Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp.

Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp. MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài. Hiện nay nhiên liệu hóa thạch chiếm khoảng 6080% nguồn năng lượng thế giới, với tốc độ tiêu thụ như hiện nay nguồn năng lượng này sẽ cạn kiệt trong vòng 4050 năm nữa. Ngoài ra việc sử dụng nguồn nhiên liệu hóa thạch tạo ra khoảng 21,3 tỉ tấn cacbon dioxit hàng năm, nhưng người ta ước tính rằng các quá trình tự nhiên có thể hấp thu phân nửa lượng khí thải trên, vì vậy hàm lượng cacbon dioxit sẽ tăng 10,65 tỉ tấn mỗi năm trong khí quyển (một tấn cacbon tương đương 3,7 tấn cacbon đioxit). Cacbon đioxit là một trong những khí nhà kính làm tăng lực phóng xạ và góp phần vào sự nóng lên toàn cầu, làm cho nhiệt độ trung bình bề mặt của Trái Đất tăng. Bên cạnh đó, sức ép từ khủng hoảng dầu mỏ và những diễn biết phức tạp của giá xăng, dầu thô, bất ổn chính trị giữa các nước sản xuất dầu mỏ đã thúc đẩy chúng ta cần tìm ra các nguồn năng lượng thay thế, ưu tiên hang đầu cho các nguồn năng lượng tái sinh và thân thiện với môi trường. Mỹ, Brazil đã thành công trong việc sản xuất Etanol từ nguyên liệu sinh học là ngô và mía. Theo đánh giá của tổ chức Nông – Lương Liên hiệp quốc (FAO), sản lượng Etanol toàn cầu năm 2007 vào khoảng 55,7 tỷ lít và dự báo đến năm 2015 vào khoảng 162 tỷ lít, nghĩa là tăng khoảng 200% 1. Điều này đã khích lệ các nước khác đầu tư nghiên cứu vào lĩnh vực nhiên liệu sinh học, đặc biệt là Etanol. Bên cạnh việc sản xuất Etanol từ nguồn tinh bột và đường mía, Etanol còn có thể sản xuất từ rơm rạ. Việt Nam là một nước có hơn 70% dân số làm nông nghiệp, do đó hàng năm thải ra một lượng lớn phế thải gây ô nhiễm môi trường. Hằng năm nền nông nghiệp Việt Nam tạo ra một lượng lớn phế phẩm nông nghiệp, chủ yếu là rơm rạ từ các vụ mùa.Theo đánh giá của Bộ NN PTNT, hiện nay có khoảng 80% rác thải nông nghiệp xả trực tiếp vào môi trường mà không qua một phương thức xử lý nào 1. Tận dụng nguồn nguyên liệu này, cụ thể là rơm rạ để sản xuất Etanol là một phương pháp sử dụng rơm rạ hiệu quả đồng thời góp phần giải quyết vấn đề năng lượng cho nước ta. 2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu. Mục đích chính của đề tài là nghiên cứu khả năng xử lý rơm rạ để lên men thành Etanol đảm bảo chất lượng. Các mục tiêu chính trong đề tài là: Nghiên cứu quá trình thủy phân rơm đã qua tiền xử lý. Nghiên cứu quá trình thủy phân và lên men đồng thời để chuyển hóa xelulozo trong nguồn rơm rạ ban đầu thành Etanol. Các nội dung chính cần thực hiện để đạt được mục tiêu trên: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hiệu suất sản xuất Etanol. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu suất sản xuất Etanol. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất sản xuất Etanol. Khảo sát ảnh hưởng của hảm lượng chế phẩm Enzyme đến hiệu suất sản xuất Etanol. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men đến hiệu suất sản xuất Etanol. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến hiệu suất sản xuất Etanol. Khảo sát tỷ lệ phối trộn giữa rơm và rạ đến hiệu suất sản xuất Etanol 3. phạm vi nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu: Quy mô phòng thí nghiệm. Phương pháp nghiên cứu:

Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp. MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài. Hiện nay nhiên liệu hóa thạch chiếm khoảng 60-80% nguồn năng lượng thế giới, với tốc độ tiêu thụ như hiện nay nguồn năng lượng này sẽ cạn kiệt trong vòng 40-50 năm nữa. Ngoài ra việc sử dụng nguồn nhiên liệu hóa thạch tạo ra khoảng 21,3 tỉ tấn cacbon dioxit hàng năm, nhưng người ta ước tính rằng các quá trình tự nhiên có thể hấp thu phân nửa lượng khí thải trên, vì vậy hàm lượng cacbon dioxit sẽ tăng 10,65 tỉ tấn mỗi năm trong khí quyển (một tấn cacbon tương đương 3,7 tấn cacbon đioxit). Cacbon đioxit là một trong những khí nhà kính làm tăng lực phóng xạ và góp phần vào sự nóng lên toàn cầu, làm cho nhiệt độ trung bình bề mặt của Trái Đất tăng. Bên cạnh đó, sức ép từ khủng hoảng dầu mỏ và những diễn biết phức tạp của giá xăng, dầu thô, bất ổn chính trị giữa các nước sản xuất dầu mỏ đã thúc đẩy chúng ta cần tìm ra các nguồn năng lượng thay thế, ưu tiên hang đầu cho các nguồn năng lượng tái sinh và thân thiện với môi trường. Mỹ, Brazil đã thành công trong việc sản xuất Etanol từ nguyên liệu sinh học là ngô và mía. Theo đánh giá của tổ chức Nông – Lương Liên hiệp quốc (FAO), sản lượng Etanol toàn cầu năm 2007 vào khoảng 55,7 tỷ lít và dự báo đến năm 2015 vào khoảng 162 tỷ lít, nghĩa là tăng khoảng 200% [1]. Điều này đã khích lệ các nước khác đầu tư nghiên cứu vào lĩnh vực nhiên liệu sinh học, đặc biệt là Etanol. Bên cạnh việc sản xuất Etanol từ nguồn tinh bột và đường mía, Etanol còn có thể sản xuất từ rơm rạ. Việt Nam là một nước có hơn 70% dân số làm nông nghiệp, do đó hàng năm thải ra một lượng lớn phế thải gây ô nhiễm môi trường. Hằng năm nền nông nghiệp Việt Nam tạo ra một lượng lớn phế phẩm nông nghiệp, chủ yếu là rơm rạ từ các vụ mùa.Theo đánh giá của Bộ NN& PTNT, hiện nay có khoảng 80% rác thải nông nghiệp xả trực tiếp vào SVTH: Nguyễn Minh Hưng Lớp : MTK7.2 Page 1 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp. môi trường mà không qua một phương thức xử lý nào [1]. Tận dụng nguồn nguyên liệu này, cụ thể là rơm rạ để sản xuất Etanol là một phương pháp sử dụng rơm rạ hiệu quả đồng thời góp phần giải quyết vấn đề năng lượng cho nước ta. 2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu. Mục đích chính của đề tài là nghiên cứu khả năng xử lý rơm rạ để lên men thành Etanol đảm bảo chất lượng. Các mục tiêu chính trong đề tài là: - Nghiên cứu quá trình thủy phân rơm đã qua tiền xử lý. - Nghiên cứu quá trình thủy phân và lên men đồng thời để chuyển hóa xelulozo trong nguồn rơm rạ ban đầu thành Etanol. Các nội dung chính cần thực hiện để đạt được mục tiêu trên: - Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hiệu suất sản xuất Etanol. - Khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu suất sản xuất Etanol. - Khảo sát ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất sản xuất Etanol. - Khảo sát ảnh hưởng của hảm lượng chế phẩm Enzyme đến hiệu suất sản xuất Etanol. - Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men đến hiệu suất sản xuất Etanol. - Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến hiệu suất sản xuất Etanol. - Khảo sát tỷ lệ phối trộn giữa rơm và rạ đến hiệu suất sản xuất Etanol 3. phạm vi nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu: Quy mô phòng thí nghiệm. Phương pháp nghiên cứu: - Thống kê tài liệu. SVTH: Nguyễn Minh Hưng Lớp : MTK7.2 Page 2 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp. - Khảo sát thực địa. - Phân tích tổng hợp số liệu nghiên cứu. - Suy luận các kết quả nghiên cứu để đánh giá chất lượng sản phẩm. SVTH: Nguyễn Minh Hưng Lớp : MTK7.2 Page 3 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp. TÓM TẮT LUẬN VĂN Rơm-rạ chiếm tỷ lệ lớn trong các phụ phẩm nông nghiệp ở Việt Nam. Với thành phần chưa hơn 40% là xenlulozo, rơm-rạ là nguyên liệu thích hợp cho quá trình sản xuất Etanol. Luận văn này nghiên cứu quá trình sản xuất Etanol từ rơm-rạ. Nội dung nghiên cứu của luận văn gồm 3 phần: - Phân 1: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất sản xuất cồn Etanol từ nguyên liệu là rơm. - Phần 2: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất sản xuất cồn Etanol từ nguyên liệu là rạ. - Phần 3: Khảo sát sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ nguyên liệu được phối trộn giữa rơm-rạ. Trong đó, luận văn khảo sát sự ảnh hưởng của các yếu tố sau đến hiệu suất sản xuất Etanol: - Ảnh hưởng của nhiệt độ thuỷ phân. - Ảnh hưởng của pH. - Ảnh hưởng của thời gian thuỷ phân. - Ảnh hưởng của hàm lượng Enzyme. - Ảnh hưởng của thời gian lên men. - Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men. SVTH: Nguyễn Minh Hưng Lớp : MTK7.2 Page 4 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về Etanol. 1.1.1. Tổng quan về Etanol. Etanol hay còn gọi là rượu Etylic, là một ancol mạch thẳng, công thức hóa học của nó là C 2 H 5 OH. Đặc tính của Etanol là không màu, dễ cháy. Là một trong các rượu thông thường sử dụng làm đồ uống có cồn. Trong cách nói thông thường nó được gọi một cách đơn giản là rượu. Ngoài sử dụng làm đồ uống, Etanol còn được sử dụng cho nhiều mục đích khác như làm cồn sát trùng, làm dung môi, mỹ phẩm và gần đây được chú ý nhiều trong việc sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong. Nhiên liệu Etanol được sử dụng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới như: Mỹ, Anh, Pháp, Canada hay Barazil,… Bảng 1.1: Lượng cồn lý thuyết từ rơm rạ ở một số khu vực trên thế giới. Quốc gia Lượng rơm rạ sẵn có (10 12 tấn) Hiệu suất Etanol theo lý thuyết (10 9 lít) Châu Phi 20,93 8,83 Châu Á 667,59 281,72 Châu Âu 3,92 1,65 Bắc Mỹ 10,95 4,62 Trung Mỹ 2,77 1,17 Nam Mỹ 23,51 9,92 Etanol là cấu tử phối trộn vào xăng làm tăng chỉ số Octan của xăng (khả năng chống cháy kích nổ của xăng). Trước đây, để tăng trị số Octan của xăng người ta thường thêm Tetra etyl chì, nhưng hiện giờ nó đã bị cấm vì độc tính của nó gây ảnh hưởng đến môi trường. Khi sử dụng Etanol sẽ bổ sung một lượng nhiên liệu có giá thấp và dễ sản xuất, hơn nữa Etanol khi cháy ít gây ảnh hưởng xấu đến môi trường, điều này làm cho Etanol được chú ý nghiên cứu và sản xuất nhiều hơn. Hiện nay người ta cũng có thể sử dụng hoàn toàn Etanol là nhiên liệu cho động cơ đốt trong, chỉ cần điều chỉnh một số chi tiết trong các động cơ hiện hành là có thể sử dụng được. SVTH: Nguyễn Minh Hưng Lớp : MTK7.2 Page 5 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp. Etanol thường được sản xuất bằng hai phương pháp tổng quát chính là phương pháp biến đổi hóa học và phương