sinh khối nhóm 1 thứ 2 ca 4

Trang 1 SẢN XUẤT BIOETHANOL TỪ RƠM RẠNgười thực hiện: Nhóm 1Giảng viên: TS.. Trịnh Thị Phi LyTRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHKHOA KHOA HỌC SINH HỌC Trang 4 4GIỚI THIỆU T

SẢN XUẤT BIOETHANOL TỪ RƠM RẠ

Người thực hiện: Nhóm 1

Giảng viên: TS Trịnh Thị Phi Ly

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHKHOA KHOA HỌC SINH HỌC

TP Thủ Đức, 5/2024

GIỚI

THIỆU

CHUNG

5• Diện tích gieo trồng lúa hàng năm lớn nhất nước.

• Diện tích gieo trồng lúa cả năm 2021 đạt hơn 722.000 ha.• Sản lượng khoảng 4,3 triệu tấn.

• Mỗi ha trồng lúa sau khi thu hoạch sẽ thải ra khoảng 6-7

tấn rơm rạ.

KIÊN GIANG

Kiên Giang mỗi năm cho ra khoảng 4332000 ~ 5054000 tấn rơm rạ

• Giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.• Bảo vệ môi trường.

• Tạo thêm việc làm.

• Phát triển kinh tế nông thôn.

LỢI ÍCH

Hình 1.1 Người nông dân thu hoạch.

• Sức ép từ khủng hoảng dầu mỏ.• Nhu cầu năng lượng.

VẤN NẠN

Vấn đề nan giải của bất cứ quốc gia nào trên thế giới.

• Tạo ra một lượng lớn phế phẩm nông

nghiệp, chủ yếu là lignocellulose

• Tận dụng rơm rạ để sản xuất bioethanol.

NỀN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Giải quyết vấn đề năng lượng cho nước ta

Hình 1.2 Thu gom rơm rạ.

9• Màu sắc: màu vàng rơm hoặc nâu nhạt.

• Hình dạng: dạng thân cây lúa đã thu hoạch, cắt thành từng đoạn ngắn.• Chiều dài: 30 – 100 cm.

• Độ ẩm: 10 - 15%.

• Mật độ: 0,2 - 0,3 g/cm³.• Độ xơ: cao, dễ gãy vụn.

• Độ bền cơ học: thấp, dễ mục nát.

TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Hình 1.3 Rơm rạ.

THÀNH PHẦN HÓA HỌC

Thành phần chínhThành phần phụ

Cellulose: 40 - 60% Protein: 2 - 4%Hemicellulose: 20 - 30% Tro: 1 - 2%

Lignin: 10 - 20% Chất béo: 0,5 - 1%

Vitamin và khoáng chất: nhỏ

Hình 1.4 Thành phần hóa học.

Bảng 1.1 Thành phần hóa học

QUY

TRÌNH

SẢN XUẤT

Quy trình

sản xuất ethanol

từ rơm rạ

13• Bước quan trọng trong sản xuất ethanol.

• Thời gian nhiệt độ xử lý càng tăng thì lượng bã thu hồi được càng giảm • Nhiệt độ xử lý ở mức độ vừa phải sẽ làm tăng khả năng thủy phân.

• Tăng lượng đường sẽ làm tăng lượng cồn thu được

TIỀN XỬ LÝ RƠM RẠ

14• Tỉ lệ nạp liệu là 200g rơm/4L nước

• Điều kiện vận hành nhiệt độ 210oC.

• Sau khi đạt 210oC, áp suất vào khoảng 26 atm.

• Lọc lấy bã và rửa bã bằng 4L nước ấm.

QUY TRÌNH NỔ HƠI NƯỚC

Hình 2.1 Thiết bị nổ hơi nước quy mô

pilot

QUY TRÌNH NỔ HƠI NƯỚC

Thành phần của rơm rạ

trước khi nổ hơi nước hơi

nước quy mô pilot.

QUY TRÌNH NỔ HƠI NƯỚC

Thành phần của rơm rạ

sau khi nổ hơi nước hơi

nước quy mô pilot.

QUY TRÌNH NỔ HƠI NƯỚC

Hình 2.2 Rơm trước và sau khi nổ hơi.

QUY TRÌNH NỔ HƠI NƯỚC

Hình 2.3 Cấu trúc trước và sau khi nổ hơi.

QUY TRÌNH NỔ HƠI NƯỚC

20• Tổng thể tích dung dịch 100mL.

QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN VÀ LÊN MEN ĐỒNG THỜI

Hình 2.4 Bộ dụng cụ thủy phân

và lên men đồng thời.

Bảng 2.1 Thành phần chất dinh dưỡng bổ sung cho dung

dịch thủy phân và lên men đồng thời.

Thành phầnDịch chiết nấm men K2HPO4 MgSO4

QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN VÀ LÊN MEN ĐỒNG THỜI

Mật độ nấm men23,2 triệu tế bào/mL

• Sau khi lên men, ethanol được tinh chế đến 95%, hoặc làm khan đến 99,7%.

• Phương pháp chưng cất hai giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: làm tăng nồng độ ethanol lên đến 40%.

+ Giai đoạn 2: tiếp tục đưa nồng độ ethanol lên đến 95% (thể tích).

CHƯNG CẤT

Trường hợp làm khan đến 99,7% cần áp dụng công nghệ rây phân tử hoặc công nghệ hấp phụ-giải hấp phụ liên hoàn (PSA, presure-swing adsorption)

23• Hiệu suất quá trình thủy phân và lên men đồng thời đạt được 86,62%/ 74h

• Hiệu suất quá trình thủy phân 81%

KẾT QUẢ

Quá trình thủy phân và lên men đồng thời cho hiệu suất cao hơn quá trình thủy phân thông thường.

