình sản xuất tinh bột có công nghệ đƣợc cải tiến ở một số khâu. - Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đỗ Thị Thúy Hằng_ 13B0670 LớpCB13CNSH.KH 4 1.1.2. - Quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn Hình 1. - Quy trình công nghệ chế biến tinh bột sắn kèm dòng thải [2]. - Sau đó đƣợc đƣa vào nghiền mịn để phá vỡ cấu trúc tinh bột. - Dịch sữa tinh bột thu đƣợc sau khi lọc đƣợc đƣa vào bể xây bằng gạch có thể tích 2- 3m3. - Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đỗ Thị Thúy Hằng_ 13B0670 LớpCB13CNSH.KH 6 1.1.3. - Tinh bột gạo đƣợc cho vào khuôn bún. - Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đỗ Thị Thúy Hằng_ 13B0670 LớpCB13CNSH.KH 8 1.1.4. - HIỆN TRẠNG MÔI TRƢỜNG CÁC LÀNG NGHỀ SẢN XUẤT TINH BỘT Hầu hết các làng nghề sản xuất và chế biến tinh bột đều phát triển tự phát, sản xuất tăng nhanh và thiếu quy hoạch. - Trang thiết bị đơn giản, không đồng bộ, chủ yếu là thủ công, công nghệ lạc hậu, tiêu tốn vật tƣ nguyên liệu cao, quy mô sản Đóng gói Tinh bột dong Ngâm tẩy trắng Ngâm màu Tráng bánh Hấp chín Phơi Nƣớc Hơi nƣớc Phơi khô Thái sợi Nƣớc thải Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đỗ Thị Thúy Hằng_ 13B0670 LớpCB13CNSH.KH 9 xuất nhỏ và phân tán. - Hiện trạng môi trƣờng nƣớc Các làng nghề sản xuất tinh bột thƣờng kết hợp chế biến tinh bột thành các sản phẩm nhƣ miến dong, nha…và nuôi lợn. - Vì vậy, nƣớc thải cống chung ở các làng nghề sản xuất và chế biến tinh bột thƣờng có độ ô nhiễm khá cao (Bảng 1.1). - Theo thống kê của Sở Công Thƣơng năm 2008, lƣợng nƣớc thải của các làng nghề tinh bột là rất lớn. - Nhìn chung, sản xuất tinh bột tác động rõ rệt đến chất lƣợng nƣớc mặt và nƣớc ngầm ở các làng nghề. - Đặc trưng nước thải cống chung một làng nghề sản xuất tinh bột Chỉ tiêu Đơn vị Làng nghề sản xuất tinh bột QCVN 40:2011 cột B Tân Hoà (2) Bình Minh (1) Cát Quế (2) Dƣơng Liễu (3) Bún Phú Đô (1) pH Nhiệt độ oC Độ màu Co - Pt 1140 407. - Cho tới nay 100% nƣớc thải sản xuất tinh bột ở làng nghề không đƣợc xử lý đều xả thẳng cùng nƣớc thải sinh hoạt vào môi trƣờng. - Hiện trạng môi trƣờng không khí Nguồn gây ô nhiễm môi trƣờng không khí ở các làng nghề sản xuất chế biến tinh bột là mùi xú uế phát sinh do phân hủy các chất hữu cơ có trong chất thải rắn và do nƣớc thải tồn đọng trong hệ thống thu gom. - Thành phần và khối lượng bã thải từ sản xuất tinh bột tại làng nghề Dương Liễu (thời gian từ tháng 10 năm trước đến hết tháng 4 năm sau ) [1]. - Vỏ lụa của sắn chứa chủ yếu là pectin, tinh bột và xơ. - Bã sắn chứa chủ yếu là xơ (xenlulozo) và một lƣợng nhỏ tinh bột. - Thành phần bã thải từ sản xuất tinh bột [2]. - 11,1 4 Tinh bột. - Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG DO NƢỚC THẢI Sản xuất tinh bột là ngành sản xuất có nhu cầu nƣớc lớn. - Định mức nước trong sản xuất tinh bột (cho 1 tấn nguyên liệu) [23]. - Kết quả khảo sát nƣớc thải sản xuất tinh bột tại làng nghề Dƣơng Liễu (huyện Hoài Đức - Hà Nội) cho thấy: nƣớc rửa sắn thƣờng có pH cao hơn nhƣng độ ô nhiễm thấp hơn so với nƣớc tách bột đen ở sắn. - Đặc biệt nƣớc tách bột đen trong sản xuất tinh bột từ sắn củ có COD rất cao, gấp 115 lần và BOD5 gấp 180 lần TCCP (COD = 17250 mg/l, BOD5 = 8986 mg/l). - Đặc trưng nước thải sản xuất tinh bột làng nghề Dương Liễu [9]. - STT Chỉ tiêu SX tinh bột từ sắn củ M1 M2 M3 1 pH COD, mg/l BOD5, mg/l TS, mg/l SS, mg/l Nt, mg/l Pt, mg/l Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đỗ Thị Thúy Hằng_ 13B0670 LớpCB13CNSH.KH 18 1.4. - Hơn nữa, theo kết quả điều tra về y tế tại các làng nghề sản xuất tinh bột cho thấy rất rõ những ảnh hƣởng từ sản xuất nghề tới sức khoẻ ngƣời dân: Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đỗ Thị Thúy Hằng_ 13B0670 LớpCB13CNSH.KH 19 Các bệnh phổ biến mà ngƣời dân làng nghề mắc phải là bệnh phụ khoa chiếm chủ yếu (13–38. - Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đỗ Thị Thúy Hằng_ 13B0670 LớpCB13CNSH.KH 20 1.5. - CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI TINH BỘT Công nghệ xử lý nƣớc thải tƣơng đối phức tạp. - Phƣơng pháp khả thi và hiệu quả để xử lý nƣớc thải sản xuất tinh bột là xử lý bằng phƣơng pháp sinh học. - Ngoài ra đối với nƣớc thải quá trình trích ly, chiết xuất (lọc thô) có hàm lƣợng tinh bột và xelluloza lớn cũng cần lắng để tách cặn thô trƣớc khi xử lý sơ cấp. - Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đỗ Thị Thúy Hằng_ 13B0670 LớpCB13CNSH.KH 21 1.5.3. - Vai trò của vi sinh vật trong xử lý nước thải tinh bột Nƣớc thải sau quá trình sản xuất, chế biến tinh bột có chứa hàm lƣợng các chất hữu cơ, hợp chất chứa lƣu huỳnh cao và một lƣợng độc tố CN-. - Các hợp chất hữu cơ chủ yếu là các hợp chất cacbon cao phân tử nhƣ: Xelluloza, pectin, tinh bột. - Vi sinh vật chuyển hoá tinh bột Tinh bột là polysacarit bao gồm hai cấu tử là amiloza và amilopectin. - Trong thiên nhiên có nhiều loài vi sinh vật có khả năng tổng hợp ra các enzym phân giải tinh bột (amylaza) [36]. - Ứng dụng vi sinh vật sinh enzym thuỷ phân tinh bột đƣợc nhiều nhà khoa học nghiên cứu. - Năm 2010, ở Trung Quốc, Zhou và cộng sự đã nghiên cứu sử dụng vi sinh vật để xử lý nƣớc thải chứa tinh bột: đầu tiên là sử dụng hệ vi sinh vật kỵ khí, sau đó sử dụng hệ vi sinh vật hữu hiệu (EM) hiếu khí và tuỳ nghi để xử lý tiếp, kết quả loại trừ đƣợc tới 99% COD trong nƣớc thải [37]. - Một số giống vi sinh vật có khả năng sinh enzym phân giải tinh bột nhƣ: Candida, Saccharomyces, Endomycopsis, Bacillus, Clotridium, Pseudomonas … Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đỗ Thị Thúy Hằng_ 13B0670 LớpCB13CNSH.KH 26 1.6. - Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Bộ sƣu tập các chủng vi sinh vật có khả năng phân giải tinh bột trong phòng thí nghiệm vi sinh – hóa sinh và sinh học phân tử, Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm, trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội. - Môi trƣờng - Môi trường phân lập tinh bột – pepton: Pepton10g, tinh bột tan 5g, agar 15g, nƣớc máy vừa đủ 1000 ml, pH = 5,5. - Môi trường thử hoạt tính phân giải tinh bột: Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đỗ Thị Thúy Hằng_ 13B0670 LớpCB13CNSH.KH 31 Tinh bột tan 5g, agar: 15g, FeSO4: 0,01g, MgSO4.7H2O: 0,5g, NaNO3: 3,0g, K2HPO4: 1g, KCl: 0,5g, cao nấm men: 5g, nƣớc máy vừa đủ 1000 ml, pH = 5,5. - Phương pháp tuyển chọn Mục đích: Tìm chủng vi khuẩn hiếu khí có khả năng phân giải tinh bột cao nhất để xử lý nƣớc thải làng nghề sản xuất tinh bột. - Phƣơng pháp cấy chấm điểm: Từ các khuẩn lạc riêng rẽ thu đƣợc tiến hành kiểm tra khả năng phân giải tinh bột bằng phƣơng pháp cấy chấm điểm trên đĩa thạch. - Chủng có khả năng phân giải tinh bột sẽ tạo ra xung quanh khuẩn lạc vòng không màu với thuốc thử Lugol. - Đĩa thạch có chứa tinh bột hòa tan đƣợc đục các giếng có cùng kích