KHẢO SÁT KHẢ NĂNG TẠO CỒN SINH HỌC TỪ CÂY CỎ MỸ (Pennisetum polystachyon L. Schult)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠNG NGHỆ SINH HỌC  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT KHẢ NĂNG TẠO CỒN SINH HỌC TỪ CÂY CỎ MỸ (Pennisetum polystachyon L Schult) Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Sinh viên thực hiện: LÊ XUÂN LINH Niên khóa: 2008 - 2012 Tháng năm 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠNG NGHỆ SINH HỌC  KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT KHẢ NĂNG TẠO CỒN SINH HỌC TỪ CÂY CỎ MỸ (Pennisetum polystachyon L Schult) Hƣớng dẫn khoa học Sinh viên thực TS BÙI MINH TRÍ LÊ XUÂN LINH Tháng năm 2012 LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn: Ban giám hiệu Trƣờng Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, Ban Chủ nhiệm Bộ môn Công nghệ Sinh học Thầy - Cô nhiệt tình giảng dạy tạo điều kiện cho tơi hồn thành khóa học TS Bùi Minh Trí tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện để tơi hồn thành khóa luận Các Thầy - Cơ phòng Sinh Hóa - Viện CNSH - MT, Trƣờng Đại học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện cho sử dụng trang thiết bị Các Anh - Chị Bạn môn Công nghệ sinh học Thực Vật, Viện CNSH - MT, Trƣờng Đại học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh nhiệt tình giúp đỡ, chia sẻ kinh nghiệm suốt thời gian làm đề tài Tập thể lớp DH08SH giúp đỡ động viên suốt năm hoc Cuối cùng, thành kính ghi ơn Bố Mẹ ngƣời thân gia đình ni dƣỡng, động viên, khuyến khích tạo điều kiện để học tập tốt suốt thời gian qua Sinh viên thực Lê Xuân Linh i TÓM TẮT Hiện nay, trƣớc vấn đề an ninh lƣơng thực lƣợng, việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ sản xuất cồn sinh học từ nguồn cellulose trở nên phổ biến Trƣớc xu đó, nghiên cứu tập trung đánh giá hiệu sản xuất cồn sinh học từ cỏ Mỹ thông qua việc xác định nồng độ NH4OH thích hợp cho q trình tiền xử lý, nồng độ enzyme cellulase thời gian thích hợp để thủy phân nguyên liệu xác định hàm lƣợng nấm men Sacharomyces serevisiae thời gian hiệu cho trình lên men tạo cồn Kết nghiên cứu cho thấy thành phần hóa học cỏ Mỹ gồm: 43,5% cellulose; 21,8% hemicellulose; 18,3% lignin; 10,2% chất trích ly 6,2% tro Nồng độ NH4OH 10% thích hợp cho trình tiền xử lý, làm giảm 4,1% lignin nguyên liệu cho khả thu hồi cellulose lên tới 62,4% Q trình thủy phân tạo đƣờng thích hợp nồng độ enzyme 250 mg/g, nhiệt độ 50oC, 12 giờ, lƣợng đƣờng tạo thành đạt 59,9 mg/ml, hiệu thủy phân tới 96% Đối với trình lên men tạo cồn hiệu với hàm lƣợng nấm men g/g, nhiệt độ 28oC, 96 giờ, hiệu suất thu hồi cồn đạt 86% Qua cho thấy, muốn sản xuất đƣợc lít cồn sinh học cần 2,9 kg cỏ Mỹ khô sau tiền xử lý ii SUMMARY Thesis titled “Optimization of Bioethanol production process from Pennisetum polystachyon (L.) Schult ” Currently, with the needs for food and energy security, the research and application of bioethanol producing technology from cellulosic sources have become more popular Because of that trend, this study focused on evaluating the efficiency of bioethanol production from Pennisetum polystachyon (L.) Schult plants through the determination of the appropriate NH4OH concentration for pretreatment process, the concentration of cellulase enzyme and appropriate time to hydrolyse raw materials and the determination of density of Sacharomyces serevisiae and time for efficient ethanol fermentation process The results showed that the major chemical composition of Pennisetum polystachyon (L.) Schult plants contained 43.5% cellulose, 21.8% hemicellulose, 18.3% lignin, 10.2% extract and 6.2% ash Ten percent of NH4OH was suitable for the pretreatment process, decreasing lignin in raw material (4.1%) and enabling the recovery of cellulose up to 62.4% The appropriate hydrolysis conditions for 250 mg/g enzyme cellulase at 50°C in 12 hours The forming sugar concentration reached 59.9 mg/ml The hydrolysis efficiency was up to 96% For effective fermentation with yeast concentration of g/g, at a temperature of 28°C, in 96 hours, the ethanol yield reached 86% Thereby, as an estimation the production of liter of bioethanol needed 2,9 kg dry Pennisetum polystachyon (L.) Schult after pretreatment Key words: Bioethanol, Pennisetum polystachyon (L.) Schult, enzyme cellulase iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT ii SUMMARY iii MỤC LỤC iv DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH vivii Chƣơng MỞ ĐẦU 1.1 Đăt vấn đề 1.2 Yêu cầu đề tài 1.3 Nội dung thực Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cấu trúc nguồn sinh khối 2.1.1 Cây cỏ Mỹ 2.1.2 Cấu trúc vách tế bào 2.1.3 Thành phần hóa học nguồn sinh khối 2.2 Nhiên liệu sinh học (NLSH) 2.2.1 Các dạng nhiên liệu sinh học 2.2.2 Những lợi ích nhiên liệu sinh học 10 2.2.3 Tiềm nhiên liệu sinh học Việt Nam 11 2.3 Cồn sinh học 12 2.3.1 Sản xuất cồn sinh học 12 Chƣơng VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 3.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu 19 3.2 Vật liệu nghiên cứu 19 3.2.1 Phƣơng pháp thu thập mẫu 19 3.2.2 Thiết bị hóa chất sử dụng 19 3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 20 iv 3.3.1 Tiền xử lý nguyên liệu 20 3.3.2 Thủy phân tạo đƣờng 24 3.3.3 Lên men tạo cồn 25 3.3.4 Chƣng cất kiểm tra độ cồn 26 Chƣơng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 4.1 Giai đoạn tiền xử lý 27 4.1.1 Thành phần hóa học nguyên liệu trƣớc tiền xử lý 27 4.1.2 Khảo sát nồng độ NH4OH đến thành phần hóa học nguyên liệu 27 4.2 Quá trình thủy phân tạo đƣờng 30 4.3 Quá trình lên men tạo cồn 32 4.4 Chƣng cất thu hồi cồn 34 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 36 5.1 Kết luận 36 5.2 Đề nghị 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 PHỤ LỤC v DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT NLSH: Nhiên liệu sinh học Ctv: Cộng tác viên DNS: 3,5 dinitrosalysylic Dd: Dung dịch CO2: Carbonic C2H5OH: cồn C6H12O6: Glucose SAA: ngâm dung dịch amoni (Soaking in Aqueous Ammonia) NH4OH: Dung dịch amoni UI: Unit Internation (đơn vị đo lƣờng quốc tế) Tp: Thành phố vi DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ HÌNH Hình 2.2 Cấu trúc thành tế bào gỗ Bảng 2.1 Thành phần lignocellulose rác thải phế phụ liệu nơng nghiệp Hình 2.3 Mạch cellulose thể cấu trúc dạng ghế đơn vị mắt xích Hình 2.4 Một đại diện hemicellulose – xylan Hình 2.5 Các đơn vị lignin Hình 2.6 Cấu trúc lignin gỗ mềm với nhóm chức Hình 2.7 Sơ đồ quy trình sản xuất cồn 12 Bảng 3.1 Cách dựng đƣờng chuẩn 24 Bảng 4.1 Tỷ lệ phần trăm thành phần hóa học nguyên liệu 27 Hình 4.1 Thành phần cellulose nguyên liệu sau tiền xử lý NH4OH 28 Hình 4.2 Thành phần lignin nguyên liệu sau tiền xử lý bằngNH4OH 29 Hình 4.3 Thành phần tro nguyên liệu sau tiền xử lý bằngNH4OH 30 Hình 4.4 Khảo sát nồng độ enzyme cellulase thời gian đến hàm lƣợng đƣờng 31 Hình 4.5 Khảo sát thời gian hàm lƣợng nấm men đến khối lƣợng cồn 33 Hình 4.6 Quy trình sản xuất cồn sinh học từ cỏ Mỹ 35 vii Chƣơng MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Trƣớc phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu sử dụng lƣợng không ngừng tăng nhanh Hiện nay, giới sử dụng nguồn nguyên liệu hóa thạch chủ yếu Tuy nhiên, nguồn lƣợng ngày bị cạn kiệt Thêm vào đó, việc khai thác sử dụng sản phẩm từ dầu mỏ, than đá thải chất khí gây hiệu ứng nhà kính, nhiễm mơi trƣờng: CO2, SO2, NOx Vấn đề cấp thiết đặt phải tìm đƣợc nguồn nguyên liệu thay cho nguyên liệu hóa thạch, tái tạo thân thiện với mơi trƣờng Một số nguồn lƣợng có triển vọng nhiên liệu sinh học (NLSH) Nguồn lƣợng đƣợc xem khơng cạn kiệt gây nhiễm môi trƣờng NLSH đƣợc xem nguồn nguyên liệu tƣơng lai Không giải đƣợc vấn đề an ninh lƣợng, giảm ô nhiễm môi trƣờng mà làm giảm chi phí nhiên liệu, tái sinh nông nghiệp, bảo vệ lớp đất bề mặt Các dạng NLSH chính: Cồn sinh học (bioethanol), diesel sinh học (biodiesel) khí sinh học (biogas) Trong đó, cồn sinh học ngày đƣợc nghiên cứu sử dụng nhiều Cồn sinh học đƣợc sản xuất nhiều nguồn chất khác nhƣ: tinh bột (bắp, sắn, gạo), chất giàu đƣờng (rỉ đƣờng, mía, củ cải đƣờng), cellulose (gỗ, rơm rạ, bã mía, cỏ, thân cùi bắp, vỏ cà phê) Hiện nay, sản xuất cồn sinh học giới tập trung vào phát triển nguồn ngun liệu khơng ảnh hƣởng đến lƣơng thực lồi ngƣời nhƣ loại phụ, phế phẩm từ ngành nông nghiệp ngành khác (rơm rạ, vỏ trấu, chất thải từ nhà máy giấy, rác sinh hoạt, loại cỏ có nguồn sinh khối lớn) Tại Việt Nam, việc nghiên cứu tạo cồn từ cellulose Việc tận dụng nguồn nguyên liệu từ cỏ tiết kiệm đƣợc ngun liệu, chi phí mà nâng cao giá trị kinh tế đảm bảo an ninh lƣơng thực Đặc biệt, khắp vùng Việt Nam nay, cỏ Mỹ loại cỏ phổ biến, xâm lấn đất đai nông nghiệp, tốn công sức chi phí cho việc tiêu trừ Với mục đích để góp phần vào nghiên cứu tìm Qua đó, thấy hàm lƣợng nấm men cao khả chuyển hóa đƣờng thành cồn hiệu hàm lƣợng thấp Nguyên nhân nồng độ nấm men cao làm giảm đƣợc cạnh tranh đƣờng vi sinh vật khác Nhƣ vậy, hàm lƣợng nấm men thích hợp cho trình lên men nghiên cứu 2g Từ hai kết kết luận rằng, nồng độ nấm men thời gian thích hợp cho trình lên men khảo 2g nấm men, 96 Quá trình lên men nhiệt độ 28oC Khối lƣợng cồn đạt đƣợc 272,7 g, với hiệu suất thu hồi đạt 86% 4.4 Chƣng cất thu hồi cồn Sau lên men, dịch lên men đƣợc chƣng cất để thu cồn thô Nồng độ cồn thô thu đƣợc 1,72% Sở dĩ nồng độ cồn thấp đề tài sử dụng nƣớc để pha loãng dịch lên men chƣng cất tiến hành lần Thể tích cồn 100% thu đƣợc lên men g mẫu 0,345 ml Nhƣ vậy, để sản xuất lít cồn 100% cần 2,9 kg nguyên liệu cỏ Mỹ khô sau tiền xử lý Từ kết nghiên cứu trên, đề tài đề xuất quy trình trình sản xuất cồn từ cỏ Mỹ nhƣ hình 4.6 34 Cây cỏ Mỹ tƣơi Phơi khô, nghiền Bột cỏ khô (1 g) 50oC/8 50 ml NH4OH 10% Hỗn hợp Lọc, rửa lignin Cellulose thô (1 g) 10ml đệm, 50oC/12 250 g/g enzyme Phân bón Dịch thủy phân 28oC/96 Dịch lên men Chƣng cất Cồn Hình 4.6.Quy trình sản xuất cồn sinh học từ cỏ Mỹ 35 g/g nấm men Chƣơng KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Thành phần hóa học cỏ Mỹ sau thu thập gồm: 43,5% cellulose, 21,8% hemicellulose, 18,3% lignin, 10,2% chất trích ly 6,2% tro Q trình tiền xử lý với NH4OH thích hợp nghiên cứu nồng độ 10% Tỷ lệ lignin giảm 14,2%, thành phần tro giảm 3,7% tỷ lệ cellulose tăng lên tới 62,4% so với trƣớc tiền xử lý Q trình thủy phân thích hợp nồng độ enzyme cellulase 250 mg/g, nhiệt độ 50oC, 12 giờ, lƣợng đƣờng tạo thành đạt 59,9 mg/ml, hiệu thủy phân tới 96% Q trình lên men thích hợp với nồng độ nấm men 2g/g, 28oC, ngày Lƣợng cồn thu đƣợc 272 g Hiệu suất thu hồi đạt 86% Nồng độ cồn sau chƣng cất đạt 1,7% V Để sản xuất lít cồn cần 2,9 kg bột nguyên liệu cỏ Mỹ khô sau tiền xử lý Qua thấy nguyên liệu cỏ Mỹ có tiềm lớn sản xuất cồn sinh học 5.2 Đề nghị Trong trình nghiên cứu đề tài tiến hành tiền xử lý với dung dịch NH4OH, cần tiến hành khảo sát với hóa chất khác nguyên liệu cỏ Mỹ Cần nghiên cứu quy trình sản xuất cồn q trình thủy phân lên men xảy đồng thời đối tƣợng cỏ Mỹ Tối ƣu hóa quy trình sản xuất cồn sinh học từ cỏ Mỹ để giảm chi phí đem lại hiệu cao 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Nguyễn Thị Ngọc Bích 2003 Kỹ thuật xenlulô giấy Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh Dƣơng Văn Chín, Suk Jin Koo, Yong Woong Kwon, Hoàng Cung Anh 2005 Cỏ Dại Phổ Biến Tại Việt Nam Nhà xuất Nông Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh Phan Quốc Đỉnh 2011 Bƣớc đầu nghiên cứu giải pháp tạo ethanol sinh học từ rơm rạ bã mía Khóa luận tốt nghiệp Kỹ sƣ Công nghệ sinh học, Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh Nguyễn Thị Hằng Nga 2009 Nghiên cứu khả sản xuất ethanol sinh học từ phụ phẩm nông nghiệp Luân văn Thạc sĩ Môi trƣờng, Đại học Khoa học Tự nhiên Tp Hồ Chí Minh Nguyễn Văn Mùi 2007 Thực hành hóa sinh học Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Đức Lƣợng 2002 Vi sinh hóa học cơng nghiệp tập Nhà xuất Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh Trần Thị Thanh 2003 Công Nghệ Vi sinh Nhà xuất Giáo Dục Nguyễn Tiến Thắng, 2009 Giáo trình cơng nghệ enzym protein Trƣờng Đại Học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh Nguyễn Đình Thƣởng Nguyễn Thanh Hằng 2005 Công nghệ sản xuất kiểm tra cồn etylic Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 10 Hồ Sĩ Tráng 2003 Cơ sở hóa học gỗ cellulose Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội Tài liệu tiếng Anh 11 Baghdady A, S Blervacq, L Jouanin, J Grima-Pettenati, P Sivadon, S.Hawkins 2006 Eucalyptus gunnii CCR and CAD2 promoters are active inlignifying cells during primary and secondary xylem formation in Arabidopsis thaliana Plant Physiology and Ayhan Demirbas 2005 Bioethanol from Cellulosic Materials: A Renewable Motor Fuel from Biomass Energy Sources, 27:327 – 337 12 Caye M Drapcho, Ph.D., Nghiem Phu Nhuan, Ph.D., Terry H Walker, Ph.D 2008 Biofuels Engineering Process Technology The McGraw-Hill Companies 37 13 Gielkens M, Dekker E, Visser J, Graaff L 1999 "Two cellubiohydrolase-encoding genes from Aspergillus niger require Dxylose and the xylanolytic transcriptional activator XlnR for their expression", Appl Environ Microbiol, 65(10): 4340-4345 14 Malcolm Brown, Jr, Inder M 1996 Saxena and Krystyna Kudlicka Cellulose biosynthesis in higher plants The University Of Texas at Austin, Austin 15 Parveen Kumar, Diane M Barrett, Michael J Delwiche, and Pieter Stroeve 2009 Methods for Pretreatment of Lignocellulosic Biomass for Efficient Hydrolysis and Biofuel Production Ind Eng Chem Res, 48: 3713–3729R 16 Kang S, Ko E, Lee J, Kim S 1999 “Over production of β-glucosidase by Aspergillus niger mutant from lignocellulsic biomass”, Biotechnol Lett, 21: 647-650 17 Sandra T Merino and Joel Cherry 2007 Progress and Challenges in Enzyme Development for Biomass Utilization Biofuels T.Scheper, L.Osson Adv Biochem Engin/Biotechnol 108: 95 – 120 Tài liệu Internet 18 Nguyễn Hữu Lƣơng Những lợi ích nhiên liệu sinh học 30/05/2012 http://www.baomoi.com/Nhung-loi-ich-cua-nhien-lieu-sinh-hoc/145/3890138.epi 19 Trần Ngọc Toản Nhiên liệu sinh học trạng sản xuất, sử dụngở Việt Nam 30/3/2012 http://nangluongvietnam.vn/news/vn/dien-hat-nhan-nang-luong-taitao/nang-luong-tai-tao/nhien-lieu-sinh-hoc-va-hien-trang-san-xuat-su-dung-o-vietnam 20 Carbohydrate Analysis 23/05/2012 http://www.sigmaaldrich.com/lifescience/metabolomics/enzyme-explorer/learning-center/carbohydrateanalysis/carbohydrate-analysis-ii.html 21 Paul Held, Laboratory Manager, Applications Dept, BioTek Instruments, Inc., Winooski, VT Enzymatic Digestion of Polysaccharides (Part II) 16/03/2012 http://www.biotek.de/de/resources/articles/enzymatic-digestion-ofpolysaccharides-2.html 22 Plant structure & function 15/03/2012 http://sci.waikato.ac.nz/farm/content/plantstructure.html 38 PHỤ LỤC Bảng Bảng ANOVA thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ dung dịch NH4OH đến thành phần cellulose nguyên liệu sau tiền xử lý A N A L Y S I S O F V A R I A N C E T A B L E Degrees of Sum of Mean Freedom Squares Square F-value Prob Between 775.700 258.567 87.329 0.0000 Within 23.687 2.961 Total 11 799.387 Coefficient of Variation = 3.02% Var V A R I A B L E No Number Sum Average SD SE -0% 3.00 130.400 43.467 0.84 0.99 5% 3.00 176.000 58.667 1.10 0.99 10% 3.00 187.300 62.433 1.97 0.99 15% 3.00 190.700 63.567 2.46 0.99 -Total 12.00 684.400 57.033 8.52 2.46 Within 1.72 Bảng Bảng trắc nghiệm phân hạng thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ dung dịch NH4OH đến thành phần cellulose nguyên liệu sau tiền xử lý Error Mean Square = 2.961 Error Degrees of Freedom = No of observations to calculate a mean = Least Significant Difference Test LSD value = 4.714 at alpha = 0.010 Original Order Mean Mean Mean Mean = = = = 43.47 58.67 62.43 63.57 Ranked Order C B AB A Mean Mean Mean Mean = = = = 63.57 62.43 58.67 43.47 A AB B C Bảng Bảng ANOVA thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ dung dịch NH4OH đến thành phần lignin nguyên liệu sau tiền xử lý A N A L Y S I S O F V A R I A N C E T A B L E Degrees of Sum of Mean Freedom Squares Square F-value Prob Between 42.820 14.273 219.590 0.0000 Within 0.520 0.065 Total 11 43.340 Coefficient of Variation = 1.64% Var V A R I A B L E No Number Sum Average SD SE -1 3.00 55.000 18.333 0.23 0.15 3.00 48.100 16.033 0.35 0.15 3.00 42.600 14.200 0.20 0.15 3.00 40.300 13.433 0.21 0.15 -Total 12.00 186.000 15.500 1.98 0.57 Within 0.25 Bảng Bảng trắc nghiệm phân hạng thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ dung dịch NH4OH đến thành phần lignin nguyên liệu sau tiền xử lý Error Mean Square = 0.06500 Error Degrees of Freedom = No of observations to calculate a mean = Least Significant Difference Test LSD value = 0.6985 at alpha = 0.010 _ Original Order Ranked Order Mean Mean Mean Mean = = = = 18.33 16.03 14.20 13.43 A B C D Mean Mean Mean Mean = = = = 18.33 16.03 14.20 13.43 A B C D Bảng Bảng ANOVA thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ dung dịch NH4OH đến thành phần tro nguyên liệu sau tiền xử lý A N A L Y S I S O F V A R I A N C E T A B L E Degrees of Sum of Mean Freedom Squares Square F-value Prob Between 12.069 4.023 438.878 0.0000 Within 0.073 0.009 Total 11 12.142 Coefficient of Variation = 2.12% Var V A R I A B L E No Number Sum Average SD SE -1 3.00 18.600 6.200 0.10 0.06 3.00 13.200 4.400 0.00 0.06 3.00 11.200 3.733 0.15 0.06 3.00 11.300 3.767 0.06 0.06 -Total 12.00 54.300 4.525 1.05 0.30 Within 0.10 Bảng Bảng trắc nghiệm phân hạng thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ dung dịch NH4OH đến thành phần tro nguyên liệu sau tiền xử lý Error Mean Square = 0.009000 Error Degrees of Freedom = No of observations to calculate a mean = Least Significant Difference Test LSD value = 0.2599 at alpha = 0.010 _ Original Order Ranked Order Mean Mean Mean Mean = = = = 6.200 4.400 3.733 3.767 A B C C Mean Mean Mean Mean = = = = 6.200 4.400 3.767 3.733 A B C C Bảng Bảng ANOVA thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ enzyme thời gian thủy phân hàm lƣợng đƣờng tạo thành Factorial ANOVA for the factors: Replication (Var 1: NT) with values from to Factor A (Var 2: thời gian) with values from to Factor B (Var 3: nồng độ enzym cellulose) with values from to Variable 4: HLD Grand Mean = 39.700 Grand Sum = 1786.500 T A B L E O F Total Count = 45 M E A N S Total * * 34.887 523.300 * * 43.673 655.100 * * 40.540 608.100 * * 16.322 146.900 * * 32.022 288.200 * * 42.578 383.200 * * 49.767 447.900 * * 57.811 520.300 * 1 12.233 36.700 * 24.300 72.900 * 35.833 107.500 * 48.367 145.100 * 53.700 161.100 * 20.433 61.300 * 2 37.200 111.600 * 49.367 148.100 * 50.033 150.100 * 61.333 184.000 * 16.300 48.900 * 34.567 103.700 * 3 42.533 127.600 * 50.900 152.700 * 58.400 175.200 - A N A L Y S I S O F V A R I A N C E T A B L E K Degrees of Sum of Mean F Value Source Freedom Squares Square Value Prob Factor A 594.917 297.459 587.0897 0.0000 Factor B 9387.905 2346.976 4632.1915 0.0000 AB 158.338 19.792 39.0637 0.0000 -7 Error 30 15.200 0.507 Total 44 10156.360 Coefficient of Variation: 1.79% s_ for means group 2: y 0.1838 Number of Observations: 15 s_ for means group 4: y 0.2373 Number of Observations: s_ for means group 6: y 0.4110 Number of Observations: Bảng Bảng trắc nghiệm phân hạng yếu tố thời gian thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ enzyme thời gian thủy phân hàm lƣợng đƣờng tạo thành Error Mean Square = 0.5070 Error Degrees of Freedom = 30 No of observations to calculate a mean = Duncan's Multiple Range Test LSD value = 1.599 s_ = 0.4111 at alpha = 0.010 x _ Original Order Mean = 34.89 C Mean Ranked Order = 43.67 A Mean Mean = = 43.67 40.54 A Mean Mean B = = 40.54 34.89 B C Bảng Bảng trắc nghiệm phân hạng yếu tố hàm lƣợng enzyme cellulase thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ enzyme thời gian thủy phân hàm lƣợng đƣờng tạo thành Error Mean Square = 0.5070 Error Degrees of Freedom = 30 No of observations to calculate a mean = Duncan's Multiple Range Test LSD value = 1.599 s_ = 0.4111 at alpha = 0.010 x _ Original Order Mean Mean Mean Mean Mean = = = = = 16.32 32.02 42.58 49.77 57.81 E Ranked Order Mean Mean Mean Mean Mean D C B A = = = = = 57.81 49.77 42.58 32.02 16.32 A B C D E Bảng 10 Bảng trắc nghiệm phân hạng tƣơng tác giƣa thời gian hàm lƣợng enzyme cellulase thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ enzyme thời gian thủy phân hàm lƣợng đƣờng tạo thành Title : hàm lượng đường Case Range : 58 - 72 Variable : hàm lượng đường Function : Error Mean Square = 0.5070 Error Degrees of Freedom = 30 No of observations to calculate a mean = Duncan's Multiple Range Test LSD value = 1.599 s_ = 0.4111 at alpha = 0.010 x Original Order Mean Mean Mean Mean Mean Mean = = = = = = 12.23 24.30 35.83 48.37 53.70 20.43 Ranked Order L I GH E C J Mean Mean Mean Mean Mean Mean 10 15 14 = = = = = = 61.33 58.40 53.70 50.90 50.03 49.37 A B C D DE DE Mean Mean Mean Mean Mean Mean Mean Mean Mean 10 11 12 13 14 15 = = = = = = = = = 37.20 49.37 50.03 61.33 16.30 34.57 42.53 50.90 58.40 G DE DE A K H F D B Mean Mean Mean Mean Mean Mean Mean Mean Mean 13 12 11 = = = = = = = = = 48.37 42.53 37.20 35.83 34.57 24.30 20.43 16.30 12.23 E F G GH H I J K L Bảng 11 Bảng ANOVA yếu tố hàm lƣợng enzyme cellulase thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ nấm men thời gian lên men đến khối lƣợng cồn tạo thành sau lên men Factorial ANOVA for the factors: Replication (Var 1: NT) with values from to Factor A (Var 2: thời gian) with values from to Factor B (Var 3: hàm lượng nấm men) with values from to Variable 4: hàm lượng cồn Grand Mean = 204.611 Grand Sum = 7366.000 T A B L E O F Total Count = 36 M E A N S Total * * 184.750 2217.000 * * 207.917 2495.000 * * 221.167 2654.000 * * 153.444 1381.000 * * 192.778 1735.000 * * 222.222 2000.000 * * 250.000 2250.000 * 1 137.000 411.000 * 191.000 573.000 * 212.667 638.000 * 198.333 595.000 * 151.000 453.000 * 2 179.333 538.000 * 228.667 686.000 * 272.667 818.000 * 172.333 517.000 * 208.000 624.000 * 3 225.333 676.000 * 279.000 837.000 - A N A L Y S I S O F V A R I A N C E T A B L E K Degrees of Sum of Mean F Value Source Freedom Squares Square Value Prob Factor A 8153.722 4076.861 18.1508 0.0000 Factor B 46155.222 15385.074 68.4965 0.0000 AB 7492.944 1248.824 5.5599 0.0010 -7 Error 24 5390.667 224.611 Total 35 67192.556 Coefficient of Variation: 7.32% s_ for means group 2: y 4.3264 Number of Observations: 12 s_ for means group 4: y 4.9957 Number of Observations: s_ for means group 6: y 8.6528 Number of Observations: Bảng 12 Bảng trắc nghiệm phân hạng yếu tố thời gian thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ nấm men thời gian lên men đến khối lƣợng cồn tạo thành sau lên men Case Range : 62 - 64 Variable : hàm lượng cồn Function : RANGE Error Mean Square = 224.6 Error Degrees of Freedom = 24 No of observations to calculate a mean = Duncan's Multiple Range Test LSD value = 34.23 s_ = 8.653 at alpha = 0.010 x _ Original Order Ranked Order Mean Mean Mean = = = 184.8 207.9 221.2 B AB A Mean Mean Mean = = = 221.2 207.9 184.8 A AB B Bảng 13 Bảng trắc nghiệm phân hạng yếu tố hàm lƣợng enzyme cellulase thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ nấm men thời gian lên men đến khối lƣợng cồn tạo thành sau lên men Case Range : 67 - 70 Variable : hàm lượng cồn Function : RANGE Error Mean Square = 224.6 Error Degrees of Freedom = 24 No of observations to calculate a mean = Duncan's Multiple Range Test LSD value = 34.23 s_ = 8.653 at alpha = 0.010 x Original Order Mean Mean Mean Mean = = = = 153.4 192.8 222.2 250.0 C Ranked Order Mean Mean Mean Mean B AB A = = = = 250.0 222.2 192.8 153.4 A AB B C Bảng 14 Bảng trắc nghiệm phân hạng yếu tố thời gian hàm lƣợng enzyme cellulase thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ nấm men thời gian lên men đến khối lƣợng cồn tạo thành sau lên men Case Range : 73 - 84 Variable : hàm lượng cồn Function : RANGE Error Mean Square = 224.6 Error Degrees of Freedom = 24 No of observations to calculate a mean = Duncan's Multiple Range Test LSD value = 34.23 s_ = 8.653 at alpha = 0.010 x _ Original Order Mean Mean Mean Mean Mean Mean Mean Mean Mean Mean Mean Mean 10 11 12 = = = = = = = = = = = = 137.0 191.0 212.7 198.3 151.0 179.3 228.7 272.7 172.3 208.0 225.3 279.0 F BCD BC BCD EF CDE B A DEF BCD B A Ranked Order Mean Mean Mean Mean Mean Mean Mean Mean Mean Mean Mean Mean 12 11 10 = = = = = = = = = = = = 279.0 272.7 228.7 225.3 212.7 208.0 198.3 191.0 179.3 172.3 151.0 137.0 A A B B BC BCD BCD BCD CDE DEF EF F 0.6 y = 1.6061x + 0.0083 R² = 0.999 Nồng độ glucose mg/ml 0.5 0.4 500 400 0.3 300 0.2 200 0.1 100 000 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 OD Hình Đƣờng chuẩn glucose phân tích hàm lƣợng đƣờng tạo thành bƣớc thủy phân ... thành chuỗi cellulose Nhiều chuỗi cellulose liên kết thành micelle cellulose Nhiều micelle cellulose liên kết thành bó, vơ số bó micelle với lignin tạo thành vách tế bào Vách tế bào chia làm phần... lớp micelle cellulose xếp có trật tự đƣợc chia thành lớp: lớp ngoài, nằm sát vách sơ sinh, lớp mỏng gồm micelle cellulose xếp vng góc với trục nghiêng góc 70-90o Lớp lớp dày nhất, micelle lớp xếp... Lớp , nằm sát ruột tế bào, lớp mỏng, với độ dày 0,1 μm, micelle cellulose xếp giống nhƣ lớp Cấu trúc vách tế bào, đặc biệt xắp xếp micelle cellulose vách thứ sinh có ảnh hƣởng định sở lý thuyết