pháp lên men, phương pháp lên men thường được sử dụng nhiều hơn do tính an toàn. Nguyên liệu để sản xuất Etanol thường là gạo, mía đường, ngũ cốc,… 1.1.2. Tình hình nghiên cứu Etanol hiện nay Tình hình nghiên cứu Etanol trên thế giới Etanol thường được sản xuất bằng phương pháp truyền thống là lên men một số loại nguyên liệu như gạo, ngô, mía đường, ngũ cốc,… hiệu suất của các nguyên liệu này thu Etanol tương đối cao, tuy nhiên do các loại nguyên liệu kể trên cũng là những loại lương thực phổ biến và quan trọng do đó xu hướng hiện nay là loại bỏ hoặc thay thế dần các nguyên liệu khác để đảm bảo an ninh lương thực vốn là vấn đề nóng bỏng của Thế giới hiện nay. Nghiên cứu sản xuất Etanol từ phế thải nông nghiệp được nghiên cứu khá nhiều trên thế giới, ở các nước châu Âu người ta đã khảo sát hiệu suất thu được Etanol từ thân cây lúa mỳ, kết quả cũng cho thấy đây là loại nguyên liệu tiềm năng. Cũng theo tác giả Ja Kyong Ko, Jin Beop Bak đại học Hàn Quốc (Korea University), có thể sản xuất Etanol từ phế thải nông nghiệp từ điệu kiện đơn giản, đó là nhiệt độ dưới 70 0 C, trong môi trường Axit hoặc Bazơ tùy loại chế phẩm sử dụng [2]. Tình hình nghiên cứu Etanol trong nước - Đề tài cấp nhà nước “nghiên cứu sản xuất nhiên liệu sinh học từ phế thải nông nghiệp” do GS.TSKH Trần Đình Toại, Viện Hóa học, Viện Khoa học Công nghệ VN thực hiện cho kết quả khả quan. Sau hai năm nghiên cứu, cùng với sự hộ trợ của Viện hàn lâm khoa học Nga đã hoàn thiện công nghệ sản xuất cồn tuyệt đối với chi phí thấp, hiệu quả chuyển hóa phế thải nông nghiệp có thể lên đến 5-7%. Tuy nhiên, đề tài này cho thấy để sản xuất được cồn tuyệt đối cần đòi hỏi công nghệ khá tốn kém, dây chuyền công nghệ phải phụ thuộc vào sự nhập khẩu của nước ngoài. [1]. SVTH: Nguyễn Minh Hưng Lớp : MTK7.2 Page 6 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp. - Kết quả nghiên cứu luận văn thạc sỹ của tác giả Nguyễn Thị Hằng Nga, Đại học Khoa học tự nhiên cũng cho thấy thân cây ngô và rơm rạ có hàm lượng đường khá cao (4,2% theo thể tích), điều đó cho thấy thân cây ngô cũng như rơm rạ là nguyên liệu tiềm năng để sản xuất cồn Etanol. [1]. Bảng 1.2: Thành phần hoá học của rơm rạ. Thành phần hoá học % KL Cacbon 15,86 Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi 65,47 Tro 18,67 Thành phần nguyên tố trong tro (%) SiO 2 74,67 CaO 3,01 MgO 1,75 Na 2 O 0,96 K 2 O 12,30 1.2. Tổng quan về các phương pháp sản xuất Etanol. 1.2.1. Sản xuất Etanol từ nguyên liệu là tinh bột (sắn, ngô) Tổng quan về nguyên liệu: Đối với sản xuất rượu thì thành phần quan trọng nhất là gluxit lên men được, gồm tinh bột và một số đường. Trong đa số gluxit nói chung thì tỷ lệ giữa H và O đều tương tự như như trong nước Cn(H2O)m. Tuy nhiên cũng có những gluxit tỷ lệ giữa H và O không giống như trong nước chẳng hạn như ramnoza. Gluxit trong tự nhiên chia làm ba nhóm chính là mono, oligo, polysaccarit. Trong đó: - Monosaccarit là những gluxit đơn giản không thể thủy phân được. Trong tự nhiên phổ biến nhất là hai loại hexoza và pentoza. Hexoza là guluxit lên men được, dưới tác SVTH: Nguyễn Minh Hưng Lớp : MTK7.2 Page 7 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp. dụng của nấm men đa số hexoza biến thành rượu và CO2. Pentoza thuộc gluxit không lên men