nhóm 7 thứ 2 ca 4

Trang 2 DANH SÁCH NHÓMPhan Hoàng Yến Nhi Trang 3 NỘI DUNG TỔNG QUANSinh khối vỏ dừa ở Việt Nam đang được khai thác và sử dụng như một nguồn năng lượng tiềm năng.01QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIO

TIỀM NĂNG SẢN XUẤT BIOETHANOL TỪ VỎ DỪA

Môn: Công nghệ chuyển hóa sinh khối

GVHD: TS Trịnh Thị Phi Ly

Nhóm : 7

Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM

Khoa Khoa học sinh học

Nguyễn Minh Nhật Phạm Nguyễn Bảo Nhi

QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIOETHANOL TỪ VỎ DỪA

Nghiên cứu tài liệu, phương pháp và cách tiếp cận của các nghiên cứu trước đây về việc sử dụng vỏ dừa làm nguyên liệu sản xuất ra bioethanol

02

KẾT LUẬN - ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG KINH TẾ

Đánh giá tiềm năng và đưa ra cách nhìn tổng quan về việc sử dụng vỏ dừa làm nguyên liệu sản xuất ra bioethanol.

03

TỔNG QUAN

01

Cây dừa được trồng rộng rãi tại hơn 90 quốc gia, đặc biệt là châu Á - Thái Bình Dương Việt Nam, với diện tích trồng dừa đạt 182.000 hecta và sản lượng 1,72 triệu tấn quả vào năm 2020, nằm trong top 20 quốc gia sản xuất dừa lớn nhất thế giới.

Bảng 1.1 Diện tích và năng suất dừa ở một số nước (2011)

TỔNG QUAN - THẾ GIỚI

Việt Nam, với điều

Hình 1.2 Giá trị gia tăng trên 1000 trái dừa

Phân tích từ năm 2010 cho thấy giá trị thu được từ dừa chế biến (575 USD/1000 trái) cao hơn nhiều so với dừa tươi (276 USD/1000 trái), và các sản phẩm như thạch dừa, xơ dừa, than hoạt tính cũng tạo

ra nguồn thu gia tăng đáng kể

TỔNG QUAN - VIỆT NAM

Hình 1.3 Mặt cắt của trái

dừa.

Xơ dừa được sử dụng làm nguyên liệu

đốt như than củi do khả năng bắt lửa tốt

và cháy lâu Mụn dừa giúp cải tạo tình

trạng đất, duy trì độ ẩm, tăng cường sự

thông thoáng khí cho đất, thúc đẩy sự

phát triển cho bộ rễ và giúp tăng trưởng

cho cây

TỔNG QUAN

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của vỏ dừa.

TỔNG QUAN

Tỷ lệ % khối lượng từng thành phần của

trái dừa:

Nước dừa: Trung bình đạt 300mL/ trái,

chiếm 15 - 20%.

Vỏ dừa: chiếm 80 - 85%, trong đó 70%

là xơ dừa, 30% là bụi sơ dừa

Thường không được sử dụng và bỏ đi, một tỷ lệ nhỏ được dùng để sản xuất xơ dừa, phân bón và các sản phẩm thủ công (vd: chiếu, lưới, chổi, )

Sinh khối lớn Thời gian phân hủy

khá chậm

Ngành công nghiệp dừa biến thành một vấn đề về môi trường và xử lý

QUY TRÌNH SẢN SUẤT BIOETHANOL TỪ VỎ DỪA

02

QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIOETHANOL

TIỀN

XỬ LÝ

THỦY PHÂN

LÊN MEN

TINH SẠCH

2

QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIOETHANOL

TIỀN

XỬ

LÝ

KIỀM NaOH LOÃNG (1% w/v)

ACID H2SO4 LOÃNG 1,5 - 3% (w/v)

CƠ HỌC

Vỏ dừa được sấy khô, nghiền và sàng để thu được bột.

Tác dụng chính là loại bỏ lignin trong sinh khối Tiến hành xử lý

ở nhiệt độ phòng, giảm sự hình thành các chất ức chế.

Phương pháp phổ biến và hiệu quả để thu lượng đường cao hơn

từ sinh khối lignocellulose Xử lý với acid và hấp ở 121, sau đó

xử lý rửa lại với kiềm, cả hai quá trình đều ở nhiệt độ cao.

QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIOETHANOL

Thủy phân là phá vỡ cellulose và hemicellulose thành các monome đường

đơn giản có thể được lên men Cellulose bị thủy phân thành glucose, trong khi thủy phân hemicellulose giải phóng hỗn hợp pentoses và hexose

Thân thiện với môi trường nhất, không tạo thành chất ức chế, cần ít năng lượng hơn và được vận hành ở điều kiện nhẹ (40-

50 C và pH 4-5) nên không có vấn đề ăn mòn.

QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIOETHANOL

Cần có một hỗn hợp enzyme bao gồm cellulase và hemicellulase hoạt động

Tese được sản xuất tự nhiên bởi nhiều loại nấm và vi khuẩn (Penicillium

và Trichoderma sp.) Nấm Trichoderma reesei là một trong những loại nấm được sử dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp để sản xuất cellulase

Hình 1.4 Nấm Trichoderma reese.

Quá trình thủy phân bằng enzyme

là trở ngại kinh tế của việc sản xuất bioethanol từ lignocellulose

vì chi phí cao Chi phí sản xuất enzyme chiếm từ 25 đến 50% chi phí sản xuất bioethanol.

QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIOETHANOL

Hình 1.5 Cơ chế thủy phân cellulose bằng các thành phần “cocktail

Nghiên cứu cho thấy hiệu suất thủy phân enzyme phụ thuộc vào quá trình tiền

(84,10%) và cuối cùng là xử lý bằng hydro peroxide kiềm (76,21%).

Phương pháp thủy phân không dùng enzyme đã được áp dụng cho vỏ dừa Sử dụng axit sulfuric từ 1-4% (w/v), ở 121°C trong 2 giờ sau khi xử lý bằng kiềm,

thu được 8,4% (w/v) glucose.

QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIOETHANOL

Bảng 1.3 So sánh các phương pháp thủy phân và nồng độ đường cuối cùng tối đa.

TS: tổng tải lượng chất rắn (w/v

Tiền xử lý Chiến lược thủy phân Enzyme Điều kiện Nồng độ đường

Hydro peroxide kiềm +

phân tách kiềm

Xơ dừa trưởng thành SSF

Xơ dừa trưởng thành SSSF Cellic®CTec2 và HTec2

Tự thủy phân TS 10% Vỏ dừa xanh SSF

Vỏ dừa xanh SSSF Cellic® CTec2 và HTec2

Có ba chiến lược chính để thủy phân và lên men: thủy phân và lên men riêng biệt (SHF), thủy phân và lên men đồng thời (SSF), và thủy phân và lên men bán đồng thời (SSSF):

+ SHF: thủy phân ở nhiệt độ cao, tối ưu enzyme, lên men ở nhiệt độ thấp hơn + SSF: thủy phân và lên men được thực hiện ở cùng một nhiệt độ.

+ SSSF: bao gồm một bước tiền thủy phân trước khi cấy, được thực hiện ở

nhiệt độ tối ưu cho enzyme, tiếp theo là SSF

QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIOETHANOL

LÊN MEN

Trong các nghiên cứu, SSSF cho thấy năng suất ethanol, nồng độ đường cuối cùng và năng suất cao hơn Họ cũng chứng minh rằng S cerevisiae, P

men trung bình ở các chủng khoảng 45%.

Bảng 1.4 So sánh các điều kiện lên men, nồng độ ethanol và năng suất.