thƣớc. - Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đỗ Thị Thúy Hằng_ 13B0670 LớpCB13CNSH.KH 32 2.2.2.2. - Xác định hoạt tính phân giải tinh bột [12]. - Hoạt tính phân giải tinh bột đƣợc hiển thị bằng tỉ số giữa đƣờng kính vòng phân giải D và đƣờng kính khuẩn lạc d, đơn vị đo là mm. - Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đỗ Thị Thúy Hằng_ 13B0670 LớpCB13CNSH.KH 36 2.2.5.1. - Môi trƣờng pepton – tinh bột đƣợc chỉnh về các giá trị pH ban đầu . - Ảnh hưởng nồng độ pepton Cố định nhiệt độ và pH đã chọn, khảo sát nồng độ pepton bằng cách thay đổi hàm lƣợng pepton có trong môi trƣờng pepton- tinh bột với các giá trị g/l. - Ảnh hưởng nồng độ tinh bột Cố định nhiệt độ, pH, nồng độ pepton, tốc độ lắc mà tại đó chủng sinh trƣởng và phát triển tốt nhất. - Khảo sát nồng độ tinh bột tan bằng cách thay đổi nồng độ tinh bột tan tại các giá trị g/l. - Ảnh hưởng của tỉ lệ cấp giống Cố định nhiêt độ, pH, nồng độ pepton, nồng độ tinh bột tan mà tại đó chủng sinh trƣởng và phát triển tôt nhất, tiến hành khảo sát nồng độ cấp giống ở dải từ 1 % v/v đến 9 % v/v. - Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đỗ Thị Thúy Hằng_ 13B0670 LớpCB13CNSH.KH 37 2.2.6. - Bảng bố trí thí nghiệm sử dụng phần mềm Desgin Expert 7.1.5 STT Nhiệt độ (oC) pH Hàm lƣợng tinh bột(g/l Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đỗ Thị Thúy Hằng_ 13B0670 LớpCB13CNSH.KH 39 2.2.7. - Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đỗ Thị Thúy Hằng_ 13B0670 LớpCB13CNSH.KH 40 2.2.9. - Phân lập và tuyển chọn bằng phƣơng pháp cấy chấm điểm Các mẫu nƣớc thải ở một số làng nghề sản xuất, chế biến tinh bột đƣợc lấy về phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật có khả năng phân hủy tinh bột cao, nhằm mục đích sử dụng chính hệ vi sinh vật bản địa có khả năng thích nghi cao với môi trƣờng nƣớc thải làm tác nhân xử lý ô nhiễm nƣớc thải làng nghề tinh bột. - Minh Hồng Cống hộ sản xuất, cống chung Từ các mẫu nƣớc thải sau sản xuất của làng nghề chế biến tinh bột trên ta tiến hành phân lập trên môi trƣờng pepton - tinh bột thu đƣợc 41 chủng có khả năng phân giải tinh bột. - 3 12 4 Từ 41 chủng phân lập ta tuyển chọn đƣợc 3 chủng có hoạt tính phân giải tinh bột cao là các chủng P5 với tỉ lệ D/d = 3,5. - Dƣới đây là hình ảnh thử khả năng phân giải tinh bột của chúng. - Đường kính vòng phân giải đục lỗ thạch Nhƣ vậy ta có thể kết luận chủng H12 có khả năng phân giải tinh bột là cao nhất. - Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đỗ Thị Thúy Hằng_ 13B0670 LớpCB13CNSH.KH 48 3.2. - Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đỗ Thị Thúy Hằng_ 13B0670 LớpCB13CNSH.KH 53 3.4. - Vì vậy chúng tôi tiến hành khảo sát nguồn cacbon sử dụng cơ chất là tinh bột tan và nguồn nitơ sử dụng cơ chất pepton. - Ảnh hƣởng của hàm lƣợng tinh bột tan Cố định nhiêt độ 35oC, pH 6, nồng độ pepton 9 g/l tiến hành khảo sát nồng độ tinh bột tan ở dải từ 1 g/l đến 5 g/l. - Nồng độ tinh bột tan thấp thì không đủ nguồn dinh dƣỡng cho chủng sinh trƣởng và phát triển. - Ảnh hƣởng của nồng độ cấp giống Cố định nhiêt độ 35oC, pH 6, nồng độ pepton 9 g/l, nồng độ tinh bột tan 3g/l tiến hành khảo sát nồng độ cấp giống ở dải từ 1 % v/v đến 9 % v/v. - Vậy tại nhiệt độ 35oC, pH 6, nồng độ pepton 9g/l, nồng độ tinh bột 3 g/l, nồng độ cấp giống là 3% chủng H12 sinh trƣởng và phát triển tốt nhất đạt OD600= 2,04 sau 24h nuôi cấy
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt