sản xuất etanol từ bả sắn

MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG III DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ IV MỞ ĐẦU V CHƯƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Ethanol 1.1.1 Giới thiệu Ethanol 1.1.2 Tính chất hóa lý 1.2 Tình hình sản xuất, sử dụng etanol giới Việt Nam 1.2.1 Thế giới 1.2.2 Việt Nam 1.2.3 Ứng dụng ethanol 1.2.4 Các tác hại ethanol 11 1.3 Công nghệ sản xuất ethanol 12 1.3.1 Phương pháp hydrat hóa etylen 12 1.3.2 Phương pháp lên men 13 1.3.3 Nguyên liệu sản xuất ethanol 16 1.3.4 Bã sắn 18 1.3.5 Quy trình sản xuất ethanol từ nguyên liệu cellulose 19 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 31 2.1 Nguyên liệu hóa chất 31 2.1.1 Bã sắn 31 2.1.2 Enzyme 31 2.1.3 Giống men 31 2.1.4 Các thiết bị sử dụng 32 2.2 Trình tự nghiên cứu 32 2.2.1 Sơ đồ quy trình 32 2.2.2 Nghiên cứu trình tiền xử lý nguyên liệu 32 2.2.3 Nghiên cứu trình thủy phân nguyên liệu 33 2.2.4 Nghiên cứu trình lên men 34 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 37 3.1 Đánh giá nguyên liệu 37 I 3.1.1 Quá trình tiền xử lý NaOH 37 3.1.2 So sánh lượng cellulose trước sau tiền xử lý 37 3.2 Khảo sát ảnh hưởng đến trình thủy phân 38 3.2.1 Ảnh hưởng % bã sắn đến trình thủy phân 38 3.2.2 Ảnh hưởng % enzyme đến trình thủy phân 39 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng pH đến trình thủy phân 41 3.2.4 Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình thủy phân 42 3.2.5 Ảnh hưởng thời gian đến trình thủy phân 44 3.3 Khảo sát trình lên men 45 3.3.1 Ảnh hưởng % nấm men đến trình lên men 45 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng theo thời gian đến trình lên men 46 KẾT LUẬN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 II DANH MỤC BẢNG 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 Tổng quan ethanol Một số tính chất hóa lý ethanol Sản lượng sản xuất ethanol theo khu vực Sản lượng Ethanol qua năm Hoa Kỳ Sản lượng bioethanol cho giao thông vận tải Thế giới (2007) Thống kê nước sản xuất etanol nhiều giới năm 2008 Số liệu thực trạng số nhà máy Ethanol Việt Nam Bảng tổng hợp ứng dụng ethanol Hiệu suất chuyển hóa số nông phẩm sang cồn Diện tích, suất, sản lượng sắn Việt Nam phân theo vùng kinh tế (2012) Đặc điểm bã sắn Đặc điểm enzyme Đặc điểm men giống Các thiết bị thông số Dụng cụ trình tiền xử lý Điểm bắt đầu nghiên cứu Bảng khối lượng bã sắn trước sau tiền xử lý NaOH Lượng cellulose trước sau tiền xử lý bã sắn Kết khảo sát % bã rắn đến trình thủy phân lên men Kết khảo sát % enzyme đến trình thủy phân lên men Kết khảo sát giá trị pH đến trình thủy phân lên men Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến trình thủy phân lên men Kết khảo sát thời gian đến trình thủy phân lên men Kết khảo sát % nấm men đến trình lên men Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đến trình lên men Kết đánh giá sản phẩm III Trang 5 6 11 14 18 31 31 31 32 32 33 37 37 38 39 41 42 44 45 46 47 DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 2.1 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 Hình ảnh cấu tạo phân tử Ethanol Hỗn hợp đẳng phí Ethanol H2O Tổng hợp etanol từ ngũ cốc Sơ đồ chuyển hóa lignocellulose thành ethanol Công thức hóa học cellulose Các đơn vị lignin Quá trình enzyme endo-1,4-β-glucanases công vào liên kết cellulose Quá trình enzyme exo-1,4-β-glucanases công vào liên kết cellulose Quá trình enzyme β-D-glucosidase công cellobiose oligosaccharide Quá trình lên men ethanol Quy trình sản xuất ethanol từ cellulose Quy trình sản xuất ethanol từ bã sắn Đồ thị biểu diễn khối lượng cồn thu ứng với % bã sắn Đồ thị biểu diễn hiệu suất % bã thủy phân ứng với % bã sắn Đồ thị biểu diễn khối lượng cồn thu ứng với % enzyme Đồ thị biểu diễn hiệu suất % bã thủy phân ứng với % enzyme Đồ thị biểu diễn khối lượng cồn thu ứng với pH Đồ thị biểu diễn hiệu suất % bã thủy phân ứng với pH Đồ thị biểu diễn khối lượng cồn thu ứng với nhiệt độ Đồ thị biểu diễn hiệu suất % bã thủy phân ứng với nhiệt độ Đồ thị biểu diễn khối lượng cồn thu ứng với thời gian Đồ thị biểu diễn hiệu suất % bã thủy phân ứng với thời gian Đồ thị biểu diễn khối lượng ethanol (g) ứng với % nấm men Ảnh hưởng thời gian trình lên men đến tạo thành ethanol IV Trang 1 14 16 17 18 24 25 25 28 30 34 38 39 40 40 41 42 43 43 44 45 46 47 MỞ ĐẦU Trong bối cảnh khủng hoảng lượng toàn cầu, vấn đề ô nhiễm môi trường ngày gia tăng, cần phải tìm nguồn lượng mới, tái tạo, bền vững để dần thay nguồn lượng hóa thạch ngày bị cạn kiệt Do đó, lượng sinh học xu hướng phát triển tất yếu Các dạng lượng sinh học quan tâm gồm hai nhóm dầu sinh học (biodiesel) cồn sinh học (bioethanol) Các nguyên liệu dùng để sản xuất ethanol bao gồm mía, ngô, sắn khẳng định công nghệ hiệu kinh tế quy mô công nghiệp Tuy nhiên, ethanol sản xuất từ nguồn vật liệu sinh khối thải bã mía, bã sắn dừng quy mô nghiên cứu tồn vấn đề liên quan đến giải pháp công nghệ hiệu kinh tế chưa giải triệt để Việc nghiên cứu sản xuất ethanol từ sinh khối, cụ thể từ nguồn phế phẩm nông nghiệp bã sắn xu hướng phù hợp đặc biệt với Việt Nam Nghiên cứu tiến hành nhằm khảo sát trình sản xuất ethanol từ bã sắn Qua kết nghiên đề tài góp phần làm sở thực tiễn lý luận để phát triển mô hình sản xuất ethanol từ phế phẩm nhà máy sản xuất tinh bột mỳ Là sở khoa học cho việc định hướng sử dụng nguồn phế phẩm hiệu kinh tế mà góp phần bảo vệ môi trường Để thực trình sản xuất ethanol từ bã sắn cần tiến hành khảo sát hai trình thủy phân lên men Đối với trình thủy phân, khảo sát ảnh hưởng yếu tố gồm % bã sắn, % enzyme, pH, nhiệt độ thời gian Đối với trình lên men, khảo sát yếu tố gồm % nấm men thời gian Từ đưa thông số thích hợp cho trình sản xuất ethanol từ bã sắn V CHƯƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Ethanol 1.1.1 Giới thiệu Ethanol Ethanol (C2H5OH) hợp chất hữu dạng lỏng, nằm dãy đồng đẳng rượu metylic, dễ cháy, không màu, mùi thơm, có vị cay, nhẹ nước (khối lượng riêng 0,789 g/ml 15oC), sôi nhiệt độ 78.39oC, hóa rắn -114.15oC, tan vô hạn nước Sở dĩ ethanol tan nước vô hạn có nhiệt độ sôi cao nhiều so với este hay aldehyde có khối lượng phân tử xấp xỉ tạo thành liên kết hydro phân tử rượu với với nước Hình 1.1 Hình ảnh cấu tạo phân tử Ethanol Ethanol tạo hỗn hợp đẳng phí với nước có thành phần 95% khối lượng (tương đương 96% thể tích ethanol) Nên dùng chưng cất thông thường để thu độ tinh khiết ethanol lớn 95% Hình 1.2 Hỗn hợp đẳng phí Ethanol H2O Bảng 1.1 Tổng quan ethanol TỔNG QUAN THUỘC TÍNH (ở điều kiện thường) Độ an toàn hóa chất ETHANOL Tên danh pháp IUPAC Ethanol Tên khác Rượu ethylic , cồn , hydroxyethane, ethyl alcohol Công thức phân tử C2H6O hay C2H5OH Khối lượng phân tử 46,07 (g/mol) Trạng thái ( nhiệt độ Là dung dịch lỏng suốt không màu thường Số CAS (1) - CAS [64-17-5] Registry Number Mạng hóa học 682 Tỷ trọng 0,789 g/cm3 Pha Lỏng Độ hòa tan nước Tan vô hạn nước ( hòa tan hoàn toàn nước) Điểm nóng chảy -114,3oC , ( 158.7 K) Điểm sôi 78,4oC , (351,4 K) Độ nhớt 0,0012 Pa.s (at 20°C), 0,001074 Pa.s (at 25°C) pKa 15,9 (H2O), 29,8 (DMSO) pKb -1,9 Áp suất 5,95 kPa ( 20oC) Chỉ số khúc xạ (nD) 1,361 Momen lưỡng cực 1,69 D Các nguy hiểm Chất dễ cháy (F) Điểm bắt lửa 13oC Rủi ro/ an toàn R: 11 S: 2, 7, 16 Số RTECS KQ6300000 NFPA 704 Mức 1.1.2 Tính chất hóa lý 1.1.2.1 Tính chất hóa học Ethanol có tính chất rượu đơn chức: - Phản ứng với kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ Ví dụ: 2C2H5OH + Na > C2H5ONa + H2 - Phản ứng este hóa, phản ứng rượu axit với môi trường axit sulfuric đặc nóng tạo este Ví dụ: C2H5OH + CH3COOH > CH3COOC2H5 + H2O - Phản ứng loại nước tách nước phân tử để tạo thành olefin, môi trường axit sulfuric đặc 170oC: C2H5OH > C2H4 + H2O - Hay tách nước phân tử rượu thành ether : C2H5OH + C2H5OH -> C2H5-O-C2H5 + H2O - Phản ứng oxi hóa, rượu bị oxi hóa theo mức: thành aldehyde, axit hữu oxi hóa hoàn toàn (đốt cháy) thành CO2 H2O Ví dụ: Mức 1, môi trường nhiệt độ cao: C2H5OH + CuO > CH3CHO + Cu + H2O Mức 2, có xúc tác: C2H5OH+ O2 > CH3COOH + H2O Mức 3: C2H5OH + 3O2 > 2CO2 + H2O  Phản ứng riêng - phản ứng đặc trưng Ethanol Ethanol Phản ứng tạo butadien-1,3: cho rượu qua chất xúc tác hỗn hợp, ví dụ Cu + Al2O3 380-400oC, lúc xảy phản ứng tách loại nước 2C2H5OH > CH2=CH-CH=CH2 + H2O + H2 Phản ứng lên men giấm: oxi hóa rượu etylic 10 độ oxi không khí có mặt men giấm nhiệt độ khoảng 25oC CH3-CH2-OH + O2 > CH3-COOH + H2O 1.1.2.2 Tính chất hóa lí Ethanol chất lỏng, không màu, suốt, mùi thơm dễ chịu đặc trưng, vị cay, nhẹ nước (khối lượng riêng 0,7936 g/ml 15oC), dễ bay (sôi nhiệt độ 78,39oC), hóa rắn -114,15oC, tan nước vô hạn, tan ete clorofom, hút ẩm, dễ cháy, cháy khói lửa có màu xanh da trời Sở dĩ rượu etylic tan vô hạn nước có nhiệt độ sôi cao nhiều so với este hay aldehyde có khối lượng phân tử xấp xỉ tạo thành liên kết hydro phân tử rượu với với nước Trong phân tử ethanol có chứa nhóm hydroxyl phân cực, nhờ phân tử ethanol tạo liên kết với nước nên ethanol tan vô hạn nước Ngoài ra, ethanol có nhiệt độ sôi cao nhiều so với este hay aldehit có số carbon có tạo thành liên kết hydro phân tử với Ethanol có tính khúc xạ cao so với nước, với hệ số khúc xạ 1,36242 (ở λ=589,3 nm 18,35°C) Điểm ba trạng thái etanol 150 K áp suất 4,3 × 10−4 Pa a) Tính chất dung môi Ethanol dung môi linh hoạt, pha trộn với nước với dung môi hữu khác axit axetic, axeton, benzen, cacbon tetrachlorua, cloroform, dietyl ete, etylen glycol, glycerol, nitrometan, pyridin, toluen Nó trộn với hydrocacbon béo nhẹ pentan hexan, với clorua béo trichloroetan tetrachloroetylen Tính hòa tan ethanol với nước trái ngược với tính trộng lẫn chất cồn có chuỗi dài (có từ nguyên tử cacbon trở lên), tính chất trộn lẫn giảm mạnh số nguyên tử cacbon tăng.Sự trộn lẫn ethanol với ankan xảy ankan đến undecan, hòa trộn với dodecan ankan cao thể khoảng cách trộng lẫn nhiệt độ định (khoảng 13°C dodecan Khoảng cách trộn lẫn có khuynh hướng rộng với ankan cao nhiệt độ cao để tăng tính hòa trộn toàn Hỗn hợp ethanol-nước tích nhỏ tổng thể tích thành phần với tỷ lệ định Khi trộn lẫn lượng ethanol nước tạo thành 1,92 thể tích hỗn hợp Hỗn hợp ethanol nước có tính tỏa nhiệt với lượng nhiệt lên đến 777 J/mol nhiệt độ 298 K (25oC) Hỗn hợp ethanol nước tạo thành azeotrope với tỉ lệ mol 89% ethanol 11% mol nướchay hỗn hợp 96% thể tích ethanol 4% nước áp suất bình thường nhiệt độ 351 K Thành phần azeotropic phụ thuộc lớn vào nhiệt độ áp suất biến nhiệt độ 303 K Các liên kết hydro làm cho ethanol nguyên chất có tính hút ẩm, làm chúng sẵn sàng hút nước không khí Sự phân cực tự nhiên nhóm chức hydroxyl làm cho ethanol hòa tan số hợp chất ion natri kali hydroxit, magiê clorua, canxi clorua, ammoni clorua, ammoni bromua, natri bromua Natri kali clorua tan Ethanol phân tử ethanol có đầu không phân cực, hòa tan hợp chất không phân cực, bao gồm hầu hết tinh dầuvà nhiều chất hương liệu, màu, thuốc b) Cơ chế phụ gia Ethanol Ethanol chất nguyên liệu cháy, có trị số octan cao RON = 120÷135, số MON = 100÷106, thường pha vào xăng với hàm lượng 10÷15% khối lượng Khi pha ethanol vào xăng thân chất có trị số octane cao làm tăng trị số octan xăng Mặt khác, thân trình cháy động xăng trình cháy cưỡng bức, việc tận dụng không khí buồng đốt không hoàn toàn Do có phần nhiên liệu cháy điều kiện thiếu oxy, dẫn đến sản phẩm cháy không hoàn toàn (chứa CO khí thải độc hại khác) Khi ta đưa ethanol vào dạng phụ gia trình cháy động sẽ: • Cháy hoàn toàn nhờ có oxy sẵn có ethanol nên ta giảm thiểu trình thải khí độc môi trường • Giảm tiêu tốn nhiên liệu khoáng sản Bảng 1.2 Một số tính chất hóa lý ethanol STT 10 11 12 13 Tính chất Số UN Nhiệt độ tan Điểm tới hạn ΔtanH ΔtanS ΔsôiH pH ΔfH0lỏng S0lỏng Cp ΔfH0khí S0khí Cp Tác động cấp tính Tác động kinh niên Nhiệt độ tự cháy Mật độ giới hạn nổ 14 15 16 17 Giá trị 1170 158,8 K (-114,3°C, -173,83°F) 514 K (241°C, 465.53°F) áp suất 63 bar 4,9 kJ/mol 31 J/mol.K 38,56 kJ/mol 7,0 (trung tính) -277,38 kJ/mol 159,9 J/mol.K 112,4 J/mol.K -235,3 kJ/mol 283 J/mol.K 65,21 J/mol.K Buồn nôn, gây mửa, gây trầm cảm Ngừng thở trường hợp nặng Nghiện Xơ gan 425°C (797°F) 3,5-15% 1.2 Tình hình sản xuất, sử dụng etanol giới Việt Nam 1.2.1 Thế giới Do có nguồn gốc từ trồng nên ethanolmang lại nhiều lợi ích : an toàn lượng, giá nhiên liệu thấp, giảm khí CO2 ,tái sinh công nghiệp, tạo thêm nhiều việc làm cho nông dân Việc sản xuất etanol từ nguyên liệu sinh khối : rơm rạ, cành cây, củi tre có dấu hiệu khả quan, báo hiệu thời điểm đẩy mạnh việc sản xuất sử dụng nguồn nguyên liệu vô tận mang đến Bảng 1.3 Sản lượng sản xuất ethanol theo khu vực(tỷ gallon) 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Châu Âu 1.627 1.882 2.814 3.683 4.615 5.467 Châu Phi 49 72 108 165 170 Châu Mỹ 35.625 45.467 60.393 66.368 77.800 79.005 Châu Á 1.940 2.142 2.743 2.888 3.183 4.077 Thế giới 39.192 49.540 66.022 73.047 85.763 88.719 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Đánh giá nguyên liệu 3.1.1 Quá trình tiền xử lý NaOH Quá trình tiền xử lý trình bày mục 2.2.2.1 Tiến hành làm với mẫu mẫu 100g bã sắn, thu bảng số liệu sau: Bảng 3.1 Bảng khối lượng bã sắn trước sau tiền xử lý NaOH Mẫu