Xăng sinh học

Xăng sinh học khái niệm xăng sinh học, Bản chất của xăng sinh học là gì, Lignocellulose là gì, Ethanol được sản xuất như thế nào, Quy trình sản xuất xăng sinh học từ lignocellulose: Thủy phân bằng acid đặc, Thủy phân bằng acid loãng, Thủy phân bằng enzyme, Vi sinh vật cho sản xuất ethanol từ lignocellulose; Tiềm năng sản xuất ethanol sinh học: Tiềm năng sản xuất ethanol trong nước?, Các công ty sản xuất ethanol ở Việt Nam, Xăng sinh học đang được những nước nào sử dụng?, Tiềm năng sản xuất ethanol ở ngoài nước.

XĂNG SINH HỌC

Thành viên

NỘI DUNG

01 Bản chất của xăng sinh học là gì?

02 Ethanol được sản xuất như thế nào?

03 Quy trình sản xuất xăng sinh học từ lignocellulose

04 Tiềm năng sản xuất ethanol sinh học

5

Khái niệm và bản chất của xăng sinh học là gì?

Lignocellulose là gì?

01 Khái niệm và bản chất của xăng sinh học

- Xăng sinh học còn được gọi là gasohol

hoặc biogasoline, tạo ra bằng cách trộn cồn sinh học ethanol khan (anhydrous ethanol) với xăng thông thường

- Bản chất “xăng sinh học” là cồn sinh học ethanol dùng để phối trộn xăng được chế biến thông qua quá trình lên men các sản phẩm hữu cơ từ các loại ngũ cốc.

 Lignocellulose là tên gọi chung cho thành phần vật chất chủ yếu cấu tạo nên các

loài thực vật Trong đó các thành phần chủ yếu xếp theo thứ tự tỉ lệ giảm dần:

Cellulose, hemixenluloza, và lignin

 Vi sợi (microfibril) là cấu trúc được tạo bởi các thành phần của Lignocellulose Các vi sợi tạo thành các bó sợi góp phần điều chỉnh độ bền cấu trúc của vách tế bào thực vật

Lignocellulose là gì?

Ethanol được sản xuất như thế nào?

1 Nguyên liệu sản xuất ethanol (cây trồng) được nghiền để xử lý dễ dàng hơn.

2 Đường được hòa tan từ vật liệu nền, tinh bột hoặc cellulose được chuyển thành đường

3 Vi khuẩn như men hoặc vi khuẩn ăn đường, sản xuất ethanol trong một quá trình gọi là lên men

4 Ethanol được chưng cất để đạt được nồng độ cao Xăng hoặc chất phụ gia khác được thêm vào để nó không thể được tiêu thụ bởi con người - một quá trình gọi là biến tính

02 Ethanol được sản xuất như thế nào?

Quy trình sản xuất xăng sinh học từ lignocellulose.

01

Thủy phân bằng acid đặc

02

Thủy phân bằng acid

loãng

03

Thủy phân bằng enzyme

04

Sử dụng vi sinh

vật

Quy trình sản xuất xăng sinh học từ lignocellulose

Công nghệ sản xuất ethanol dựa trên công nghệ thủy phân dùng acid loãng được người Đức phát triển Công nghệ này cũng được thương mại hóa ở Mỹ.

.

Thủy phân, cellulose và hemicellulose giải phóng ra các đường đơn như glucose, xylose.

Gồm các khâu: tách acid ra khỏi đường, thu hồi và cô đặc acid.

Nấm men Saccharomyces cerevisiae là vi sinh vật có ứng dụng rộng rãi trong các loại vi sinh vật sinh ethanol, nó có khả năng tích lũy tới 18% ethanol trong các môi trường có thành phần tương đối đơn giản.

Thủy phân bằng acid đặc.

• Cách thức hoạt động: sử dụng

acid đặc để phá hủy liên kết hydro giữa các mạch cellulose chuyển chúng sang trại thái vô định hình cellulose hình thành trại thái dạng gelatin với acid và trở nên mẫn cảm với phản ứng tự thủy phân pha loãng với nước và dưới tác động của nhiệt, cellulose sẽ nhanh chóng thủy phân thành glucose.

Năm 1937: người Đức đã xây dựng và vào hoạt động nhà máy sản xuất cồn theo công nghệ thủy phân bằng acid đặc HCl.

Năm 1984: người Nhật phát triển công nghệ sử dụng acid đặc H2SO4 Cho phép phân tách acid khỏi dung dịch đường với khả năng thu hồi 80% lượng acid sử dụng.

Thủy phân bằng acid loãng sử dụng công nghệ Scholler ( acid được loãng được bom qua lớp nguyên liệu) , thực hiện thông qua 2 giai đoạn:

• Giai đoạn đầu: nguyên liệu được xử lí bằng dung dịch acid sunfuric 0.7% ở nhiệt độ 190C với thời gian lưu là 3 phút

• Giai đoạn thứ 2: được thực hiện ở 215C với nồng độ acid là 0.4% trong 3 phút

Dịch thủy phân từ mỗi quá trình được thu hồi trung hòa và lên men thành ethanol

Thủy phân bằng acid loãng.