TIỀM NĂNG

Nguồn năng lượng gồm ba dạng: • Năng lượng hóa thạch.

• Năng lượng tái tạo.

• Năng lượng hạt nhân.

NGUỒN NĂNG LƯỢNG

Hình 3.1 Các dạng nguồn

năng lượng.

Khi khai thác và sử dụng nhiều:

• Thải ra khí CO2, SO2 và NOx => gây hiệu ứng nhà kính.

• Làm ô nhiễm môi trường và môi sinh.

• Làm thay đổi nghiêm trọng đến khí hậu toàn cầu

DẦU MỎ VÀ THAN ĐÁ

Hình 3.2 Khai thác dầu mỏ.

Hình 3.3 Hiệu ứng nhà kính.

27• Năng lượng sinh học chiếm 63% biomass

cung cấp:

+ 14% nhu cầu năng lượng của thế giới.+ 35% các nước đang phát triển.

• Nhiên liệu sinh học đang nghiên cứu nhiều

là ethanol sinh học (bioethanol) và diesel sinh học (biodiesel).

NĂNG LƯỢNG SINH HỌC

Hình 3.4 Năng lượng sinh khối.

28• Sản lượng trong nước: 25 triệu lít mỗi năm.

SỬ DỤNG XĂNG SINH HỌC

• Sử dụng kĩ thuật gene trên nguyên liệu với hàm lượng carbohydrate cao hơn kết

hợp với cải tiến công nghệ sẽ giảm được giá ethanol khoảng 0,11 USD/L.

• Ước tính đến năm 2025, sản lượng ethanol và dầu thực vật đạt 1,8 triệu tấn đáp ứng 5% nhu cầu xăng dầu cả nước.

DỰ ĐOÁN

Giá trung bình ethanol trên thị trường thế giới vào ngày 3/5/2024 là 1-1,2 USD/L.

Mỗi công đất có 15 cuộn rơm: Giá từ 100.000 - 150.000 đồng/công

Một tấn rơm: 80-100 USD tương ứng với 2,000 - 2,500 VNĐ/1kg rơm rạ.

CHI PHÍ SẢN XUẤT

Rơm rạ2,000-2,500 VNĐ/kg => 1 tấn là 80-100 USDEnzyme Cellusorf L 2,27 USD/KGS

Bảng 3.1 Chi phí

HIỆU QUẢ

Rơm rạ 2,000-2,500 VNĐ/kg => 1 tấn là 80-100 USD.1 Tiền xử lý:

1 tấn rơm rạ thu được 858 kg chất rắn Cellulose 56,2%.

3 Giá trung bình ethanol trên thị trường thế giới vào ngày 3/5/2024 là 1-1,2 USD/L.

• Giá ethanol bán được 304 USD – 364,8 USD.

4 Số tiền thu được sau khi sản xuất 1 tấn rơm rạ

• Giá enzyme Cellusorf L: 2,27 USD/KGS.

• Chi phí ethanol – chi phí rơm rạ – chi phí enzyme

= 364,8 USD – 100 USD – 54 USD = 210,8 USD.

→ Bán ra thị trường sẽ có tiềm năng.

HIỆU QUẢ

1 Cao Đình Khánh Thảo, Nghiên cứu thử nghiệm khả năng xử lý rơm rạ để lên men ethanol, Luận văn Đại học, Bộ môn Công Nghệ Sinh Học – Khoa Công Nghệ Hóa Học, 01/2007

2 https://vtcnews.vn/tinh-nao-co-dien-tich-trong-lua-lon-nhat-viet-nam-ar820262.html#:~:text=Ki%C3%AAn%20Giang%20l%C3%A0%20t%E1%BB%89nh%20c%C3%B3,kho%E1%BA%A3ng%204%2C3%20tri%E1%BB%87u%20t%E1%BA%A5n.

3 https://baovinhphuc.com.vn/tin-tuc/ID/94297/Tran-tro-xu-ly-rom-ra-sau-thu-hoach#:~:text=Theo%20t%C3%ADnh%20to%C3%A1n%20c%E1%BB%A7a%20c%C3%A1c,h%E1%BB%A3p%20thay%20v%C3%AC%20%C4%91%E1%BB%91t%20b%E1%BB%8F.

4 https://dangcongsan.vn/thong-tin-kinh-te/su-dung-xang-sinh-hoc-gop-phan-bao-ve-moi-truong-542808.html

5 https://congan.nghean.gov.vn/kinh-te-xa-hoi/khoa-hoc-cong-nghe/201805/xang-sinh-hoc-tai-viet-nam-cu-nguoi-moi-ta-793493/6 https://afdc.energy.gov/fuels/ethanol-benefits

7 https://afdc.energy.gov/fuels/ethanol

8 https://en.wikipedia.org/wiki/Ethanol_fuel

9 https://mt.gov.vn/mmoitruong/tin-tuc/993/35215/tim-hieu-ve-xang-sinh-hoc

10 https://tuoitre.vn/nhat-ban-san-xuat-thanh-cong-nhien-lieu-sinh-hoc-tu-rom-ra-551281.htm11 https://www.zauba.com/import-cellusoft+l+enzymes-hs-code.html

12 https://www.baobaclieu.vn/mo-hinh-nha-nong/nong-dan-co-them-nguon-thu-tu-rom-ra-93943.html

13 https://www.baobaclieu.vn/mo-hinh-nha-nong/thu-nhap-them-tu%E2%80%8B-phe-pham-nong-nghiep-94305.html14 https://cafef.vn/tai-nguyen-rac-dang-bi-lang-phi-rat-lon-dot-rom-ra-la-dot-tien-20220107094349822.chn

TÀI LIỆU THAM KHẢO

THANK YOU

Don't hesitate to ask any questions!