BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TẠO ETHANOL SINH HỌC TỪ RƠM RẠ VÀ BÃ MÍA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠNG NGHỆ SINH HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TẠO ETHANOL SINH HỌC TỪ RƠM RẠ VÀ BÃ MÍA Ngành học : CƠNG NGHỆ SINH HỌC Sinh viên thực : PHAN QUỐC ĐĨNH Niên khóa : 2007 - 2011 Tháng 07/2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠNG NGHỆ SINH HỌC KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TẠO ETHANOL SINH HỌC TỪ RƠM RẠ VÀ BÃ MÍA Hướng dẫn khoa học Sinh viên thực TS BÙI MINH TRÍ PHAN QUỐC ĐĨNH Tháng 07/2011 LỜI CẢM ƠN   Xin chân thành cảm ơn: Ba Mẹ người sinh ra, nuôi dưỡng nên người tất người thân u gia đình ln ln bên cạnh động viên tạo điều kiện cho ăn học ngày hôm Ban giám hiệu Trường Đại học Nơng Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, ban chủ nhiệm Bộ môn Công nghệ Sinh học tất q Thầy Cơ ngồi trường truyền đạt kiến thức cho suốt trình học trường Sự hỗ trợ kinh phí sở vật chất để thực nghiên cứu thông qua đề tài sinh viên nghiên cứu khoa học dự án hợp tác Việt Nam - Thụy Điển Công nghệ Sinh học (VS - BT04) TS Bùi Minh Trí tận tình giúp đỡ, dìu dắt, động viên hướng dẫn suốt thời gian thực đề tài tốt nghiệp ThS Trương Phước Thiên Hồng ThS Võ Thị Thúy Huệ tận tình giúp đỡ dành cho hỗ trợ cần thiết cung cấp nhiều kiến thức vô quý báu thực đề tài Các Anh Chị Bộ môn Công nghệ Sinh học Thực Vật bên cạnh lúc khó khăn Cùng tồn thể lớp DH07SH hỗ trợ, giúp đỡ động viên suốt thời gian học tập thời gian làm đề tài tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2011 Phan Quốc Đĩnh i   TĨM TẮT   Tình hình sử dụng nguồn nguyên liệu hóa thạch đến ngõ cụt, mà trữ lượng ngày giảm cạn kiệt vài chục năm tới, việc tái tạo phải chờ khoảng thời gian dài Nguồn sinh khối lignocellulose (rơm rạ, bã mía) vơ tiềm năng, phong phú Việt Nam Với hướng nghiên cứu mới, sử dụng nguồn lignocellulose tạo ethanol phục vụ nhu cầu người sử dụng làm nhiên liệu phương tiện giao thơng, nhà máy xí nghiệp mà khơng ảnh hưởng tới nguồn lương thực - thực phẩm đảm bảo an ninh lượng quốc gia Tất điều thúc đẩy việc nghiên cứu xác định điều kiện thích hợp việc chuyển hóa rơm rạ, bã mía thành ethanol sinh học Q trình nghiên cứu gồm nội dung sau: khảo sát so sánh tác động hai hóa chất NH4OH nồng độ 2, 5, 10, 15, 20% NaHCO3 1, 5, 10% để xác định nồng độ thích hợp cho việc tiền xử lý; khảo sát lượng enzyme cellulase 30, 70, 140 mg/g thời gian 6, 24, 48, 72 tối ưu cho việc tạo đường; khảo sát liều lượng nấm men 1, 2, ml/g thời gian 3, ngày thích hợp cho việc tạo ethanol; xác định so sánh hàm lượng đường, ethanol tạo thành từ hai nguồn chất rơm rạ bã mía Kết bước đầu xác định được: tiền xử lý đạt hiệu suất thu hồi cellulose cao nồng độ NH4OH 5% NaHCO3 10% Thủy phân tối ưu ở: enzyme cellulase 30 - 70 mg/g, nhiệt độ 50oC, 24 - 48 giờ, với rơm rạ: NH4OH 5%, đường thu 19,56 (g/l), hiệu suất 54,19%, với NaHCO3 10%, đường tạo thành 17,75 (g/l) hiệu suất 49,18% Đối với bã mía: NH4OH 10%, đường thu 19,57 (g/l), hiệu suất 58,91%, với NaHCO3 10%, đường tạo thành 18,66 (g/l) hiệu suất 56,16% Lên men hiệu nhiệt độ 30oC, lượng nấm men ml/g ngày, hiệu suất đạt được: rơm rạ 47,7%, bã mía 47,17% ii   SUMMARY   Thesis title “Preliminary solution research to make bioethanol from rice straw and bagasse” The using of fossil fuel sources were going to a dead end when these reduced of reserves and will be exhausted in the next few decades, reconstruction must waited in a long time Lignocellulose biomass resources (rice straw, bagasse) were potential,  abundant in