• Quá trình thủy phân bằng enzyme là một quá trình quan trọng trong việc chuyển hóa cellulose trong sinh khối Quá trình chuyển đổi cellulose thành glucose được thực hiện bởi các enzyme cellulose trong điều kiện ôn hòa, chẳng hạn như nhiệt độ từ 40-50C và pH khoảng 4,5-5.

• Bằng kỹ thuật di truyền, các nhà nghiên cứu đang hướng đến tạo ra một tổ hợp enzyme có thể thủy phân nguồn nguyên liệu lignocellulose hiệu quả nhất Thủy phân bằng enzyme được tiến hành bằng cách thêm enzyme thương mại hay nuôi cấy vi sinh vật để tiết enzyme cho sự thủy phân cellulose và hemicellulose

Thủy phân bằng enzyme.

• Một vai trò quan trọng trong hiệu quả của quá trình thủy phân là quá trình tiền xử lý sinh khối lignocellulose Quá trình tiền xử lý như vậy bao gồm loại bỏ lignin, quá trình hòa tan hemicellulose, thời gian thủy phân và nạp enzyme.

• Cấu trúc tinh thể của cellulose ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân, vì hemicellulose và lignin hiện tại của nó tạo liên kết với cellulose và do đó hạn chế quá trình thủy phân • Một vai trò quan trọng trong hiệu

quả của quá trình thủy phân là quá trình tiền xử lý sinh khối lignocellulose Quá trình tiền xử lý như vậy bao gồm loại bỏ lignin, quá trình hòa tan hemicellulose, thời gian thủy phân và nạp enzyme

• Cấu trúc tinh thể của cellulose ảnh hưởng đến tốc độ thủy phân, vì hemicellulose và lignin hiện tại của nó tạo liên kết với cellulose và do đó hạn chế quá trình thủy phân

Thủy phân bằng enzyme

Sự hình thành các chất ức chế hoạt động vi sinh vật từ lignocellulose.

•Vi sinh vật cho sản xuất ethanol

giống có khả năng tạo độ cồn cao (12-13%), hay đặc biệt S oviformis

có khả năng tạo độ cồn 18% đặc biệt loài nấm men này có khả năng lên men được rất nhiều loại đường

•Vi sinh vật cho sản xuất ethanol từ lignocellulose.

Ngoài ra, các chủng chịu nhiệt độ cao như G thermoglucosidasius,

T.mathranii và T saccharolyticum cũng đang được

sử dụng

G thermoglucosidasius

T.mathranii

T saccharolyticum

•Vi sinh vật cho sản xuất ethanol từ lignocellulose.

Ngoài ra còn có Zymononas mobilis cũng thường được sử

dụng trong quá trình rượu

hóa

Zymononas mobilis

•Vi sinh vật cho sản xuất ethanol

cao và nhu cầu dinh dưỡng của chúng không quá phức tạp so với

các giống nấm men khác

Pichia stipitis

Pachyhysolen tannophillusCandida shehatae

Tiềm năng sản xuất ethanol sinh học

Cả nước hiện còn 5 nhà máy sản xuất

ethanol cho thị trường nhiên liệu.

Con người và môi trường là 2 yếu tố quyết

định tỷ lệ pha trộn cao hơn để mang lại lợi ích

tốt hơn.

Hằng năm có khoảng 29,5 triệu

tấn gỗ củi và 78 triệu tấn phụ phẩm

cây nông nghiệp.

Công ty Cổ phần Sinh học

Dầu khí Miền Trung ( Ethanol Quãng Ngãi )

Nhà máy ethanol Đại

Tân

Công ty cổ phần Hóa dầu

và Nhiên liệu sinh học Dầu

khí

Công ty cổ phần Nông

sản Thực phẩm Quảng

Ngãi

Tỷ lệ ethanol dùng trong xăng dầu có thể lên đến 25% Hoa Kỳ cũng đang tiến tới giới thiệu E15.

Tại Braxin

 Xăng sinh học ngày càng phổ biến tại các nước trên thế giới

Xăng sinh học E10 - chứa tới 10% ethanol đã trở thành loại xăng bán chạy nhất thị trường Lượng tiêu thụ xăng E10 lên mức 38,5% xăng dầu tại thị trường Pháp..

Tại Pháp

Số liệu của Hiệp hội sản xuất ethanol châu Âu (ePURE) cho biết tỷ lệ sử dụng xăng sinh học E10 chiếm đến 63% thị trưởng sử dụng xăng dầu năm

2016

Tại Phần Lan

Nguồn nguyên liệu dồi dào ngô (Mỹ), mía đường (Brazil)

Diện tích đất canh tác lớn, công nghệ tiên tiến

Tại Brazil ethanol sinh học được sản xuất với quy mô lớn và rộng rãi

Brazil cũng tăng sản lượng dầu diesel sinh học

Ethanol hiện là thành phần duy nhất trong xăng hỗ trợ làm giảm khí thải nhà kính

THANK YOU!

THANK YOU FOR WATCHING