được, gồm arabinoza, riboza…không có khả năng chuyển hóa thành rượu bằng nấm men. - Oligosaccarit là những gluxit chứa từ 2 đến 10 gốc monosaccarit. Trong thiên nhiên phổ biến nhất là oligo chứa 2 hoặc 3 mono và còn gọi là disaccarit hay trisaccarit. Đại diện cho disaccarit là mantoza và saccaroza còn đại diện cho trisaccarit là rafinoza. Mantoza và saccaroza dễ dàng chuyển hóa thành rượu và CO2 dưới tác dụng của nấm men, còn rafinoza chỉ lên men được 1/3. - Polysaccarit là những gluxit chứa từ 10 gốc mono trở lên cấu tạo từ nhiều gốc mono mạch thẳng hay mạch nhánh. Dưới tác dụng của axit, nhiệt độ hoặc enzyme chúng sẽ bị thủy phân và tạo thành các phân tử thấp hơn là oligo hay cuối cùng là monosaccarit. Những polysaccarit điển hình: + Tinh bột: là gluxit dự trữ phổ biến nhất trong thực vật. Tinh bột là chất keo háo nước điển hình, cấu tạo từ amyloza mạch thẳng và amylopectin. Ngoài ra trong tinh bột còn chứa một lượng nhỏ các chất khác như muối khoáng, chất béo, protit… Hàm lượng chung của chúng khoảng 0,2 đến 0,7%. Dưới tác dụng của của axit hoặc amylaza tinh bột sẽ bị thủy phân. Khi đun với axit, tinh bột sẽ biến thành glucozo, còn dưới tác dụng của amylaza thóc mầm thì dịch thủy phân gồm 70 đến 80% mantoza và 30 đến 20% dextrin. Nếu dùng amylaza của một số nấm mốc hay nấm men thì dịch thủy phân chứa tới 80 đến 90% là glucozo [2]. + Xenlulozo (chất sơ) là thành phần chủ yếu của màng tế bào thực vật. Dưới tác dụng của axit vô cơ loãng ở nhiệt độ và áp suất cao, xenlulozo sẽ biến thành glucozo. SVTH: Nguyễn Minh Hưng Lớp : MTK7.2 Page 8 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp. Hình 1.1. Bắp ngô làm nguyên liệu sản xuất Etanol Sắn: Là một loại cây lương thực phổ biến của các nước ở vùng nhiệt đới châu Á, châu Phi, châu Mỹ. Sắn là cây dễ trồng, có thể thích hợp với đất đồi, gò. Sản lượng sắn tương đối ổn định và cao. Củ sắn nhiều tinh bột, nên sản lượng tinh bột trên một đơn vị diện tích canh tác khá hơn so với nhiều loại cây trồng khác. Ở Việt Nam, sắn được trồng từ Bắc tới Nam, được trồng ở nhiều vùng trung du. Hàng năm với 1,2 triệu tấn sắn lát xuất khẩu, chúng ta có thể sản xuất được ít nhất 400 triệu lít Etanol/năm và với tỷ lệ 10% Etanol pha vào xăng thì lượng Etanol nói trên đủ để đáp ứng 50% nhu cầu Etanol sinh học hiện tại của thị trường xăng Thành phần hoá học của sắn: Thành phần của sắn tươi dao động trong giới hạn khá lớn: tinh bột 20÷34%, protein 0,8÷1,2%, chất béo 0,3÷0,4%, xenlulozo 1÷3,1%, chất tro 0,54%, polyphenol 0,1÷0,3% và nước 60,0÷74,2%; Thành phần sắn khô bao gồm: nước 13,12%, protit 0,2%, gluxit 74,7%, xenlulozo 11,1%, tro 1,69%. Ngoài các chất kể trên, trong sắn còn có một lượng vitamin và độc tố. Vitamin trong sắn thuộc nhóm B, trong đó B1 và B2 mỗi loại chiếm 0,03mg%, còn B6 chiếm 0,06mg%. Các vitamin này sẽ bị mất một phần khi chế biến, nhất là khi nấu trong quy trình sản xuất rượu. Hàm lượng HCN trong sắn tươi nhỏ hơn 50mg/kg thì chưa gây độc hại cho con người, từ 50 ÷ 100mg sẽ gây ngộ độc và lớn hơn 100mg/kg, người ăn sẽ bị tử vong. Do đó sắn trước khi luộc cần ngâm và bỏ vỏ cùi. Sắn tươi đã thái lát và phơi khô sẽ SVTH: Nguyễn Minh Hưng Lớp : MTK7.2 Page 9 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp. giảm đáng kể lượng độc tố nói trên. Trong sản xuất rượu, khi nấu lâu ở nhiệt độ cao đã pha loãng nước nên hàm lượng độc tố trên là rất bé chưa ảnh hưởng tới nấm men. Hơn nữa, các muối xyanat (CN-) khi chưng cất không bay hơi nên bị loại cùng bã rượu. Sắn dùng trong sản xuất rượu chủ yếu là sắn lát khô. Ngoài sắn người ta còn dùng ngô để sản xuất ra cồn có chất lượng cao. Ngô: Ngô được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Ở nước ta ngô là một trong những nông sản chính, là loại cây lương thực quan trọng sau lúa. Thành phần hoá học của ngô: Thành phần hoá học của ngô hạt khác nhau tuỳ theo giống ngô, phương pháp và kỹ thuật trồng trọt, khí hậu. Nước chiếm 14%, protit 10%, chất béo 4,6%, gluxit 67,9%, xenlulozo 2,2%, tro 1,3%. Phần dưới cùng của hạt là cuống có tác dụng dính hạt với cùi. Cuống rất giàu xenlulozo, lignin và hemixenlulozo, cuống chiếm tới 1,5% trọng lượng hạt. Ngoài ra còn phải kể đến vai trò quan trọng của tác nhân vi sinh. Trong sản xuất rượu người ta sử dụng hầu hết đại diện của 3 nhóm vi sinh vật: nấm men, nấm mốc và vi khuẩn. Nấm mốc: nấu rượu từ tinh bột thì bắt buột phải qua giai đoạn đường hoá, đây là giai đoạn chuyển hoá tinh bột thành đường. Hiện nay, phổ biến là sử dụng nấm mốc từ nguồn giàu amylaza. Vi khuẩn: Trong sản xuất rượu, một số nhà máy còn sử dụng vi khuẩn lactic để tạo pH thích hợp cho quá trình lên men. Có nghĩa là sau khi đường hoá xong, người ta cho vi khuẩn lactic phát triển, vi khuẩn này tạo độ axit nhất định. Độ axit này thích hợp cho nấm men tiến hành lên men. Thường người ta sử dụng vi khuẩn Themobacterium cereale và Delbuxki. Nấm men: là tác nhân cơ bản gây ra quá trình lên men rượu. Thường sử dụng nấm men thuộc họ Saccharomyces cerevisial, loài S.cerevisiae. Quy trình sản xuất công Etanol từ tinh bột Sản xuất cồn Etanol có nhiều quy trình khác nhau phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu. Dưới đây giới thiệu quy trình sản xuất từ nguyên liệu là tinh bột. Sơ đồ quy trình sản xuất: SVTH: Nguyễn Minh Hưng Lớp : MTK7.2 Page 10 [...]... thành phần không mong muốn trong quá trình sản xuất Etanol từ xenlulozo SVTH: Nguyễn Minh Hưng Lớp : MTK7.2 Page 24 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp Tổng quan về phương pháp sản xuất Hình 1.6 Quy trình sản xuất Etanol từ Xenlulozo Về nguyên tắc, quá trình sản xuất Etanol từ các nguồn nguyên liệu chứa xenlulozo cũng giống như từ tinh bột hay rỉ đường Nó bao gồm ba... nhiệt Tháp tách thô Hèm Tháp tách tinh Làm nguội Hèm Cồn thành phẩm Hình 1.5: Quy trình sản xuất Etanol từ rỉ đường 1.2.3 Sản xuất Etanol từ nguyên liệu là xenlulozo Tổng quan về nguyên liệu SVTH: Nguyễn Minh Hưng Lớp : MTK7.2 Page 22 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp Về nguyên tắc ta có thể sản xuất Etanol từ bất cứ nguồn nguyên liệu nào có chứa xenlulozo Tuy... Page 21 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp Qua đó ta thấy việc bảo quản rỉ đường có nhiều ảnh hưởng đến quá trình sản xuất sau này quản, sự thay đổi không đáng kể Khi số lượng vi khuẩn có 50.000 tế bào/1g rỉ đường thì sự tổn thất đường Sacaroza lên tới 1,3% so với khối lượng rỉ đường Các công đoạn chính sản xuất Etanol từ rỉ đường Quá trình sản xuất Etanol từ rỉ... - Đường hoá và lên men - Tinh chế sản phẩm (chưng cất, tách nước, bốc hơi, tách lỏng rắn) Ngoài ra còn có thêm hai bước phụ là: - Xử lí nước thải - Sản xuất hơi nước, sản xuất điện SVTH: Nguyễn Minh Hưng Lớp : MTK7.2 Page 25 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 2.1 Quy trình công nghệ Sơ đồ sản xuất Etanol từ rơm, rạ, thân cây ngô,… được trình... rượu với dải đo từ 0-100 SVTH: Nguyễn Minh Hưng Lớp : MTK7.2 Page 27 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất sản xuất Etanol từ nguyên liệu là rơm 3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ thuỷ phân đến hiệu suất sản xuất Etanol - Cân 0,5 kg rơm đã được nghiền nhỏ kích thước khoảng từ 5-7mm - 5 lít... đường là nguồn nguyên liệu quan trọng để sản xuất rượu, nó phù hợp với 4 điều kiện để sản xuất rượu: - Giá rẻ - Sản lượng nhiều - Sử dụng tiện lợi - Nguồn cung cấp phổ biến SVTH: Nguyễn Minh Hưng Lớp : MTK7.2 Page 20 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp Vậy việc sử dụng rỉ đường để sản xuất rượu là tối ưu, một mặt sử dụng triệt để phế liệu, mặt khác hạn chế việc sử dụng.. .Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp Nguyên liêụ Nghiền Nấu Đường hóa Men giống PTN Men giống PTN Lên men Thu hồi CO2 Giấm chín Chưng cất Cồn SP Hình 1.2 Quy trình sản xuất Etanol từ tinh bột Thuyết minh các công đoạn sản xuất Etanol từ tinh bột: • Làm sạch Ngô, sắn được làm sạch đất, cát, bảo quản... của lượng chế phẩm đến hiệu suất quá trình sản xuất Etanol từ rơm TT Lượng chế phẩm (%KL rơm) Hiệu suất (%tt) 1 1 7,0 2 1,5 7,2 3 2 7,5 4 2,5 7,7 5 3 8,0 6 3,5 7,6 SVTH: Nguyễn Minh Hưng Lớp : MTK7.2 Page 33 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp Hình 3.4: Sự phụ thuộc của lượng chế phẩm đến hiệu suất quá trình sản xuất Etanol từ rơm Nhận xét: Dựa vào bảng ta thấy, khi... cất thu sản phẩm, sau đó tiến hành đo nồng độ cồn để xác định hiệu suất của quá trình Kết quả được xác định trong bảng: Bảng 3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hiệu suất quá trình sản xuất Etanol từ rơm TT Nhiệt độ (0C) Hiệu suất (% tt) 1 40 2 2 50 3,2 3 60 4,5 4 70 5 5 80 5,5 6 90 4,7 SVTH: Nguyễn Minh Hưng Lớp : MTK7.2 Page 28 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp.. . mạnh, nhưng khi đưa nhiệt độ lên từ từ, hoạt tính của enzyme sẽ tăng dần đều đến mức tối ưu Khi nhiệt độ cao thường gây cho enzyme mất hoạt tính 3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu suất sản xuất Etanol - Cân 0,5 kg rơm đã được nghiền nhỏ kích thước khoảng từ 5-7mm SVTH: Nguyễn Minh Hưng Lớp : MTK7.2 Page 29 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm cồn Etanol từ một số phế thải nông nghiệp - 5 lít nước vào thùng, . 0,8 1, 2%, chất béo 0,3÷0,4%, xenlulozo 1 3 ,1% , chất tro 0,54%, polyphenol 0 ,1 0,3% và nước 60,0÷74,2%; Thành phần sắn khô bao gồm: nước 13 ,12 %, protit 0,2%, gluxit 74,7%, xenlulozo 11 ,1% , tro. 1. 1: Lượng cồn lý thuyết từ rơm rạ ở một số khu vực trên thế giới. Quốc gia Lượng rơm rạ sẵn có (10 12 tấn) Hiệu suất Etanol theo lý thuyết (10 9 lít) Châu Phi 20,93 8,83 Châu Á 667,59 2 81, 72 Châu. Etanol. [1] . Bảng 1. 2: Thành phần hoá học của rơm rạ. Thành phần hoá học % KL Cacbon 15 ,86 Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi 65,47 Tro 18 ,67 Thành phần nguyên tố trong tro (%) SiO 2 74,67 CaO 3, 01 MgO 1, 75 Na 2 O