Vietnam In new research, using sources of lignocellulose to produced ethanol and supplied for consumer and fuel in the transport, factories without affecting the food supply - and assure nation energy of security All of which prompted the study and determined the most appropriate conditions for transformation of rice straw, bagasse into bioethanol The process of research include: the concentrations surveyed of NH4OH 2, 5, 10, 15, 20% and NaHCO3 1, 5, 10% suitable for pretreatment; surveyed of enzyme cellulases 30, 70, 140 mg/g and time 6, 24, 48, 72 hours the optimal for creating sugar; surveyed of yeast 1, 2, ml/g and time 3, days suitable for creating ethanol; identified and compared sugar, ethanol made from both of biomass sources were rice straw and bagasse Initial results have identified: effective pretreatment of high cellulose at NH4OH 5% and NaHCO3 10% Optimal hydrolysis: enzyme cellulases 30 - 70 mg/g, temperature 50oC, 24 to 48 hours, rice straw: NH4OH 5%, sugar obtained 19.56 (g/l), efficiency 54.19%; for NaHCO3 10%, sugar obtained 17.75 (g/l) and efficiency 49.18% Bagasse: NH4OH 10%, sugar obtained 19.57 (g/l), efficiency 58.91%; for NaHCO3 10%, sugar obtained 18.66 (g/l) and efficiency 56.16% Optimal fermentation at temperature 30oC, ml/g of yeast in three days, efficiency: rice straw 47.7% and bagasse 47.17% Keywords: Biofuels, bioethanol, lignocellulose biomass, rice straw, bagasse iii   MỤC LỤC   LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii SUMMARY iii MỤC LỤC iv DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii DANH SÁCH CÁC BẢNG ix DANH SÁCH CÁC HÌNH x Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Yêu cầu .2 1.3 Nội dung thực Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Nguồn phế thải nông nghiệp Việt Nam 2.1.1 Phế thải nông nghiệp .3 2.1.2 Hiện trạng tình hình sử dụng phế thải nơng nghiệp Việt Nam 2.2 Cấu trúc thành phần nguồn sinh khối 2.2.1 Polysaccharide .5 2.2.1.1 Cellulose 2.2.1.2 Hemicellulose 2.2.1.3 Hợp chất pectic 2.2.2 Protein 2.2.3 Hợp chất phenolic 2.2.3.1 Lignin 2.2.3.2 Tanin 10 2.2.3.3 Hợp chất phenolic 11 2.2.4 Chất khoáng 11 2.3 Nhiên liệu sinh học 11 2.3.1 Khái niệm 11 2.3.2 Lịch sử 11 iv   2.3.3 Phân loại 12 2.3.3.1 Dựa vào chất sản phẩm 12 2.3.3.2 Dựa vào nguồn gốc nguyên liệu 12 2.3.4 Công dụng 13 2.4 Tình hình sử dụng nghiên cứu 13 2.4.1 Chính sách phát triển nhiên liệu sinh học Việt Nam 13 2.4.2 Tình hình sử dụng giới 14 2.5 Ethanol sinh học .15 2.5.1 Giới thiệu chung ethanol .15 2.5.2 Xăng sinh học 16 2.5.3 Ưu nhược điểm xăng sinh học 17 2.5.3.1 Ưu điểm 17 2.5.3.2 Nhược điểm 17 2.5.4 Tình hình phát triển ethanol sinh học 17 2.5.4.1 Trên giới 17 2.5.4.2 Tại Việt Nam 19 2.6 Quy trình sản xuất ethanol từ lignocellulose 20 2.6.1 Quy trình sản xuất .20 2.6.2 Tiền xử lý 21 2.6.2.1 Tiền xử lý phương pháp vật lý 21 2.6.2.2 Tiền xử lý phương pháp hóa học 21 2.6.3 Quá trình thủy phân .22 2.6.3.1 Cơ chế trình thủy phân 22 2.6.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy phân 22 2.6.4 Lên men dịch đường 23 2.6.4.1 Cơ sở lý thuyết 23 2.6.4.2 Cơ chế trình lên men 24 2.6.5 Chưng cất thu nhận ethanol 24 Chương VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 3.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu 25 3.2 Vật liệu nghiên cứu .25 v   3.2.1 Thu thập mẫu .25 3.2.2 Thiết bị hóa chất sử dụng 25 3.2.2.1 Dụng cụ thiết bị 25 3.2.2.2 Hóa chất sử dụng 26 3.3 Phương pháp nghiên cứu 26 3.3.1 Tiền xử lý nguyên liệu 26 3.3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng NH4OH đến cellulose lignin trước sau tiền xử lý 26 3.3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng NH4OH NaHCO3 đến cellulose trước sauTXL 29 3.3.2 Thủy phân tạo đường 30 3.3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến đường ethanol tạo thành 30 3.3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng enzyme cellulase đến đường ethanol tạo thành 31 3.3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất đến đường ethanol tạo thành 31 3.3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến đường ethanol tạo thành 32 3.3.3 Lên men tạo ethanol 33 3.3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng chất đến hàm lượng ethanol tạo thành 33 3.3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng lượng nấm men đến hàm lượng ethanol tạo thành 33 3.3.4 Chưng cất thu nhận ethanol 34 3.3.4.1 Mục đích 34 3.3.4.2 Cách thức thực 34 3.3.4.3 Chỉ tiêu theo dõi 34 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 4.1 Tiền xử lý nguyên liệu 35 4.1.1 Ảnh hưởng NH4OH đến cellulose lignin trước sau TXL rơm rạ 35 4.1.2 Ảnh hưởng NH4OH đến cellulose lignin trước sau TXL bã mía 35 4.1.3 Ảnh hưởng NH4OH NaHCO3 đến cellulose trước sau TXL rơm rạ 36 4.1.4 Ảnh hưởng NH4OH NaHCO3 đến cellulose trước sau TXL bã mía 37 4.2 Thủy phân tạo đường 37 4.2.1 Ảnh hưởng thời gian đến đường ethanol tạo thành rơm rạ 37 4.2.2 Ảnh hưởng thời gian đến đường ethanol tạo thành bã mía 39 4.2.3 Ảnh hưởng enzyme cellulase đến đường ethanol tạo thành rơm rạ 40 4.2.4 Ảnh hưởng enzyme cellulase đến đường ethanol tạo thành bã mía .41 vi   4.2.5 Ảnh hưởng nồng độ chất đến đường ethanol tạo thành rơm rạ .42 4.2.6 Ảnh hưởng nồng độ chất đến đường ethanol tạo thành bã mía .43 4.2.7 Ảnh hưởng nhiệt độ đến đường ethanol tạo thành rơm rạ 44 4.2.8 Ảnh hưởng nhiệt độ đến đường ethanol tạo thành bã mía 45 4.3 Lên men tạo ethanol .46 4.3.1 Ảnh hưởng chất đến hàm lượng ethanol tạo thành rơm rạ 46 4.3.2 Ảnh hưởng chất đến hàm lượng ethanol tạo thành bã mía 47 4.3.3 Ảnh hưởng lượng nấm men đến hàm lượng ethanol tạo thành rơm rạ 48 4.3.4 Ảnh hưởng lượng nấm men đến hàm lượng ethanol tạo thành bã mía .49 4.4 Chưng cất thu nhận ethanol 50 Chương KẾT KUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 51 5.1 Kết luận 51 5.2 Đề nghị 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 PHỤ LỤC                                   vii   DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT B100 : 100% diesel sinh học B2 : 2% diesel sinh học 98% dầu B5 : 5% diesel sinh học 95% dầu BE (bioethanol) : Ethanol sinh học Biofuel (NLSH): Nhiên liệu sinh học Ctv : Cộng tác viên DE (biodiesel) : Diesel sinh học E10 : 10% ethanol sinh học 90% xăng E100 : 100% ethanol sinh học E5 : 5% ethanol sinh học 95% xăng E85 : 85% ethanol sinh học 15% xăng EU : European Union - liên minh châu Âu HFCs : Hydrofluorocarbons LM : Lignocellulose material MG : Million gallons ML : Million litres MW : Molecular weight NEC : Ủy ban ethanol nhiên liệu quốc gia PAH : Polycyclic Aromatic Hydrocarbon PCDDs : PolyChlorinated dibenzo-p-dioxin PCDFs : Dibenzofuran clo hóa PCI : Nhiệt trị PFCs : Perfluorocarbons SAA : Soaking in aqueous ammonia TOE : Per tons of oil equivalent TXL : Tiền xử lý viii   4.3.3 Ảnh hưởng lượng nấm men đến hàm lượng ethanol tạo thành qua khoảng thời gian khác rơm rạ Bảng 4.11 Ảnh hưởng nấm men thời gian tới hàm lượng ethanol Thời gian Nấm men Hàm lượng ethanol (ngày) (ml/g) (g/l) 8,60 8,00 7,50 8,20 7,90 7,40 Từ bảng 4.11, với tỉ lệ nấm men khác (1 ml có 108 tế bào nấm men) hàm lượng cao lượng ethanol đường thu thấp; nguyên nhân liều dùng cao xảy tượng ức chế nên nồng độ ethanol thu giảm Ngoài ra, sau ngày lên men hàm lượng ethanol phải tăng sau ngày lại giảm từ 8,6 xuống 8,2 so với trình thủy phân giảm từ 9,5 xuống 8,6 Như vậy, trình lên men chưa hiệu quả, thí nghiệm lên men đạt hiệu suất cao ml nấm men sau ngày 48   4.3.4 Ảnh hưởng lượng nấm men đến hàm lượng ethanol tạo thành qua khoảng thời gian khác bã mía Bảng 4.12 Ảnh hưởng nấm men thời gian tới hàm lượng ethanol     Thời gian Nấm men Hàm lượng ethanol (ngày) (ml/g) (g/l) 8,70 8,00 7,50 8,70 7,90 7,50           Kết bã mía giống rơm rạ, hàm lượng ethanol thu giảm theo thời gian nồng độ nấm men (ethanol giảm từ 9,5 xuống 8,7 sau ngày lên men không tăng) Như vậy, bã mía lên men đạt hiệu suất cao nồng độ nấm men ml ngày Thực lên men sau ngày, kết thu sau: Đối với rơm rạ: chất tiền xử lý với NH4OH 2%, nấm men ml/g, nhiệt độ 30oC, thời gian ngày, ethanol tạo thành 8,8 (g/l) hiệu suất tạo ethanol 47,7% Bã mía: chất tiền xử lý với NH4OH 2%, nấm men ml/g, nhiệt độ 30oC, thời gian ngày, ethanol tạo thành 8,7 (g/l) hiệu suất tạo ethanol 47,16% Trong thí nghiệm này, hiệu suất trình lên men chưa cao; hướng nghiên cứu nên ý vào việc tìm chủng nấm men cho hiệu suất lên men cao, đồng thời cần tận dụng nguồn sinh khối khác (cỏ vơi, thân cùi bắp, khoai mì, …) có hàm lượng cellulose cao để phục vụ việc sản xuất ethanol sinh học mà không ảnh hưởng đến nguồn lương thực - thực phẩm 49   4.4 Chưng cất thu nhận ethanol Sau trình lên men, hỗn hợp ethanol thu đem chưng cất nhiều lần để nâng cao nồng độ ethanol Kết thu sau: kg chất thu 500 ml ethanol 18% (v/v) Nồng độ ethanol cuối thu chưa cao, để nâng cao nồng độ sản phẩm ethanol làm ứng dụng việc sản xuất xăng sinh học, cần dùng tháp chưng cất chưng cất phân đoạn để nâng cao hiệu suất thu hồi Hình 4.3 Ethanol từ rơm rạ 50   Hình 4.4 Ethanol từ bã mía Chương KẾT KUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ   5.1 Kết luận Qua nhiều thí nghiệm bố trí khảo sát ảnh hưởng yếu tố đến trình tiền xử lý, thủy phân, lên men cho thấy: hầu hết chúng có kiểu tác động lên hai chất rơm rạ bã mía Qua đó, xác định điều kiện tối ưu việc chuyển hóa rơm rạ, bã mía thành ethanol sinh học: ¾ Tiền xử lý đạt hiệu suất thu hồi cellulose cao nồng độ NH4OH 5%, NaHCO3 10% ¾ Thủy phân tạo đường đạt hiệu tối ưu • Đối với rơm rạ: chất tiền xử lý với NH4OH 5%, enzyme cellulase 30 mg/g, nhiệt độ 50oC, thời gian 48 giờ, đường tạo thành 19,56 (g/l), hiệu suất tạo đường 54,19%; với NaHCO3 10%, 24 giờ, 50oC, 70 mg/g, đường 17,75 (g/l) hiệu suất tạo đường 49,18% • Đối với bã mía: chất tiền xử lý với NH4OH 10%, enzyme cellulase 30 mg/g, thời gian 48 giờ, nhiệt độ 50oC, đường tạo thành 19,57 (g/l), hiệu suất tạo đường 58,91%; với NaHCO3 10%, 48 giờ, 50oC, 70 mg/g, đường 18,66 (g/l) hiệu suất tạo đường 56,16% ¾ Lên men hiệu 30oC, lượng nấm men ml/g (108 tế bào) ngày 5.2 Đề nghị Thông qua kết việc sản xuất ethanol sinh học từ nguồn lignocellulose (rơm rạ bã mía), có số đề nghị sau: ¾ Xác định thêm thành phần hóa học khác rơm rạ, bã mía hemicellulose ¾ Khảo sát, tìm hiểu thêm axit hay bazơ yếu, quy trình xử lý khác việc tiền xử lý đạt hiệu suất thu hồi cellulose cao, quy trình phân tích tiêu lignin trước sau tiền xử lý để có kết luận xác ¾ Hiệu suất q trình thủy phân lên men thấp, cần tiến hành phân lập nhiều chủng nấm có hoạt tính cao, đặc hiệu nguồn chất lignocellulose để đạt hiệu suất thu hồi cao ¾ Nghiên cứu nâng cao nồng độ ethanol để ứng dụng vào quy trình sản xuất xăng sinh học 51   TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Nguyễn Thị Thanh Kiều 2010 Bài giảng Ứng dụng vi sinh vật bảo quản chế biến thực phẩm, trang 30 - 31 Trần Diệu Lý 2008 Nghiên cứu sản xuất ethanol nhiên liệu từ rơm rạ Luận văn tốt nghiệp Đại học khoa kỹ thuật hóa học, Đại học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Lê Thanh Mai, Nguyễn Thị Hiền, Phạm Thu Thủy, Nguyễn Thanh Hằng Lê Thị Lan Chi 2009 Các phương pháp phân tích ngành cơng nghệ lên men Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Trần Thị Lệ Minh 2009 Bài giảng Sinh hóa, trang 49 - 71 Nguyễn Thị Hằng Nga 2009 Nghiên cứu khả sản xuất ethanol sinh học từ phụ phẩm nông nghiệp Luận văn Thạc sĩ Môi trường, Đại học Khoa học Tự nhiên Tp Hồ Chí Minh Đinh Thị Ngọ Nguyễn Khánh Diệu Hồng 2008 Nhiên liệu trình xử lí hóa dầu Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Thy Thu Tâm 2010 Khảo sát khả lên men ethanol từ hạt nhãn Khóa luận tốt nghiệp Kỹ sư Bảo quản chế biến nông sản thực phẩm, Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh Hồ Sĩ Tráng 2006 Cơ sở hoá học gỗ cellulose Nhà xuất Khoa học Kỹ Thuật TÀI LIỆU TIẾNG ANH Anne Belinda Bjerre and Anette Skammelsen Schmidt 1997 Development of chemical and biological processes for production of bioethanol: optimization of the wet oxidation process and characterization of products pp: - 14 10 Annie Dufey 2006 Biofuels production trade and sustainable development:emerging issues Environmental Economics Programme/Sustainable Markets Group pp: 14 - 15 11 Ayhan Demirbas 2005 Bioethanol from cellulosic materials: a remewable motor fuel from biomass Energy sources, 27:327-337 12 C.N Ibeto, A.U Ofoeful and K.E Agbo 2011 A global overview of biomass potentials for bioethanol production: A renewable alternative fuel Trends in applied sciences research (5): 410 - 425 13 Deepak Radhakrishin Keshwani 2009 Microware pretreatment of Switchgrass for Bioethanol production Biological and Agricultural Engineering North Carolina pp: 11 - 18 14 Geoffrey M Horn 2010 Biofuels (Energy Today) Chelsea Clubhouse pp: - 29 15 Hetti Palonen 2004 Role of lignin in the enzymatic hydrolysis of lignocellulose VTT Biotechnology Espoo, Finland pp: 11 - 39 16 Ishtiaq Ahmed, Muhammad Anjum Zia and Hafiz Muhammad Nasir Iqbal 2010 Bioprocessing of Proximally Analyzed Wheat Straw for Enhanced Cellulase 52   Production through Process Optimization with Trichoderma viride under SSF International Journal of Biological and Life Sciences 6:3 17 Mojtaba Zahedifar 1996 Novel ues of ligin and hemicellulosic sugars from acid hydrolysed ligincellulosic materials for bioethanol production India pp: - 30 18 N Abdullah, N Ejaz, M Abdullah, Alim-un-nisa and S Firdous 2006 Lignocellulosic degradation in solid state fermentation of sugar cane bagasse by Termitomyces sp Micologia aplicada international, 18(2) pp: 15 - 19 19 Parveen Kumar, Diane M Barrett, Michael J Delwiche, and Pieter Stroeve 2009 Methods for Pretreatment of Lignocellulosic Biomass for Efficient Hydrolysis and Biofuel Production American Chemical Society 20 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 pp: 96 - 120 TÀI LIỆU TRÊN INTERNET 21 Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025 20/11/2007 http://vanban.moit.gov.vn/chienluoc/index.asp?tieuchi=3&ma=5 22 Đinh Xuân Bá Nguồn phát triển nhiên liệu sinh học 03/01/2008 http://www.secoin.vn/PortletBlank.aspx/3D2C3B098A0545E9AB7A8049C2D29ADA/Vie w/Biodiesel-Bioethanol/PHAT_TRIEN_NHIEN_LIEU_SINH_HOC/?print=813071520 23 Introduction lignocelluloses biomass materials http://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd-2998-114756/unrestricted/e-body1.pdf 24 Kim Thanh Phát triển lượng tái tạo - Đa phần nghiên cứu, khảo sát 04/04/2011 http://greenbiz.vn/tin-tuc/581/Phat-trien-nang-luong-tai-tao-Da-phanla-nghien-cuu-khao-sat.html 25 Nguyễn Dược Rơm rạ môi trường 07/05/2010 http://www.tin247.com/rom%2C_ra_va_moi_truong-12-21587555.html 26 Nguyễn Thái Bảo Sản xuất xăng sinh học E5: hàng vạn nông dân hưởng lợi http://beta.dantri.com.vn/c76/s83-416314/san-xuat-xang-sinh-hoc-e5-hang-vannong-dan-duoc-huong-loi.htm 27 Nguyễn Văn Chín Nghiên cứu tổng quan khả sản xuất sử dụng ethanol làm nhiên liệu động http://kilobooks.com/threads/55451-Nghi%C3%AAnc%E1%BB%A9u-t%E1%BB%95ng-quan-kh%E1%BA%A3-n%C4%83ngs%E1%BA%A3n-xu%E1%BA%A5t-v%C3%A0-s%E1%BB%ADd%E1%BB%A5ng-ethanol-l%C3%A0m-nhi%C3%AAn-li%E1%BB%87u-cho%C4%91%E1%BB%99ng-c%C6%A1?s=982b69be2e32ee210b27561aa1c13985 28 Thân Hoàng Nguy thiếu hụt lượng 23/12/2010 http://www.onetech.vn/tin-tuc/xa-hoi/nguy-co-thieu-hut-nang-luong-4765e.htm 29 Trần Đăng Hồng Xăng sinh học 04/04/2008 http://ttntt.free.fr/archive/Trandanghong.html 30 Trung Quốc phát triển nhiên liệu sinh học 22/07/2006 http://www.sinhhocvietnam.com/vn/modules.php?name=News&file=article&sid=961 53   PHỤ LỤC Phụ lục Phương pháp đếm nấm men Để đánh giá chất lượng canh trường nấm men, cần đếm số tế bào 1ml Trong 1ml canh trường nấm men phát triển bình thường có 107 - 109 tế bào Đếm trực tiếp buồng đếm hồng cầu a) Tiến hành Đặt kính lên khu vực buồng đếm Lắc dịch tế bào nấm men dùng pipet để lấy giọt cho vào khe mép buồng đếm, tránh tạo bọt khí Dịch huyền phù vào buồng đếm nhờ chế mao dẫn Đặt buồng đếm vào bàn kính hiển vi để yên vài phút Chỉnh kính hiển vi với vật kính 40X, tìm đếm khu vực buồng đếm Chỉnh thị trường cho thị trường chứa trọn lớn (4 × = 16 ô nhỏ) Đếm số tế bào vng lớn b) Cách tính Số lượng tế bào ml mẫu nghiên cứu tính cơng thức: N = [(a/b) × 400/0,1] × 103 × 10n Trong đó: N: số lượng tế bào ml mẫu nghiên cứu a: số tế bào ô vuông lớn b: số ô vuông nhỏ ô vuông lớn 400: tổng số ô vuông nhỏ ô trung tâm 0,1: thể tích dịch tế bào chứa ô trung tâm 103: số chuyển mm3 thành ml 10n: độ pha loãng mẫu Phụ lục Cách sử dụng khúc xạ kế Hiệu Chuẩn Nhỏ giọt nước cất (nước cất lần) lên bề mặt lăng kính Thực quan sát giống đo mẫu thông thường   Nếu vạch phân cách vùng xanh trắng khơng nằm vị trí 0,000, dùng tua vít xoay vít hiệu chuẩn cho vạch phân cách vị trí 0,000 Thao tác đo Nhỏ - giọt dung dịch cần đo lên lăng kính Đậy chắn lên Khi đậy phải cho nước phủ lăng kính Đưa lên mắt ngắm Đọc số thang đo Chỉnh tiêu cự cho số thấy rõ Cuối lau khơ giấy thấm mềm Phụ lục Tính hiệu suất trình thủy phân lên men Khối lượng bã sử dụng mmẫu (g) Độ ẩm a% Phần trăm cellulose bã b% Khối lượng cellulose có bã mcellulose (g) Thể tích dung dịch V (ml) Nồng độ đường dung dịch Cđường (g/l) Khối lượng mol cellulose 162 × n (g) Khối lượng mol đường 180 × n (g) Khối lượng cellulose bị thủy phân mcellulose (g) Nồng độ ethanol dung dịch Cethanol (g/l) Khối lượng cellulose bị lên men mcellulose (g) Hiệu suất q trình thủy phân Khối lượng cellulose có bã ban đầu m = mmẫu × (100 - a) × b cellulose Khối lượng cellulose bị thủy phân mcellulose = Cgluccose × V × Mcellulose 1000 × Mđường Hiệu suất phản ứng thủy phân mcellulose H = × 100% mcellulose   (g) 10.000 (g) Hiệu suất trình lên men Khối lượng cellulose bị lên men mcellulose = Cethanol × V × Mcellulose 1000 × × Methanol Hiệu suất trình lên men H = mcellulose × 100% mcellulose Phụ lục Bảng phân tích số liệu chương trình Microsoft Office Excel 2003 Statgraphics Plus 5.1 Kết thu khơng có khác biệt rơm rạ bã mía, nên phụ lục chủ yếu trình bày kết phân tích từ chất rơm rạ 4.1 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ NH4OH NaHCO3 đến tiêu cellulose trước sau tiền xử lý 4.1.1 Ảnh hưởng nồng độ NH4OH Anova: Single Factor SUMMARY Groups Column Count Sum 52 Average 8,666667 Variance 60,66667 Column 313,5 52,25 70,975 SS 5698,521 658,2083 6356,729 df 10 11 MS 5698,521 65,82083 F 86,57625 ANOVA Source of Variation Between Groups Within Groups Total P-value 3,06E-06 F crit 4,964603 4.1.2 Ảnh hưởng nồng độ NaHCO3 Anova: Single Factor SUMMARY Groups Count Sum Average Variance Column 16 20,66667 Column 169,5 42,375 22,0625 Source of Variation SS df MS F P-value F crit Between Groups 2945,281 2945,281 137,8581 2,3E-05 5,987378 ANOVA   Within Groups 128,1875 Total 3073,469 21,36458 4.2 Thủy phân tạo đường 4.2.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến hàm lượng đường ethanol thu với mức enzyme cellulase khác 4.2.1.1 Hàm lượng đường tạo thành Analysis of Variance for Đường - Type III Sums of Squares -Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -MAIN EFFECTS A: E.cellulase 46,6405 15,5468 110,14 0,0000 B: Thoigian 1,53929 0,513097 3,63 0,0239 C: Lap lai 0,891217 0,445608 3,16 0,0570 INTERACTIONS AB 1,01814 0,113127 0,80 0,6180 RESIDUAL 4,23465 30 0,141155 -TOTAL (CORRECTED) 54,3238 47 -All F-ratios are based on the residual mean square error 4.2.1.2 Hàm lượng ethanol tạo thành Analysis of Variance for Ethanol - Type III Sums of Squares -Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -MAIN EFFECTS A: E.cellulase 11,7475 3,91583 72,83 0,0000 B: Thoigian 0,814167 0,271389 5,05 0,0060 C: Lap lai 0,320417 0,160208 2,98 0,0660 INTERACTIONS AB 0,404167 0,0449074 0,84 RESIDUAL 1,61292 30 0,0537639 -TOTAL (CORRECTED) 14,8992 47 -All F-ratios are based on the residual mean square error   0,5899 Sự khác biệt nghiệm thức nhân tố thời gian enzyme cellulose có ý nghĩa, tương tác nhân tố khơng có ý nghĩa nên khơng cần trắc nghiệm phân hạng 4.2.2 Khảo sát ảnh hưởng enzyme cellulase đến hàm lượng đường ethanol thu với nồng độ chất Analysis of Variance for Đường - Type III Sums of Squares -Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -MAIN EFFECTS A: Co chat 0,891217 0,445608 6,47 0,0043 B: E.cellulase 46,6405 15,5468 225,67 0,0000 C: Lap lai 1,53929 0,513097 7,45 0,0006 INTERACTIONS AB 2,97938 0,496564 7,21 0,0001 RESIDUAL 2,27341 33 0,0688912 -TOTAL (CORRECTED) 54,3238 47 -All F-ratios are based on the residual mean square error Multiple Range Tests for Đường by Co chat -Method: 95,0 percent Duncan Thoigian Count LS Mean Homogeneous Groups -3 16 19,3763 X 16 19,54 XX 16 19,71 X -Contrast Difference -1-2 0,17 1-3 *0,33375 2-3 0,16375 -* denotes a statistically significant difference Multiple Range Tests for Đường by E.cellulase -Method: 95,0 percent Duncan E.cellulase Count LS Mean Homogeneous Groups -1 12 18,0 X 12 19,4567 X 12 20,0583 X 12 20,6533 X -  Contrast Difference -1-2 *-1,45667 1-3 *-2,05833 1-4 *-2,65333 2-3 *-0,601667 2-4 *-1,19667 3-4 *-0,595 * denotes a statistically significant difference 4.2.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất đến hàm lượng đường ethanol thu với khoảng thời gian khác Analysis of Variance for Đường - Type III Sums of Squares -Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -MAIN EFFECTS A: Co chat 2,20104 0,73368 7,27 0,0008 B: Thoigian 2,48382 0,827941 8,21 0,0004 C: Lap lai 0,632904 0,316452 3,14 0,0579 INTERACTIONS AB 0,566819 0,0629799 0,62 0,7670 RESIDUAL 3,02656 30 0,100885 -TOTAL (CORRECTED) 8,91115 47 -All F-ratios are based on the residual mean square error Analysis of Variance for Ethanol - Type III Sums of Squares -Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio -MAIN EFFECTS A: Co chat 1,46167 0,487222 8,66 B: Thoigian 1,515 0,505 8,97 C: Lap lai 0,25125 0,125625 2,23 INTERACTIONS AB 0,293333 0,0325926 0,58 P-Value 0,0003 0,0002 0,1249 0,8035 RESIDUAL 1,68875 30 0,0562917 -TOTAL (CORRECTED) 5,21 47 -All F-ratios are based on the residual mean square error 4.2.4 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng đường ethanol thu với khoảng thời gian khác   Analysis of Variance for Đường - Type III Sums of Squares -Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -MAIN EFFECTS A: Nhiet 0,745572 0,372786 22,21 0,0000 B: Thoigian 0,655808 0,218603 13,02 0,0000 C: Lap lai 0,101089 0,0505444 3,01 0,0698 INTERACTIONS AB 0,318783 0,0531306 3,17 RESIDUAL 0,369244 22 0,0167838 -TOTAL (CORRECTED) 2,1905 35 -All F-ratios are based on the residual mean square error Multiple Range Tests for Đường by Nhiet -Method: 95,0 percent Duncan Nhiet Count LS Mean Homogeneous Groups -1 12 17,3083 X 12 17,4867 X 12 17,6608 X -Contrast Difference -1-2 *-0,178333 1-3 *-0,3525 2-3 *-0,174167 -* denotes a statistically significant difference Multiple Range Tests for Đường by Thoigian -Method: 95,0 percent Duncan Thoigian Count LS Mean Homogeneous Groups -1 17,2844 X 17,4756 X 17,5189 X 17,6622 X -Contrast Difference -1-2 *-0,191111 1-3 *-0,234444 1-4 *-0,377778 2-3 -0,0433333 2-4 *-0,186667 3-4 *-0,143333 -* denotes a statistically significant difference   0,0216 4.3 Lên men tạo ethanol 4.3.1 Khảo sát ảnh hưởng chất đến hàm lượng ethanol tạo thành qua khoảng thời gian khác Analysis of Variance for Ethanol - Type III Sums of Squares -Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -MAIN EFFECTS A: Co chat 0,315 0,105 3,20 0,0561 B: Thoigian 0,06 0,06 1,83 0,1976 C: Lap lai 0,600833 0,300417 9,16 0,0029 INTERACTIONS AB 0,00333333 0,00111111 0,03 0,9913 RESIDUAL 0,459167 14 0,0327976 -TOTAL (CORRECTED) 1,43833 23 -All F-ratios are based on the residual mean square error 4.3.2 Khảo sát ảnh hưởng lượng nấm men đến hàm lượng ethanol tạo thành qua khoảng thời gian khác Analysis of Variance for Ethanol - Type III Sums of Squares -Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -MAIN EFFECTS A: Nam men 2,44 1,22 152,50 0,0000 B: Thoigian 0,160556 0,160556 20,07 0,0012 C: Lap lai 0,0933333 0,0466667 5,83 0,0209 INTERACTIONS AB 0,0711111 0,0355556 4,44 RESIDUAL 0,08 10 0,008 -TOTAL (CORRECTED) 2,845 17 -All F-ratios are based on the residual mean square error Multiple Range Tests for Ethanol by Nam men -Method: 95,0 percent Duncan Nam men Count LS Mean Homogeneous Groups -3 7,48333 X 7,98333 X 8,38333 X -Contrast Difference   0,0416 -1-2 *0,4 1-3 *0,9 2-3 *0,5 -* denotes a statistically significant difference Multiple Range Tests for Ethanol by Thoigian -Method: 95,0 percent Duncan Thoigian Count LS Mean Homogeneous Groups -2 7,85556 X 8,04444 X -Contrast Difference -1-2 *0,188889 -* denotes a statistically significant difference   ... PHÁP TẠO ETHANOL SINH HỌC TỪ RƠM RẠ VÀ BÃ MÍA Hướng dẫn khoa học Sinh viên thực TS BÙI MINH TRÍ PHAN QUỐC ĐĨNH Tháng 07/2011 LỜI CẢM ƠN   Xin chân thành cảm ơn: Ba Mẹ người sinh ra, nuôi dưỡng... gian học tập thời gian làm đề tài tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2011 Phan Quốc Đĩnh i   TÓM TẮT   Tình hình sử dụng nguồn ngun liệu hóa thạch đến ngõ cụt, mà trữ lượng... nông nghiệp (17 - 19 triệu TOE) (http://greenbiz.vn/tin-tuc/581/Phat-triennang-luong-tai-tao-Da -phan- la-nghien-cuu-khao-sat.html) Việc khai thác hợp lý nguồn sinh khối giúp cho nông dân vừa tận