Trước tiền xử lý Sau tiền xử lý 100 g 24,89 g 100 g 25,01g 100 g 24,96 g 100 g 24,91 g 100 g 25, 01 g Trung bình 100 g 24,96 g Qua trình tiền xử lý NaOH, 100g bã sắn mang tiền xử lý thu trung bình 24,96g, đạt hiệu suất 24,96% Bã sau tiền xử lý xơ mềm xốp 3.1.2 So sánh lượng cellulose trước sau tiền xử lý Quy trình định lượng cellulose trình bày mục 2.3.1 Kết sau định lượng cellulose trình bày bảng 3.3 Bảng 3.2 Lượng cellulose trước sau tiền xử lý bã sắn Khối lượng mẫu m (g) Khối lượng bã sau sấy m1 (g) Khối lượng chén tro sau nung m2 (g) Khối lượng chén nung m3 (g) Lượng cellulose (%) Trước tiền xử lý 25 5,17 Tiền xử lý NaOH 25 10,18 69,72 69,76 69,7 20,6 69,7 40,48 Từ kết bảng 3.3, ta thấy qua trình tiền xử lý hàm lượng cellulose tăng từ 20,6% lên 40,45% Do trình tiền xử lý NaOH phương pháp nâng cao hàm lượng cellulose bã sắn với 40,45% cellulose, làm tăng kích thước lỗ xốp cấu trúc sợi biomass, phá vỡ bao bọc lignin hemicellulose cellulose Kết thuận lợi cho công enzyme trình thủy phân 37 3.2 Khảo sát ảnh hưởng đến trình thủy phân Tiến hành khảo sát trình thủy phân bã sắn trình bày mục Kết yếu tố khảo sát trình bày bên 3.2.1 Ảnh hưởng % bã sắn đến trình thủy phân Thực khảo sát ảnh hưởng % bã sắn lên trình thủy phân 200g hỗn hợp với điều kiện: 5% enzyme, nhiệt độ 50oC, pH=4,8; thủy phân thời gian 12 giờ, sau lên men 24 Kết sau trình khảo sát trình bày bảng 3.3 Bảng 3.3 Kết khảo sát % bã rắn lên trình thủy phân lên men Khối lượng % bã rắn bã rắn (%) 200g hỗn hợp (g) Khối lượng bã sau thủy phân (g) Khối Thể tích lượng bã etanol bị thủy 100 phân (g) ml (ml) Hiệu suất Metanol (g) theo % bã rắn (%) 2,61 0,87 0 43,50 10 6,17 3,83 4,5 3,551 38,30 10 20 12,68 7,32 6,312 36,60 15 30 22,94 7,06 7,5 5,918 23,53 20 40 33,49 6,51 4,734 16,28 Từ kết bảng 3.3, ảnh hưởng % bã rắn đến trình thủy phân lên men thể rõ hình 3.1 hình 3.2 6.312 metanol (g) 5.918 4.734 3.551 0.789 0 10 15 20 25 % bã rắn (%) Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn khối lượng cồn thu ứng với % bã sắn Trong khoảng 1÷10% bã rắn, lượng ethanol thu dung dịch tăng từ 0÷6,312g Sau % bã rắn từ 15÷20% lượng ethanol thu giảm xuống từ 5,918÷4,734g Lượng ethanol lớn thu 10% bã rắn Thật lượng bã rắn tăng cao lượng cellulose tăng Như vậy, lượng cellolose bị công ezyme tăng lên làm lượng glucose tạo thành sau thủy phân tăng kết làm tăng 38 Hiệu suất theo % bã rắn (%) lượng ethanol tạo thành Tuy nhiên, nồng độ chất rắn tăng lên cao, enzyme bị bão hòa bã rắn, khả tác động enzyme giảm ảnh hưởng tới lượng glucose tạo thành Mặt khác, nồng độ chất rắn cao, dung dịch đậm đặc, trình khuếch tán enzyme toàn khối nguyên liệu khó khăn dẫn đến phản ứng thủy phân diễn khó khăn làm giảm lượng glucose tạo thành lượng etanol tạo thành giảm 50 43.5 40 38.3 36.6 30 23.53 20 16.28 10 0 10 15 20 25 % bã rắn (%) Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn hiệu suất ảnh hưởng % bã thủy phân Đối với hiệu suất hình 3.2, tương ứng % bã rắn tăng dần, hiệu suất giảm dần Với lượng enzyme, nồng độ chất rắn nhỏ, enzyme dễ công dung dịch loãng, khả khuếch tán enzyme cao Bã rắn ít, enzyme tác động triệt để Ngoài ra, % bã rắn tăng lượng bã rắn chuyển hóa thành glucozo trình thủy phân tăng, nồng độ bã rắn cao lượng nước cung cấp cho trình thủy phân làm cho lượng bã rắn chuyển hóa trình thủy phân giảm Chính lý làm cho hiệu suất trình giảm dần % bã rắn tăng Qua trình khảo sát ảnh hưởng % bã rắn, ta thấy nồng độ cồn lượng bã chuyển hóa 10% bã rắn cao Vì vậy, với 10% bã rắn thích hợp cho trình thủy phân lên men 3.2.2 Ảnh hưởng % enzyme đến trình thủy phân Thực khảo sát ảnh hưởng % enzyme lên trình thủy phân, thí nghiệm tiến hành điều kiện: bã rắn 10%, nhiệt độ thủy phân 500C, pH 4,8, thời gian thủy phân 12 giờ, nhiệt độ lên men 30oC, thời gian lên men 24h Tiến hành thí nghiệm với 200g dịch Kết trình bày bảng 3.4 Bảng 3.4 Kết khảo sát % enzyme với trình thủy phân lên men % enzyme (%) Khối lượng Khối lượng mbã sắn (g) 20 bã sau thủy bã thủy phân (g) phân (g) 18,01 1,99 39 Thể tích etanol 100 Hiệu suất Metanol (g) rắn (%) ml (ml) theo % bã 0,789 9,95 20 15,95 4,05 3,945 20,25 20 12,68 7,32 6,312 36,60 20 11,98 8,02 8,5 6,707 40,10 10 20 11,95 8,05 8,5 6,707 40,25 Từ kết bảng 3.5, ảnh hưởng % enzyme tới trình thủy phân thể rõ đồ thị hình 3.3 3.4 6.312 metanol (g) 6.707 6.707 3.945 0.789 0 10 12 % enzyem (%) Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn khối lượng cồn thu ứng với % enzyme Hiệu suất theo % bã rắn (%) Khi lượng enzyme cho vào tăng lên, lượng ethanol thu tăng theo, % enzyme tăng 1÷5%, lượng ethanol thu tăng nhanh từ 0,789÷6,312g Nhưng sau đó, từ 7÷10% enzyme, lượng ethanol thu không tăng nằm mức 6,707g 45 40 35 30 25 20 15 10 36.6 40.25 40.1 20.25 9.95 10 12 % enzyme (%) Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn hiệu suất % bã thủy phân ứng với % enzyme Đối với hiệu suất hình 3.4, tăng % enzyme hiệu suất chuyển hóa bã tăng Trong khoảng 1÷5% enzyme hiệu suất bã chuyển hóa tăng nhanh từ 9,95÷36,6% tăng % enzyme lên 7÷10% hiệu suất chuyển hóa tăng nhẹ, tăng từ 36,6÷40,45% 40 Ta biết lượng enzyme tăng, có nhiều enzyme công vào chất nên lượng glucose tạo thành tăng Tuy nhiên, với lượng chất định, lượng bã bị công enzyme định tất bã bị công enzyme Vì vậy, có tăng lượng enzyme làm tăng thêm lượng bã rắn bị thủy phân thành glucose cho trình lên men tạo cồn Việc cho thấy ứng với nồng độ bã rắn định, cần lượng enzyme định, nhiều không tăng hiệu suất đáng kể Trong chi phí cho enzyme chi phí lớn cho trình thủy phân, 5% enzyme giá trị thích hợp cho hiệu suất cao tiêu tốn lượng enzyme thích hợp 3.2.3 Ảnh hưởng pH đến trình thủy phân Thực khảo sát ảnh hưởng pH cho trình thủy phân, thí nghiệm tiến hành điều kiện: bã rắn 10%, enzyme 5%, nhiệt độ thủy phân 50oC, thời gian thủy phân 12 giờ, nấm men 10%, nhiệt độ lên men 30oC, thời gian lên men 24h Tiến hành thí nghiệm với 200g dịch Kết trình bày bảng 3.5 Bảng 3.5 Kết khảo sát giá trị pH đến trình thủy phân lên men pH mbã rắn (g) Khối lượng bã sau thủy phân (g) Khối lượng bã thủy phân (g) 20 15,13 4,87 20 13,29 4,8 20 5,8 Thể tích Metanol (g) Hiệu suất theo % bã rắn (%) 3,945 24,35 6,71 6,5 5,129 33,55 12,68 7,32 6,312 36,60 20 13,97 6,03 4,734 30,15 6,8 20 15,07 4,93 3,945 24,65 20 14,77 5,23 5,5 4,340 26,15 etanol 100 ml (ml) Từ kết bảng 3.5, ảnh hưởng pH đến trình thủy phân thể rõ hình 3.5 3.6 6.312 metanol (g) 5.129 4.734 3.945 4.34 3.945 2 10 pH Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn khối lượng cồn thu ứng với pH 41 Hiệu suất theo % bã rắn (%) Khi tăng pH từ 3÷4,8 lượng ethanol thu tăng từ 3,945÷6,312g Nhưng tăng pH từ 4,8÷6,8 lượng ethanol thu giảm từ 6,312÷3,945g, tăng pH lên lượng ethanol tăng từ 3,945÷4,34g Dựa vào đồ thị ta thấy lượng rượu đạt cao 6,312g pH 4,8 40 36.6 33.55 35 30.15 30 25 26.15 24.35 24.65 20 15 10 pH Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn hiệu suất % bã thủy phân ứng với pH Trong khoảng tăng pH từ 3÷4,8 hiệu suất tính theo bã chuyển hóa tăng từ 24,35÷36,6%, tăng pH từ 4,8÷6,8 hiệu suất giảm từ 36,6÷24,65% Nhưng tăng từ 6,8÷8 thị hiệu suất tăng từ 24,65÷26,15% Bởi enzyme hoạt động tốt khoảng giá trị pH định Đối với enzyme cellulase, khoảng pH từ đến Ở khảo sát này, lượng etanol hiệu suất đạt tốt với pH 4,8 Khoàng hoạt động enzyme có ảnh hưởng lớn đến quy mô sản xuất công nghiệp, việc đưa kết luận giá trị pH tốt cho trình thủy phân bã rắn để hiệu suất chuyển hóa bã rắn thành glucose cao qua nâng cao hiệu suất tạo ethanol cho trình lên men Qua lượng ethanol tạo thành hiệu suất chuyển hóa bã rắn thực nghiệm giá trị pH 4,8 hiệu cho trình thủy phân bã rắn 3.2.4 Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình thủy phân Thực khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ trình thủy phân, thí nghiệm tiến hành điều kiện: bã rắn 10%, enzyme 5%, pH 4,8, thời gian thủy phân 12 giờ, nấm men 5%, nhiệt độ lên men 370C, thời gian lên men 24 Tiến hành thí nghiệm với 200g dịch Kết trình bày bảng 3.6 Bảng 3.6 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến trình thủy phân lên men Nhiệt độ (oC) Khối lượng mbã sắn (g) bã sau thủy phân (g) Khối Thể tích lượng bã etanol thủy 100 phân (g) ml (ml) Hiệu suất Metanol (g) theo % bã rắn (%) 30 20 17,98 2,02 0,789 10,10 35 20 17,05 2,95 1,5 1,184 14,75 40 20 15,17 4,83 3,945 24,15 42 45 20 13,81 6,19 4,734 30,95 50 20 12,68 7,32 6,312 36,60 55 20 13,61 6,39 5,523 26,95 60 20 15,42 4,58 3,945 22,90 Từ kết bảng 3.6, ảnh hưởng nhiệt độ đến trình thủy phân thể rõ đồ thị hình 3.7 3.8 6.312 5.523 4.734 3.945 3.945 metanol (g) 0.789 1.184 20 30 40 50 60 70 Nhiệt độ (oC) Hiệu suất theo % bã rắn (%) Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn khối lượng cồn thu ứng với nhiệt độ 40 36.6 35 30.95 30 25 26.95 22.9 24.15 20 15 14.75 10.1 10 20 30 40 50 60 70 Nhiệt độ (oC) Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn hiệu suất % bã thủy phân ứng với nhiệt độ Khi ta tăng nhiệt độ trình thủy phân từ 30÷500C lượng ethanol tạo thành tăng từ 0,789 ÷ 6,312g, hiệu suất trình thủy phân bã rắn tăng từ 10,10÷36,60% Nhưng ta tiếp tục tăng nhiệt độ từ 50÷600C lượng ethanol giảm từ 6,312g 3,934g, hiệu suất giảm từ 36,60% 22,90% Giống nhiều phản ứng enzyme khác, phản ứng thủy phân cellulose enzyme cellulase chịu ảnh hưởng lớn nhiệt độ Tốc độ phản ứng thủy phân tăng 43 theo nhiệt độ, nhiên đến nhiệt độ định, tốc độ phản ứng giảm dần Nhiệt độ tương ứng với tốc độ phản ứng enzyme cao gọi nhiệt độ tối ưu Phần lớn enzyme hoạt động mạnh nhiệt độ 40 - 500C Nếu đưa nhiệt độ cao nhiệt độ tối ưu, hoạt tính enzyme bị giảm, enzyme khả phục hồi hoạt tính Ngược lại nhiệt độ 00C, enzyme bị hạn chế hoạt động mạnh, đưa nhiệt độ lên từ từ, hoạt tính enzyme tăng dần đến mức tối ưu Nhiệt độ tăng làm tăng hoạt tính enzyme, từ tốc độ phản ứng enzyme tăng theo sản phẩm tạo thành nhiều Tuy nhiên, sau nhiệt độ bất hoạt enzyme, hoạt tính enzyme giảm dần, sau 50oC, nồng độ glucose hiệu suất giảm dần Vậy nhiệt độ 50oC khoảng nhiệt độ tốt cho trình thủy phân bã sắn 3.2.5 Ảnh hưởng thời gian đến trình thủy phân Thực khảo sát ảnh hưởng thời gian trình thủy phân, thí nghiệm tiến hành điều kiện: bã rắn 10%, enzyme 5%, nhiệt độ thủy phân 50oC, pH 4,8; nhiệt độ lên men 30oC, nấm men 10%, thời gian lên men 24 Tiến hành thí nghiệm với 200g dịch Kết trình bày bảng 3.7 Bảng 3.7 Kết khảo sát thời gian với trình thủy phân lên men Thời gian (giờ) mbã sắn (g) Khối lượng bã sau thủy phân (g) 12 24 48 60 20 20 20 20 20 20 17,41 15,83 12,68 12,28 12,22 12,20 Khối lượng bã thủy phân (g) 2,59 4,17 7,32 7,72 7,78 7,80 Thể tích etanol 100 ml (ml) 8,5 8,5 8,5 Metanol (g) Hiệu suất theo % bã rắn (%) 1,578 3,945 6,312 6,707 6,707 6,707 12,95 20,85 36,60 38,60 38,90 39,00 Từ kết bảng 3.7, ảnh hưởng thời gian đến trình thủy phân thể đồ thị hình 3.9 3.10 6.312 6.707 metanol (g) 6.707 6.707 3.945 1.578 0 20 40 60 80 Thời gian (giờ) Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn khối lượng cồn thu ứng với thời gian 44 Hiệu suất theo % bã rắn (%) 45 40 36.6 35 39 38.9 38.6 30 25 20.85 20 15 12.95 10 0 20 40 60 80 Thời gian (giờ) Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn hiệu suất % bã thủy phân ứng với thời gian Khi ta tăng thời gian thủy phân từ đến 12 lượng ethanol tăng mạnh từ 1,578÷6,312g, hiệu suất thủy phân bã rắn tăng từ 12,95÷36,6% giai đoạn lượng bã sắn enzyme mới, cấu trúc dễ bị công bã sắn nhiều chất ức chế hoạt tính enzyme nên việc thủy phân enzyme xảy nhanh tạo lượng đường lớn cho trình lên men Sau ta tiếp tục tăng tời gian thủy phân từ 12 đến 60 lượng ethanol có tăng tăng chậm từ 6,312÷6,707g, hiệu suất thủy phân bã rắn tăng chậm từ 36,6÷39% giai đoạn lượng bã sắn dễ bị công bị thủy phân hết tạo thành glucose, mặc khác lúc hoạt tính enzyme nhiều sau thời gian tác động, lượng etanol giai đoạn tạo không nhiều hiệu suất tăng chậm Vậy với kết thu thời gian thủy phân thích hợp 12 nhiên muốn đạt tối đa lượng ethanol sau lên men thêm 12 3.3 Khảo sát trình lên men 3.3.1 Ảnh hưởng % nấm men lên trình lên men Thực khảo sát ảnh hưởng % nấm men, thí nghiệm tiến hành điều kiện: bã rắn 10%, enzyme 5%, nhiệt độ thủy phân 500C, pH 4,8, thời gian thủy phân 12 giờ, nhiệt độ lên men 300C, thời gian lên men 24 Tiến hành thí nghiệm với 200g dịch Kết trình bày bảng sau: Bảng 3.8 Kết khảo sát % nấm men đến trình lên men Vethanol %nấm men m bã rắn(g) 20 0,789 20 5,5 4,340 20 6,312 20 6,312 20 6,312 100ml dd 45 methanol (g) Từ kết bảng 3.8, ảnh hưởng % nấm men đến trình lên men thể đồ thị hình 3.11 6.312 6.312 6.312 methanol (g) 4.34 0.789 0 % nấm men 10 Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn khối lượng ethanol ứng với % nấm men Khi tăng % nấm men từ 1÷5% lượng ethanol tạo thành tăng từ 0,789g÷6,312g Tuy nhiên tăng % enzyme từ 5÷10% lượng ethanol tạo thành không tăng Như vậy, mật độ nấm men tăng lên, hiệu suất tạo ethanol tăng Tuy nhiên điều với khoảng định, vượt ngưỡng giá trị, tăng mật độ nấm men không làm tăng hiệu suất chuyển hóa ethanol Lý với mật độ nấm men lớn, nấm men sử dụng đường tạo thành trình thủy phân để tăng sinh khối, lượng ethanol sinh giảm theo Từ lượng etanol tạo thành hiệu suất 10% enzyme giá trị tốt cho trình tạo thành ethanol đạt hiệu suất cao 3.3.2 Ảnh hưởng theo thời gian đến trình lên men Thực khảo sát ảnh hưởng thời gian trình lên men, thí nghiệm tiến hành điều kiện: bã rắn 10%, enzyme 5%, nấm men 10%, nhiệt độ thủy phân 500C, pH 4,8, thời gian thủy phân 12 giờ, nhiệt độ lên men 300C Tiến hành thí nghiệm với 200g dịch Kết trình bày bảng 3.9 Bảng 3.9 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đến trình lên men Thời gian m bã rắn(g) Vethanol (giờ) methanol (g) 100ml dd 20 0,789 12 20 4,5 3,551 24 20 6,312 36 20 8,5 6,707 48 20 8,8 6,707 46 Từ kết bảng 3.9, ảnh hưởng thời gian đến trình lên men thể đồ thị hình 3.12 methanol (g) 6.312 6.707 30 40 6.707 3.551 0.789 0 10 20 50 60 Thời gian (giờ) Hình 3.12 Ảnh hưởng thời gian trình lên men đến tạo thành ethanol Khi ta tăng thời gian lên men từ lên 24 lượng ethanol tạo thành tăng mạnh từ 0,789÷6,312g Nhưng ta tiếp tục tăng thời gian lên men từ 24 đến 48 lượng ethanol tạo thành tăng nhẹ từ 5,523÷6,707g Lượng glucose tạo thành định giai đoạn thủy phân với enzyme cellulase tức giai đoạn lên men lượng glucose cố định Trong giai đoạn đầu, nấm men chưa thích nghi với môi trường lên men nên lượng ethanol tạo thành (0,789g) Trong 24 lượng ethanol tạo thành nhiều thời gian nấm men thích nghi hoàn toàn với môi trường lên men nên nấm men hoạt động mạnh Từ 24 đến 48 lượng ethanol tạo thành có tăng tăng ít, giai đoạn lượng glucose tạo thành giai đoạn thủy phân nấm men sử dụng gần hết 24 đầu, lượng glucose lại giai đoạn không đáng kể nên tiếp tục lên men hiệu thấp Nghiên cứu cho thấy lượng ethanol tạo thành đạt lớn khoảng 24 lên men nhiên muốn tối đa lượng etanol tạo thành tiếp tục thực lên men thêm 24 3.4 Đánh giá sản phẩm Sau trình thủy phân lên men bã sắn với điều kiện tốt chưng cất thu ethanol cho bảng 3.10 Bảng 3.10 Kết đánh giá sản phẩm Thông số Nhiệt độ (oC) 20 Độ rượu (o) Khối lượng ethanol 100ml (g) Hiệu suất theo bã (%) 6,312 36,6 47 Qua trình tiền xử lý NaOH trình thủy phân lên men với thông số 10% bã sắn, 5% enzyme, nhiệt độ 50oC, pH 4.8, thời gian thủy phân 12 giờ, 5% men giống thời gian lên men 24 cho 6,312g ethanol tinh khiết, đạt hiệu suất bã 36,6% Ethanol sản phẩm thu sau trình chưng cất dạng lỏng, không màu có mùi thơm, mùi cay đặc trưng ethanol Bã thu sau trình lên men có dạng sợi nhỏ bột mịn, khối lượng bã giảm 36,6% so với bã ban đầu 48 KẾT LUẬN Nghiên cứu trình tiền xử lý 100g bã sắn NaOH 2,5÷3 thu 24,96g đạt hiệu suất 24,96% hàm lượng cellulose qua trình định lượng tăng từ 20,6% lên 40,45% Nghiên cứu trình thủy phân enzyme cellulase, khảo sát ảnh hưởng yếu tố gồm % bã sắn, % enzyme, nhiệt độ, pH thời gian cho kết tốt 10% bã sắn, 5% enzyme, nhiệt độ 50oC, pH 4.8, thời gian thủy phân 12 đạt hiệu suất thủy phân bã 36,6% Nghiên cứu trình lên men men saccharomyces cerevisiae, khảo sát ảnh hưởng % men giống thời gian cho kết tốt 5% men giống, thời gian lên men 24 thu 8ml ethanol 100ml dung dịch Nghiên cứu đánh giá sản phẩm ethanol qua trình tiền xử lý NaOH, thủy phân enzyme cellulose lên men men saccharomyces cerevisiae thu độ rượu cao ứng với điều kiện thích hợp, ethanol thu sau chưng cất dạng lỏng, không màu, có mùi thơm cay đặc trưng ethanol 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cao Đình Khánh Thảo, 2007, Nghiên cứu thử nghiệm khả xử lý rơm rạ để lên men ethanol, Luận văn Đại học, Bộ môn Công Nghệ Sinh Học – Khoa Công Nghệ Hóa Học, Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh [2] TS Nguyễn Thị Ngọc Bích,2003, Kỹ Thuật Cellulose Và Giấy, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [3] Hồ Sĩ Tráng, 2006, Cơ Sở Hoá Học Gỗ Và Cellulose, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, trang 30-81 [4] Th.S Trịnh Hoài Thanh, 2000, Nghiên Cứu Quá Trình Xử Lý Rơm Rạ Để Chế Biến Cồn Nhiên Liệu, Luận văn Thạc sĩ, Bộ môn Máy Thiết bị - Khoa Công nghệ Hóa học [5] Nguyễn Ngọc Quế, Trần Đình Thao, 2005, Báo Cáo Tổng Quan Ngành Hàng Lúa Gạo Việt Nam, Viện Chính sách Chiến lược Phát triển Nông Nghiệp Nông Thôn [6] TS.Nguyễn Thế Bảo TS.Bùi Tuyên, 2001, Điều Tra Quy Hoạch Các Dạng Năng Lượng Mới Trên Địa Bàn Tp Hồ Chí Minh, Sở Khoa Học Và Công Nghệ Tp Hồ Chí Minh [7] Nguyễn Đức Lượng, Cao Cường, 2003, Thí Nghiệm Công Nghệ Sinh Học, Nhà xuất Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh [8] Charles E.Wyman, 1996, Handbook on Bioethanol: Product and Utilization, Taylor & Francis, p 119-285 [9] Hetti Palonen, 2004, Role of lignin in the enzymatic hydrolysisof lignocellulose, VTT Biotechnology, p11-39 50 51 [...]... đứng đầu trong việc sản xuất ethanol trên toàn thế giới (89% tổng lượng ethanol sản xuất trên toàn hệ thống, 2008) Năm 2008, Mỹ sản xuất 9 tỷ gallon, Brazil sản xuất 6,47 tỷ gallon ethanol [5] Ngoài Brazil, Mỹ, các nước sản xuất tiêu thụ nhiều ethanol khác là Trung Quốc, Canada, Thái Lan, a) Hoa Kỳ Theo số liệu của RFA (Renewable fuels Association, America), sản lượng Ethanol được sản xuất tại Hoa Kỳ... loại vi khuẩn gây các bệnh truyền nhiễm 1.3 Công nghệ sản xuất ethanol 1.3.1 Phương pháp hydrat hóa etylen a) Đặc điểm Hầu hết các công nghệ sản xuất ethanol từ khoáng vật có hiệu suất cao nhờ ứng dụng phương pháp hóa lý tron quy trình sản xuất Tuy nhiên, việc sản xuất này gây ô nhiễm môi trường do dư lượng lớn các axit, nước thải trong quá trình sản xuất Ethanol bằng phương pháp hóa học Thực tế, người... Bã sắn Hiện nay, sắn chủ yếu được dùng làm nguyên liệu cho các nhà máy chế biến tinh bột Bã sắn công nghiệp là phụ phẩm của quá trình sản xuất tinh bột, nó chiếm khoảng 45% so với khối lượng sắn nguyên củ Trong bã sắn chứa khoảng 8% tinh bột, 1520% xơ thô (Bùi Quang Tuấn, 2005) Do đó bã sắn là một nguồn biomass có tiềm năng ở Việt Nam 1.3.4.1 Nguồn bã sắn ở Việt Nam Bảng 1.10 Diện tích, năng suất, sản. .. mức 100oC 29 1.3.5.5 Sơ đồ quy trình chung Hình 1.11 Quy trình sản xuất ethanol từ cellulose 30 CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 2.1 Nguyên liệu và hóa chất 2.1.1 Bã sắn Bã sắn được lấy từ nhà máy sản xuất tinh bột mì tại xã Tịnh Phong, Sơn Tịnh, Quảng Ngãi Trạng thái bã sắn rất nhuyễn, ướt và các xơ sợi nát vụn Bảng 2.1 Đặc điểm của bã sắn STT Đặc điểm Giá trị 1 Màu sắc Trắng 2 Trạng thái Nhão 3 Kích... gốc dầu mỏ Nhiều loại cây như sắn, ngô, mía,… có thể sản xuất cồn sinh học mà ở Việt Nam lại có nhiều vùng đất rất thích hợp với các loại cây trồng này Sản lượng sắn cả nước năm 2007 là hơn 7 triệu tấn, mía đường hơn 14 triệu tấn và ngô gần 4 triệu tấn Với sản lượng này có thể đáp ứng được cho nhu cầu sản xuất cồn sinh học ở quy mô vừa và nhỏ Ước tính Việt Nam có thể sản xuất 5 triệu lít cồn sinh học... năm: Bảng 1.4 Sản lượng Ethanol qua các năm Hoa Kỳ Năm Sản Lượng (tỷgallon) 2000 2002 2004 2006 2008 1.36 2.13 3.4 4,855 9,0 Ethanol ở Hoa Kỳ chủ yếu sản xuất từ 2 nguyên liệu chính: + Ngô, nguyên liệu này rẻ hơn mía từ 5 - 6 lần + Củ cải đường có hiệu suất tạo Ethanol cao tương tự như ngô và không ảnh hưởng đến vấn đề an ninh lương thực b) Brazil Brazil sản xuất trung bình mỗi năm 14 tỷ lít Ethanol từ. .. trong sản xuất Ethanol : Hoa Kỳ, Braxin, Canada thì trong khối EU, Trung Quốc, Nhật Bản, và các nước khối Asean cũng tăng cường sản xuất Ethanol chủ yếu dùng sử dụng trong lĩnh vực năng lượng - giao thông vận tải Bảng 1.5 Sản lượng bioethanol cho giao thông vận tải trên Thế giới (2007) [5] Thứ Hạng 1 2 3 4 5 6 7 8 Nước - Khu vực Hoa Kỳ Brazil Châu Âu (EU) Trung Quốc Canada Thái lan Colombia Ấn Độ 6 Sản. .. Bột sắn 1 180 4 Lúa mạch 1 260 5 Khoai tây 1 180 6 Mùn cưa 1 200 7 Bã mía 1 200 8 Rơm rạ 1 200 9 Rỉ đường 1 180 b) Tổng hợp từ ngũ cốc Các loại ngũ cốc thường dùng là ngô, lúa mạch, khoai tây, gạo, lúa mì.Có hai công nghệ sản xuất ethanol từ ngũ cốc là nghiền khô và nghiền ướt, các nhà máy sử dụng công nghệ nghiền khô thường có quy mô nhỏ hơn, chỉ sản xuất ethanol Nhà máy nghiền ướt có thêm nhiều sản. .. phế phẩm từ nông nghiệp (rơm rạ, bã mía, vỏ, xơ bắp v v ), phế phẩm lâm nghiệp (lá khô, vụn gỗ v.v ), giấy vụn, metan từ các bãi chôn lấp, trạm xử lý nước thải, phân từ các trại chăn nuôi gia súc và gia cầm Chi phí sản xuất etanol ngày càng giảm, số liệu thu được năm 1974 là 2,5 USD/lít, những năm gần đây là 0,3-0,35 USD/lit trong vòng mười năm nữa các nhà nghiên cứu hy vọng giảm chi phí sản xuất xuống... điều chỉnh về sản lượng và diện tích cây trồng Về sản xuất điezen sinh học có thể đi từ các loại dầu thực vật và mỡ động vật Ở Việt Nam, các loại cây trồng tiềm năng cung cấp nguyên liệu cho sản xuất điêzen sinh học như cây cọc rào, dầu cọ, hạt bông…Điều kiện đất đai và khí hậu Việt Nam cho phép hình thành những vùng nguyên liệu tập trung Mỡ cá, dầu thực phẩm thải được sử dụng cho sản xuất điêzen sinh