ĐỀ tài NGHIÊN cứu KHẢ NĂNG sản XUẤT ETANOL SINH học từ thân cây ngô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA CHĂN NUÔI-THÚ Y BÀI BÁO CÁO ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SẢN XUẤT ETANOL SINH HỌC TỪ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP (THÂN CÂY NGÔ) GVHD: THẦY CHẾ MINH TÙNG Người thực hiện: TRƯƠNG THANH BÌNH MSSV:12112262 LỚP DH12TY 1 MỤC LỤC Phần I: ĐẶT VẤN ĐỀ Phần II:TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Sinh khối và nhiên liệu sinh học 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Các loại nhiên liệu sinh học 2.1.3 Những lợi ích khi sử dụng nhiên liệu sinh học 2.2 Etanol sinh học 2.2.1 Tính chất hóa lí học của etanol 2.2.2 Phương pháp sản xuất etanol sinh học 2.2.3 Tình hình sản xuất và sử dụng etanol sinh học 2.2.3.1 Sản xuất và sử dụng etanol sinh học trên thế giới 2.2.3.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng etanol sinh học ở tại Việt Nam 2.3 Sản xuất nông nghiệp và thực trạng sử dụng PPNN ở Việt Nam 2.3.1 Tình hình sản xuất nông nghiệp 2.3.2 Phụ phẩm nông nghiệp và các vấn đề phát thải sau khi thu hoạch 2.3.2.1 Sử dụng phụ phẩm nông nghiệp 2.3.2.2 Vấn đề phát thải sau thu hoạch 2.3.3 Cây ngô và phụ phẩm từ cây ngô 2.4 Vai trò của VSV trong việc phân giải các hợp chất hữu cơ 2.4.1 Cellulosese và vsv phân giải cellulosese 2.4.1.1 Cellulose 2.4.1.2 VSV phân giải cellulose 2.4.2 Hemicellulosese và VSV phân giải hemicellulose 2.4.2.1 Hemicellulose 2.4.2.2 VSV phân giải hemicellulose 2.5 Vai trò của VSV trong quá trình lên men rượu 2.5.1 Qúa trình lên men rượu 2.5.2 Nấm men dùng trong sản xuất rượu etylic Phần III: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.1 Các phương pháp hóa lý 3.2.1.1 Phương pháp phơi sấy nguyên liệu 3.2.1.2 Phương pháp phân tích đường khử 3.2.2 Phương pháp nghiên cứu VSV 3.2.2.1 Phương pháp kiểm tra mật độ VSV 3.2.2.2 Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học VSV 3.2.3 Phương pháp xử lý sơ bộ 2 3.2.4 Phương pháp thủy phân 3.2.5 Phương pháp lên men Các chữ viết tắc,bảng sử dụng trong bài: Chữ viết tắc: -VSV: vi sinh vật. -PPNN: phụ phẩm nông nghiệp. -SK: sinh khối. -NLSH: nhiên liệu sinh học. Bảng : -Bảng 1 Tổng sản lượng etanol hằng năm ở một số khu vực. -Bảng 2 Sản lượng lý thuyết sinh ra từ một tấn nguyên liệu thô. -Bảng 3 Diện tích gieo trồng và sản lượng một số loại cây trồng năm 2011. -Bảng 4 Diện tích gieo trồng ngô từ năm 2000 đến năm 2010 3 PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ Nhu cầu năng lượng của con người đã hiện diện cách đây hàng trăm ngàn năm khi con người biết dùng lưả trong hoạt động hàng ngày để nướng thịt ,đốt rừng ,làm rẩy… kể từ đó, nguồn năng lượng từ vật rắn như gỗ cây trở nên ngày quan trọng,có hơn 2 tỉ người trên thế giới đang dùng chất đốt rắn trong gia đình để nấu nướng và sưởi ấm mùa đông. Năng lượng có vai trò quan trọng đối với sự phát triển KT- XH .An ninh quốc gia,an ninh kinh tế gắn liền với an ninh năng lượng của một quốc gia. Vì vậy chính sách năng lượng được đặt lên hàng đầu. Vào thế kỉ thứ 19,gỗ là nguồn năng lượng chủ yếu dùng cho máy chạy bằng hơi nước trong ngành chuyên chở ,giúp phát triển mạnh mẽ công nghiệp cơ giới .Sau đó con người chế tạo ra máy phát điện cung cấp nguồn điện năng mới có nhiều ứng dụng cho đời sống hằng ngày và thay thế dần máy chạy bằng hơi nước. Khi tìm thấy nhiên liệu trầm tích như than đá, dầu mỏ, khí đốt (năng lượng không tái tạo) con người tăng tốc sử dụng loại năng lượng này để sử dụng trong các ngành công nghiệp. Loại nhiên liệu thể lỏng xăng dầu trở nên ngày càng thông dụng trong các ngành vận chuyển vì tỉ trọng năng lượng cao,dễ sử dụng hơn các loại nhiên liệu khác ,và từ đó năng lượng rắn được sử dụng giảm dần. Theo tính toán của các nhà chuyên gia kinh tế năng lượng ,dầu mỏ và khí đốt chiếm hơn 60%- 80% cán cân năng lượng thế giới. Với tốc độ tiêu thụ như hiện nay và trữ lượng dầu mỏ hiện có,nguồn năng lượng này sẽ nhanh chóng bị cạn kiệt trong khoảng 40-50 năm nữa.Diễn biến của giá xăng dầu gần đây là do nhu cầu về dầu thô ngày càng lớn và những xung đột bất ổn chính trị của các quốc gia sản xuất dầu mỏ. Để đối phó với tình hình đó,cần tìm ra những nguồn nhiên liệu mới, ưu tiên hàng đầu cho các nguồn năng lượng tái sinh và thân thiện với môi trường.Trong số các nguồn năng lượng mới năng lượng gió,năng lượng hạt nhân…… năng lượng sinh học đang là xu thế phát triển tất yếu nhất là ở các nước nông nghiệp và nhập khẩu nhiên liệu. Năng lượng sinh học là những nhiên liệu có nguồn gốc từ các vật liệu có sinh khối của nguồn gốc từ động,thực vật như củi,gỗ,rơm rạ,trấu,phân,mỡ động vật… nhưng đây là dạng nhiên liệu thô. Năng lượng sinh học dùng cho các ngành công nghiệp ở dạng lỏng bao gồm các loại cồn sản xuất bằng công nghệ sinh học để sản xuất gashol,các loại dầu sinh học. Sử dụng nhiên liệu sinh học mang lại lợi ích như giảm thiểu ô nhiễm môi trường vì nguyên liệu sử dụng để sản xuất không chứa các hợp chất thơm ,hàm 4 lượng lưu huỳnh thấp, không chứa các chất độc hại ,mặt khác nhiêu liệu sinh học khi thải vào đất có tốc độ phân hủy sinh học cao nhanh hơn gấp 4 lần so với nhiên liệu dầu mỏ và do đó giảm được rất nhiều tình trạng ô nhiễm mạch nước ngầm.(10) Việc sản xuất ra gashol sử dụng cho các ngành công nghiệp ,cần phải có sản phẩm trung gian là các loại cồn(etanol).Etanol sinh học là một loại nhiên liệu dạng cồn ,được sản xuất bằng con đường sinh học,chủ yếu bằng phương pháp lên men và chưng cất các loại ngũ cốc chứa tinh bột có thể chuyển hóa thành đường đơn,thường được sản xuất từ các loại cây nông nghiệp có hàm lượng đường cao như (bắp) ở Mĩ ,(lúa mì, lúa mạch,miá)ở Braxin.Ngoài ra etanol sinh học cũng được sản xuất từ cây cỏ có chứa hợp chất cellulose. Celluloic etanol đã được sản xuất thành công và đưa vào sử dụng làm nhiên liệu ở nhiều nước trên thế giới. Hiện nay,việc sản xuất etanol từ các loại cây nông nghiệp có thể ăn được đang gây ra sự lo lắng về vấn đề an ninh lương thực sự cạnh tranh gay gắt giữa cây trồng làm nhiên liệu và cây lương thực.Chính vì thế,thế giới đang đi theo hướng sản xuất etanol từ các nguyên liệu chứa hợp chất cellulose. Việt nam là một quốc gia có hơn 70% dân số làm nông nghiệp.Do vậy phụ phẩm sau thu hoạch rất lớn.Theo số liệu thống kê sơ bộ năm 2008(1),tổng diện tích cây lúa trong cả nước khoảng 7,4 triệu hecta, do vậy lượng rơm rạ phát thải sau mỗi vụ thu hoạch rất lớn trung bình 5-6 tấn rơm rạ 1 ha/vụ.Theo phương thức sản xuất nông nghiệp truyền thống ,phụ phẩm sau khi thu hoạch được chuyển về và được sử dụng như một nguồn nguyên liệu chính để đun nấu trong các nông hộ ,làm thức ăn cho vật nuôi cùng với sự phát triển của kinh tế và nhu cầu đời sống ngày càng nâng cao ,ngày nay các hộ nông dân đã sử dụng các nguồn nguyên liệu khác như than,gas,điện….cho việc nấu nướng nên phần lớn lượng phụ phẩm nông nghiệp này đã được người dân đốt ngay trên đồng ruộng tạo ra những chất độc hại như CH4,CO2,bụi…việc đốt lượng phụ phẩm nông nghiệp trên đồng ruộng gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái mà còn rất lãng phí nguồn nguyên liệu có nguồn gốc thực vật này. Một số công trình nghiên cứu trên thế giới cho thấy,các loại phụ phẩm nông nghiệp ,phế thải giàu hợp chất hydratcacbon có thể sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất etanol sinh học. Thành phần của rơm rạ,thân cây ngô bao gồm phần lớn cellulose,hemicellulose,lignin,và các nguyên tố khoáng khác. Việc nghiên cứu sử dụng phụ phẩm nông nghiệp giàu hợp chất cacbonhydrat làm nguyên liệu sản xuất etanol nhiên liệu có sử dụng sự trợ giúp của vi sinh vật đang là một trong những giải pháp đầy hứa hẹn cho việc tạo ra nguyên liệu thay thế cho nguồn nguyên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt,giảm thiểu các tác động xấu đến môi trường,là một hướng nghiên cứu đúng đắn thu hút được sử quan tâm của các nhà khoa học trong và ngoài nước. Với ý nghĩa thiết thực đó, nghiên cứu khả năng sản xuất etanol sinh học từ phụ phẩm nông nghiệp nhằm xác định khả năng sản xuất etanol sinh học từ thân cây ngô nhờ tác nhân sinh học là vi sinh vật. Để đạt mục tiêu nêu trên,đề tài sẽ tiến hành các nội dung nghiên cứu sau: 5 - Lựa chọn chủng vi sinh vật làm tác nhân cho quá trình thủy phân cây ngô và quá trình lên men -Nghiên cứu một số điều kiện phù hợp trong quá trình thủy phân thân cây ngô thành đường đơn bằng tác nhân hóa học VSV. -Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất etanol sinh học từ thân cây ngô. PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Sinh khối và nhiên liệu sinh học: 2.1.1 Khái niệm: Sinh khối là các vật liệu hữu cơ có nguồn gốc từ sinh vật có khả năng tái tạo như cây cối,phân gia súc….SK được xem là một phần của chu trình cacbon trong tự nhiên. Các vật liệu hữu cơ được tạo thành bởi các quá trình địa chất tạo than đá ,dầu mỏ, khí tự nhiên không được gọi là sinh khối. Nhiên liệu hóa thạch có nguồn gốc SK trong thời cổ xưa được cho là nằm ngoài chu trình cacbon từ rất lâu.Việc đốt chúng làm ảnh hưởng đến hàm lượng CO2 trong khí quyển. Nhiên Liệu Sinh Học là loại có nguồn gốc từ sinh khối có thể là từ vật sống hoặc sản phẩm của quá trình chuyển hóa của chúng.Chúng thuột loại năng lượng tái tạo hòa toàn khác với loại năng lượng như hóa thạch,hạt nhân. NLSH có đặc điểm là khi bị đốt cháy sẽ giải phóng ra năng lượng tiềm ẩn trong nó. 2.1.2 Các loại nhiên liệu sinh học: Nhiên liệu sinh học tồn tại ở ba dạng chính sau: -Dạng rắn củi gỗ và than bùn -Dạng lỏng các chế phẩm dạng lỏng nhận được trong quá trình chế biến vật liệu nguồn gốc sinh học như: Cồn sinh học các loại cồn có nguồn gốc sinh học ví dụ etanol sinh học từ đường mía ,ngô đang được sử dụng làm nhiên liệu hoặc phụ gia pha xăng tại braxin mỹ và một vài nước khác,metanol sinh học hiện đang được sản xuất chủ yếu từ khí đốt tự nhiên,song có thể đi từ sinh khối. Dầu mỡ các loại có nguồn gốc sinh học như diezel sinh học sản phẩm chuyển hóa ester từ mỡ động vật hoặc dầu thực vật,Phenol và các loại dung môi, dầu nhựa thu được trong quá trình nhiệt phân gỗ……v v v…. -Dạng khí metan thu được trong quá trình phân hủy tự nhiên các loại phân,chất thải nông nghiệp hoặc rác thải biogas,hydro thu được nhờ quá trình cracking hydrocacbon,khí hóa các hợp chất chứa cacbon hoặc phân ly trong nước bằng dòng điện hay thông qua quá trình quang hóa dưới tác dụng của một số vsv. 2.1.3 Những lợi khi sử dụng nhiên liệu sinh học -Sử dụng năng lượng sinh học sẽ giảm thiểu ô nhiễm môi trường và hiện tượng khí nhà kính. 6 NLSH được sản xuất từ sinh khối,là loại vật liệu xuất phát từ sinh vật chủ yếu là thực vật và là một phần của chu trình cacbon ngắn.CO2 mà cây hấp thụ từ không khí qua quá trình quang hợp sẽ quay trở lại bầu khí quyển khi chúng ta đã chuyển hóa thành năng lượng.Vì trong chu trình không có lượng CO2 thừa và NLSH chạy xe phát tán ngược trở lại nên NLSH có thể coi là yếu tố cân bằng về mặt môi trường thuột chu trình. Sử dụng NLSH so với xăng dầu khoáng giảm được 70% khí CO2 vầ 30% khí độc hại,do NLSH chứa một lượng cực nhỏ lưu huỳnh,chứa 11% oxy,nên cháy sạch hơn .NLSH phân hủy nhanh,ít gây ô nhiễm nguồn nước và đất. -Sử dụng năng lượng sinh học sẽ góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế nông nghiệp Kinh tế nông nghiệp ngoài nhiệm vụ cung cấp lương thực phẩm,nguyên liệu công nghiệp,giờ cây còn cung cấp năng lượng sạch cho xã hội.Đặc biệt khi phát triển NLSH có thể sử dụng những loại cây họ dầu,trồng trên các vùng đất hoang hóa hoặc sử dụng kém hiệu quả giúp nâng cao hiệu quả sử dụng đất. -Kĩ thuật và kinh tế năng lượng Sản xuất và sử dụng NLSH đơn giản hơn so với các dạng nhiên liệu khác .Công nghệ sản xuất NLSH không phức tạp ,có thể sản xuất ở quy mô nhỏ đến quy mô lớn. Sự tiêu hao nhiên liệu ,công suất tương tự như các loại nhiên liệu khác. Hiện tại,giá năng lượng sinh học còn cao do sản xuất với quy mô nhỏ,giá nguyên liệu cao.Khi sản xuất với quy mô lớn với công nghệ mới sẽ giảm giá thành sản phẩm. Có thể khẳng định ,NLSH sẽ đem đến đa lợi ích. 2.2 Etanol sinh học: 2.1.2 Tính chất lí hóa học của etanol: -Tính chất lí học: Etanol hay rượu etylic là một chất lỏng không màu,mùi thơm dễ chịu,vị cay nhẹ hơn nước sôi ở nhiệt độ 78,39c,hóa rắn ở -114,5 c,tan trong nước vô hạn.Độ nhớt của etanol là 1,200Cp ở 20C. -Tính chất hóa học: Etanol là rược no đơn chức có công thức C2H5OH. Etanol mang đầy đủ tính chất của một rượu đơn chức như phản ứng thế với kim loại kiềm,phản ứng ester hóa,phản ứng loại nước hay phản ứng tách nước,phản ứng oxy hóa thành một andehyt,axit hay CO2 tùy theo điều kiện phản ứng. Ngoài ra etanol còn có một số phản ứng sau: -Phản ứng tạo butadien-1,3 -Phản ứng lên men giấm 2.2.2 Phương pháp sản xuất etanol sinh học: Etanol có thể được sản xuất theo phương pháp hóa học từ nguyên liệu etan hoặc etylen.Trên thực tế etanol được sản xuất bằng con đường sinh học.Khi đó sản phẩm etanol được gọi là cồn sinh học hay bio-etanol.Công nghệ chiếm ưu thế hiện nay là chuyển hóa sinh khối thành etanol thông qua quá trình lên men rượu rồi chưng 7 cất.Quá trình lên men rược này là quá trình chuyển hóa sinh học.SK sẽ bị men của vi khuẩn hoặc nấm men phân hủy. Phương pháp lên men có thể áp dụng với nhiều nguồn nhiên liệu SK khác nhau. 2.2.3 Tình hình sản xuất và sử dụng etanol sinh học 2.2.3.1 Sản xuất và sử dụng etanol sinh học trên thế giới(2) Hiện nay trên thế giới có khoảng 50 quốc gia khai thác và sử dụng NLSH ở các mức độ khác nhau.NLSH được dùng làm nhiên liệu cho nghành giao thông vận tải bao gồm dầu thực vật sạch,diezel sinh học,ethyl tertitary butyl ether và các sản phẩm của chúng.Năm 2011, toàn thế giới sản xuất được khoảng 84,5 tỷ lít, tổng sản lượng etanol toàn cầu đã vượt mức 536 triệu thùng mỗi năm.Sản lượng etanol ở một số khu vực trên thế giới được chỉ ra ở bảng 1. Bảng 1 Tổng sản lượng etanol hàng năm ở một số khu vực 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Châu Âu 1,627 1,882 2,855 3,645 4,254 4,429 4,973 Châu Phi 0 55 65 100 130 150 235 Châu Á 1,940 2,142 2,753 2,927 3,115 3,520 3,965 Nam Mỹ 16,969 20,275 24,456 24,275 25,964 21,637 21,335 Bắc và Trung Mỹ 18,716 25,271 35,946 42,141 51,584 54,765 54,580 Toàn Thế Giới 39,252 49,625 66,075 73,088 85,047 84,051 85,088 Theo bảng trên,sản lượng etanol được sản xuất ở châu Phi vẫn còn tương đối thấp,nhưng khu vực này lại cho thấy tiềm năng to lớn trong việc tăng trưởng sản lượng etanol. (Tăng 36%) Tại khu vực châu âu ,tổng sản lượng etanol tiếp tục chứng kiến sức tăng trưởng mạnh mẽ .Sản lượng etanol năm 2011 tăng 4% so với năm 2010. Mỹ và Brazil tiếp tục là hai nước sản xuất nhiên liệu etanol lớn nhất trên thế giới với tốc độ tăng trưởng ổn định trong năm 2012. Sử dụng etanol sinh học: 8 Etanol sinh học chủ yếu được dùng làm nhiên liệu: Etanol có thể làm phụ gia cung cấp oxy cho xăng giảm phát thải khí co đồng thời làm phụ gia thay thế chì tertraetyl ,hoặc cũng có thể thành nguyên liệu sản xuất etylterbutyleter một phụ gia cho xăng etanol còn làm tăng chỉ số octan cho xăng và qua đó giảm nổ và cải thiện tiếng ồn động cơ. Chỉ số octan của etanol cao hơn xăng nên có tác dụng giảm tiếng ồn động cơ tốt hơn,hơn nữa etanol chứa oxy nên hiệu quả nhiên liệu của động cơ được cải thiện.Pha trộn xăng và etanol hợp lí sẽ làm tăng hiệu quả của động cơ. Xu hướng sản xuất etanol từ nguyên liệu sinh khối: Theo nhận định của nhiều chuyên gia,một cuộc khủng hoảng lương thực mới đang xuất hiện và sẽ trở nên trầm trọng hơn bất kỳ một cuộc khủng hoảng lương thực đã từng xảy ra.Việc trồng cây nguyên liệu dùng để sản xuất nhiên liệu sinh học có thể ảnh hưởng đến nguồn cung cấp lương thực,hoặc làm tăng giá lương thực,đặc biệt với các nước đang phát triển.Khi nông dân trồng cây nguyên liệu mang lại cho họ nhiều lợi ích hơn sẽ làm giảm nguồn cung cấp lương thực.Để giải quyết vấn đề trên ngoài cây lương thực các quốc gia trên thế giới đang tìm kiếm các nguồn cây trồng khác có thể canh tác trên đất hoang hóa,trên cạn,dưới nước đồng thời nghiên cứu công nghệ mới thu hiệu xuất cao,tiết kiệm nguyên liệu,hạ giá thành.Tính toán sản lượng lí thuyết etanol từ 1 tấn nguyên liệu khô.Bảng 2. Bảng 2 Sản lượng lí thuyết sinh ra từ 1 tấn nguyên liệu thô Nguyên liệu Sản lượng dự tính theo lí thuyết cho mỗi tấn nguyên liệu thô Gallons Lít Hạt bắp ngô 124,4 470,854 Thân và lá bắp ngô 113,0 427,705 Rơm rạ 109,9 415,971 Phế phẩm của bông sợi 56,8 214,988 Mạt cưa 100,8 381,528 Bã mía 111,5 422,027 2.2.3.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng nhiên liệu sinh học tại việt nam:(3) Tuy còn gặp nhiều khó khăn trong kĩ thuật và sự chuyên môn hóa,nhưng nước ta đã có sự quan tâm đặc biệt đến etanol sinh học này bởi nhiên liệu xăng dầu hiện nay đã trong tình trạng báo động là cạn kiệt trong nay mai.Ngày 20/11/2007, thủ tướng chính phủ đã phê duyệt đề án năng lượng sinh họ.Hiện nay,đã có nhiều dự án xây dựng nhà máy etanol sinh học trên khắp cả ba miền bắc trung nam. Tại miền bắc ,nhà máy sản xuất etanol sinh học đang được khởi công xây dựng ngày 21/6/2009,tại Phú Thọ ,công ty cổ phần hóa dầu và nhiên liệu sinh học dầu 9 khí đã khởi xây dựng dự án nhà máy sản xuất cồn nhiên liệu sinh học bio-gas đầu tiên tại khu vực phía bắc.Nhà máy có vốn đầu tư 80 triệu USD là dự án có công nghệ tiên tiến với công suất 100000m3 etanol/năm sử dụng nguyên liệu chính là sắn và mía đường. Ở miền trung ,dự án nhà máy nhiên liệu sinh học etanol Dung Quất cũng đã được khởi công tại Quảng Ngãi.Đây là một trong những sự án trọng điểm được tập đoàn dầu khí Việt Nam triển khai tại khu công nghiệp Dung Quất.Nhà máy được xây dựng trên diện tích 24ha,công suất thiết kế 100 triệu lít cồn nhiên liệu một năm.Nguyên liệu chính là sắn lát. Ở miền nam,đó là dự án xây dựng nhà máy sản xuất nhiên liệu etanol sinh học tại tỉnh Bình Phước,đó là sự thỏa thuận hợp tác giữa tập đoàn dầu khí việt nam và ủy ban nhân dân tỉnh Bình Phước vào ngày 24/07/2009. Nhìn chung hiện nay,ở việt nam đã có nhiều dự án đầu tư phục vụ cho nhiên liệu sinh học ,tuy chưa có dự án nào thật sự là nổi bật nhưng điều đó cho thấy việt nam chúng ta cũng đã có những tầm nhìn chiến lược cho tương lai với ngành nhiên liệu sinh học. 2.3 Sản xuất nông nghiệp và thực trạng dùng phế phẩm nông nghiệp ở Việt Nam: 2.3.1 Tình hình sản xuất nông nghiệp: Nông nghiệp việt nam gồm 2 nghành chính đó là trồng trọt và chăn nuôi trong đó trồng trọt tập trung vào các loại cây lúa,ngô,khoai,sắn… các loại cây ngắn, dài ngày.Diện tích gieo trồng và sản lượng một số loại cây trồng công ngiệp hàng năm được chỉ ra ở bảng 3. Bảng 3 Diện tích gieo trồng và sản lượng một số loại cây trồng năm 2011.(4) TT Cây trồng Diện tích gieo trồng nghìn ha Sản lượng nghìn tấn 1 Lúa 7651,40 42324,90 2 Ngô 1117,20 4799,30 3 Sắn 560,1 9875,5 4 Cây công nghiệp hằng năm Mía 281,3 17465,2 Lạc 223,7 465,9 Bông 9,4 12,8 Số liệu trên bảng cho ta thấy cây trồng chủ yếu là lúa sau đó đến ngô,các loại cây trồng khác chiếm tỉ lệ nhỏ hơn.Do đó lượng phế phẩm nông nghiệp sau mỗi vụ thu hoạch là rất lớn.Nếu tính ra thì lượng phụ phẩm chiếm 50%sinh khối thì hàng năm 10 [...]... phụ phẩm của cây ngô để lại trên cánh đồng vào khoảng 50-60 tấn/ha thì tổng lượng phụ phẩm của cây ngô hằng năm là 50-60 triệu tấn thân, lá cây ngô. Đây là một nguồn sinh khối rất lớn,nguyên liệu tiềm năng cho sản xuất etanol sinh học. (13) Phụ phẩm từ cây ngô bao gồm :thân, lá,bẹ và lõi ngô Sản phẩm và các phần khác của cây ngô được minh họa ở hình sau CÂY NGÔ Bắp ngô Hạt ngô Phụ phẩm thân, lá ngô Phụ phẩm... chịu được biến đổi của môi trường PHẦN III ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 3.1 Đối tượng nghiên cứu -Chủng vi sinh vật sử dụng nghiên cứu do phòng thí nghiệm VSV trường đại học Nông Lâm Thành Phố HCM cung cấp Thân cây ngô: thân cây ngô sau khi thu hoạch thu thập từ trung tâm nghiên cứu giống cây trồng miền Nam 3.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.1 Các phương pháp hóa lý 3.2.1.1 Phương pháp... cơ sinh học, PPNN được phối trộn lẫn với một số nguyên liệu khác như phân chuồn,đạm, chế phẩm sinh học c /Sản xuất etanol sinh học: Ở việt nam theo nghiên cứu thuột đề tài nghiên cứu công nghệ xử lý một số loại PPNN bằng nước áp suất cao để thu dung dịch đường có khả năng lên men tạo thành etanol của Nguyễn Hoàng Dũng đại học Bách Khoa Thành Phố HCM,PPNN được sử dụng là rơm,rạ,trấu.Để biến thành etanol. .. 2.4.1.2 Vi sinh vật phân giải cellulose Vi sinh vật phân giải cellulose là những VSV có khả năng tổng hợp được enzym cellulose Trong tự nhiên có rất nhiều nhóm VSV có khả năng phân hủy celluloseza nhờ hệ enzym ngoại bào 12 Nấm mốc có cấu tạo dạng sợi ,sinh sản chủ yếu bằng bào tử Chúng có khả năng phân giải cellulose nhờ có khả năng sinh tổng hợp enzym rất cao Nhiều loại vi khuẩn cũng có khả năng phân...cũng có đến 30 triệu tấn rơm rạ từ cây lúa và 15 triệu tấn thân cây ngô bị bỏ lại trên đồng ruộng.