Hydro peroxide kiềm +

Z mobilis 8,27 g/L

S cerevisiae 9,32 g/L P.stipitis 10,17 g/L

Z mobilis 8,91 g/L

S cerevisiae 0,43 P.stipitis 0,40

Z mobilis 0,42

S cerevisiae 0,45 P.stipitis 0,43

Z mobilis 7,30 g/L

S cerevisiae 7,71 g/L P.stipitis 8,78 g/L

Z mobilis 7,63 g/L

S cerevisiae 0,44 P.stipitis 0,43

Z mobilis 0,43

S cerevisiae 0,45 P.stipitis 0,44

Z mobilis 10,81 g/L

S cerevisiae 11,65 g/L P.stipitis 11,29 g/L

Z mobilis 11,64 g/L

S cerevisiae 0,44 P.stipitis 0,45

Z mobilis 0,47

P.stipitis 0,46

Z mobilis 0,47

ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG KINH TẾ

02

ĐÁNH GIÁ TIỀM TĂNG KINH TẾ

TIỀN

XỬ LÝ

THỦY PHÂN

LÊN MEN

TINH SẠCH

2

Giá đầu vào: 2.300 - 2.500 VND/kg

2,4 triệu VND/1 tấn vỏ dừa tươi

965 kg vỏ dừa khô

Nhiệt NaOH loãng 1%

SINH KHỐI

ĐÁNH GIÁ TIỀM TĂNG KINH TẾ

Sản lượng dừa ở Việt Nam gần đây nhất được ghi nhận là vào

1,376 triệu tấn vỏ dừa tươi/năm

ĐÁNH GIÁ TIỀM TĂNG KINH TẾ

nhiên, theo các báo cáo, hai nhà sản xuất biofuel hàng đầu của Việt

cấp khoảng 40% nhu cầu ethanol trong nước Trong khi đó, tiềm

ĐÁNH GIÁ TIỀM TĂNG KINH TẾ

• Nếu khai thác tối đa nguồn nguyên liệu vỏ dừa, Việt Nam có thể tăng

thêm khả năng sản xuất ethanol, giúp đáp ứng nhu cầu trong nước và mang tính chiến lượt năng lượng quan trọng

• Việc chuyển đổi sang sản xuất bioethanol từ vỏ dừa cần các nghiên

cứu và đầu tư về công nghệ và cơ sở hạ tầng để gia tăng hiệu suất

ĐÁNH GIÁ TIỀM TĂNG KINH TẾ

• Vỏ dừa có hàm lượng cellulose

và hemicellulose cao

• Nguồn nguyên liệu giá rẻ, tiếp

kiệm chi phí vận chuyển

• Hạn chế phụ thuộc vào năng

lượng hóa thạch

• An ninh lương thực

• Phát triển kinh tế

• Hạn chế về công nghệ và kỹ thuật

• Sự chấp nhận của người tiêu dùng

• Chưa có nhiều nghiên cứu

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.Kharissova, O V., Torres-Martínez, L M., & Kharisov, B I (Eds.) (2021) Handbook of Nanomaterials and Nanocomposites for Energy and Environmental Applications doi:10.1007/978-3-030-36268-3

2.Priya, A Bharani; Shri, G K Raveena; Dineshkumar, M.; Romi, J Naveen; Nepolean, A Vijay; Kirubakaran, V (2020) AIP Conference Proceedings [AIP Publishing NATIONAL CONFERENCE ON ENERGY AND CHEMICALS FROM BIOMASS (NCECB) - Puducherry, India (11 October 2019)] NATIONAL CONFERENCE ON ENERGY AND CHEMICALS FROM BIOMASS (NCECB) - Bio char and syngas production from coconut shell by pyrolysis: An experimental study , 2225(), 040004– doi:10.1063/5.0005571

3.https://www.globalpetrolprices.com/ethanol_prices/

4.https://tankterminals.com/news/usgc-discusses-ethanol-expansion-at-biofuel-form-in-vietnam/

5.https://www.mordorintelligence.com/vi/industry-reports/ethyl-alcohol-market

NỘI DUNG NGƯỜI THỰC HIỆN TIẾN ĐỘ GHI CHÚ

Tổng quan tài liệu Phạm Hoàng Yến NhiTrần Khôi Nguyên 6/4 – 9/4 100%

Quy trình sản xuất bioethanol Trần Phạm Thảo Nguyên 6/4 – 9/4 100%

Kết luận – đánh giá Phạm Nguyễn Bảo Nhi 6/4 – 9/4 100%

Powerpoint Nguyễn Minh Nhật 11/4 – 14/4 100%

Thuyết trình Trần Khôi Nguyên 100%

CẢM ƠN CÔ

VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE