SẢN XUẤT ETHANOL từ rơm rạ QUY TRÌNH TIỀN xử lý rơm rạ

Các giai đoạn tiền xử líCắt Nổ hơi bằng áp lực hơi nước Xử lý bằng NaOH Lọc ép Trung hòa HCl Lọc ép Sản phẩm... Quá trình nổ hơi bằng áp lực hơi nước Quá trình nổ hơi nước là 1 quá trì

TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA- VŨNG TÀU

KHOA HÓA HỌC và CNTP

TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA- VŨNG TÀU

KHOA HÓA HỌC và CNTP

ĐỀ TÀI:

SẢN XUẤT ETHANOL TỪ RƠM RẠ

“ QUY TRÌNH TIỀN XỬ LÝ RƠM RẠ”

GVHD : Th.s Nguyễn Quốc Hải

SV : Lâm Huỳnh Nhung MSSV : 1152010155

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Đặt vấn đề

Xưởng thực nghiệm

Nằm trong khuôn viên

trường ĐHBK với tên gọi

phòng thí nghiệm “năng

lượng sinh học”

Dự án “kết hợp bền vững

nền nông nghiệp địa

phương với công nghiệp

chế biến sinh khối”

Quy trình sản xuất

Tiền xử lý bao gồm rất nhiều công đoạn khác

nhau vậy vì sao rơm rạ lại phải tiền xứ lý và

liệu có thể bỏ qua công đoạn này hay không ?

Giai đoạn tiền xử lý

Cần phải thỏa mãn những tiêu chuẩn sau:

nhất

Giảm sự hình thành những chất ức chế vi sinh vật

Linh hoạt và phải có hiệu quả kinh tế cao

Các giai đoạn tiền xử lí

Cắt Nổ hơi bằng áp lực hơi

nước

Xử lý bằng NaOH

Lọc ép

Trung hòa

HCl

Lọc ép Sản phẩm

Quá trình cắt rơm rạ

Quá trình cắt xảy ra 2 lần:

• Cắt thô: rơm rạ

được cắt có chiều dài từ 7-8cm

• Cắt mịn: 2-3cm

Làm tăng bề mặt tiếp xúc và thuận lợi cho quá trình nổ hơi

Quá trình nổ hơi bằng áp lực hơi

nước

Quá trình nổ hơi nước là 1 quá trình cơ- hóa- nhiệt Đó

là phá vỡ cấu trúc các hợp phần với sự giúp đỡ của nhiệt

ở dạng hơi (nhiệt), lực cắt do sự giản nở của ẩm (cơ) và thủy phân các liên kết glycosidic (hóa)

Mô tả cơ chế quá trình nổ hơi

Qui trình nổ hơi gồm 2 giai đoạn:

• Làm ẩm nguyên liệu

• Giảm áp đột ngột

Yếu tố ảnh hưởng: thời gian lưu và nhiệt độ

Cấu trúc sợi trước và sau khi nổ hơi, bó sợi cellulose được giải phóng

ra khỏi lớp lignin bảo vệ sau khi nổ hơi

Ưu và Nhược điểm

Ưu điểm

• Tăng sự kết tinh của

cellulose bằng cách

thúc đẩy sự kết tinh

của vùng vô định hình

• Hemicellulose bị thủy

phân trong quá trình

nổ hơi.

• Sự nổ hơi thúc đẩy

việc khử lignin

Nhược điểm

• Tốn chi phí, năng lượng vận hành

• Đòi hỏi thiết bị chịu được nhiệt độ, áp suất rất cao

• Có thể làm phân hủy cellulose

• Mất đi đường từ hemicellulose

• Làm sinh ra fufural và 5-hydroxymethyl fufural gây

ức chế quá trình lên men

Xử lý bằng NaOH: rơm sau khi được cắt và nổ

hơi sẽ được ngâm trong dung dịch NaOH 0.1N

trong vòng 24h Mục đích quá trình này để NaOH thủy phân lignin bao bọc cellulose, giúp cho việc tiếp cận cellulose của enzyme thuận lợi

Lọc ép: nhằm loại bỏ dịch chứa lignin

Trung hòa: rơm sau khi lọc ép sẽ được chỉnh pH

tới 5-6 bằng acid HCl

Lọc ép: loại bỏ dung dịch acid

Kết luận

Quá trình tiền xử lí nhằm:

─ Tăng vùng vô định hình của cellulose

─ Tăng kích thước lổ xốp trong cấu trúc sợi biomass

─ Phá vỡ sự bao bọc của lignin và hemicellulose đối với cellulose

Để chuyển hóa các carbohydrate trong lignocellulose thành ethanol, các polymer phải bị bẽ gãy thành những phân tử đường nhỏ hơn trước khi các VSV có thể hoàn tất quá trình chuyển hóa Tuy nhiên, bản chất của cellulose lại rất bền vững trước sự tấn công của enzyme, nên bước tiền xử lí là bắt buộc để quá trình đường hóa glucose diễn ra tốt.

Cảm ơn quý Thầy Cô đã lắng nghe!