Đây là nguồn sinh khối rất lớn là nguồn nguyên liệu tiềm năng cho sản xuất etanol 2.3.2 Phụ phẩm nông nghiệp và các vấn đề phát thải sau thu hoạch: 2.3.2.1 Sử dụng phụ phẩm nông nghiệp a/Làm thức ăn gia súc(11) PPNN thường được... hoạch sản phẩm chính sẽ bỏ lại PPNN trên cánh đồng,chất đống rồi đốt.Việc đốt PPNN này gây ô nhiễm môi trường do thải nhiều khí độc hại vào môi trường mà còn gây ra lãng phí nguồn nguyên liệu SK và nhiều tác hại khác 2.3.3 Cây ngô và phụ phẩm từ cây ngô Theo thống kê của tổng cục thống kê việt nam,diện tích ngô trồng từ năm 2000 đến năm 2010 được thể hiện trong bảng 4 Bảng 4 Diện tích gieo trồng ngô từ. .. gỗ cây lá rộng,7-17%trong gỗ cây lá kim 2.4.2.2 Vi sinh vật phân giải hemicellulose Đa số VSV có khả năng tổng hợp celluloza cũng có khả năng tổng hợp xynalaza để phân hủy xylan.Vsv sống trong dạ dày động vật nhai lại như Bacillus,Bacteriodes,Butyvibrio,Ruminococus,và các vi khuẩn chi Clostridium Ngoài ra,một số loại nấm sợi như Mycotheciumverrucria, Chactomium một số loại nấm xốp trắng cũng có khả năng. .. đường,hàm lượng etanol 16 Tài liệu tham khảo (1)Tổng cục thống kê niên giám 2008 (2)http://www.hua.edu.vn/tvdv/admin/viewer.detail.áp?id36, không nên đốt rơm rạ trên ruộng lúa (3) www.entrepreneurstoolkit.org/index.php? Nhiên_liệu _sinh_ học Việt nam (4)Tổng cục thống kê niêm giám 2008 (5)Tổng cục thống kê (6)Nguyễn Đình Thường(2000),công nghệ sản xuất và kiểm tra cồn etylic.NXB khoa học và kĩ thuật,trang... nghệ lên men,NXB khoa học kĩ thuật Hà Nội (8)TCVN 6268:2002 (9)TCVN 6168:2002 (10)http://tailieu.vn/view-document/vi-sao-nhien-lieu -sinh- hoc-chuaduoc-quan-tam-o-nuoc-ta.14940.html?langen,2007, vì sao nhiên liệu sinh học không được quan tâm ở nước ta ,sinh học việt nam (11) Trung tâm khuyến nông Hà Tây (12)http://dalat.gov.com,tận dụng phụ phẩm nông nghiệp làm phân hữu cơ sinh học (13) Nguyễn Thị Huệ... được phân tích bằng acid để xác lập chế độ tối ưu cho quá trình xử lý hơi nước.Trên cơ sở đó nhóm đã nghiên cứu quá trình thủy phân enzym và lên men để chứng minh khả năng chuyển hóa rơm rạ ,trấu là các nguồn PPNN chủ yếu hiện nay thành cồn nhiên liệu.Nhóm đã thu được côn nhiên liệu trên 90% 2.3.2 Vấn đề phát thải sau thu hoạch Hiện nay ,PPNN không còn được sử dụng nhiều trong chăn nuôi do xu hướng sử . định khả năng sản xuất etanol sinh học từ thân cây ngô nhờ tác nhân sinh học là vi sinh vật. Để đạt mục tiêu nêu trên ,đề tài sẽ tiến hành các nội dung nghiên cứu sau: 5 - Lựa chọn chủng vi sinh. lí học của etanol 2.2.2 Phương pháp sản xuất etanol sinh học 2.2.3 Tình hình sản xuất và sử dụng etanol sinh học 2.2.3.1 Sản xuất và sử dụng etanol sinh học trên thế giới 2.2.3.2 Tình hình nghiên. TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA CHĂN NUÔI-THÚ Y BÀI BÁO CÁO ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SẢN XUẤT ETANOL SINH HỌC TỪ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP (THÂN CÂY NGÔ) GVHD: THẦY CHẾ MINH