Khảo sát nâng cao hiệu quả quá trình lên men bioethanol từ vỏ cacao bằg phương pháp SSF

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUÁ TRÌNH LÊN MEN BIOETHANOL TỪ VỎ CACAO BẰNG PHƯƠNG PHÁP SSF Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn : Th.S Trần Thị Tưởng An Sinh viên thực MSSV: 1151110531 : Hồ Thùy Bảo Trân Lớp: 11DSH05 TP Hờ Chí Minh, 2015 Đờ án tớt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, đồ án tốt nghiệp “Khảo sát nâng cao hiệu quả quá trình lên men bioethanol từ vỏ cacao bằng phương pháp SSF” cơng trình nghiên cứu thực cá nhân tôi, thực sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức dựa hướng dẫn Th.S Trần Thị Tưởng An Các số liệu sử dụng đờ án trung thực có ng̀n gớc cụ thể, rõ ràng Nội dung đờ án có tham khảo sử dụng số nhận xét, đánh giá từ tài liệu thông tin đăng tải sách, tác phẩm, tạp chí trang web theo danh mục tài liệu tham khảo đồ án Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp cột mốc quan trọng đời sinh viên, đánh dấu tồn quá trình học tập nghiên cứu ở giảng đường đại học Để có điều kiện thực đờ án tớt nghiệp hồn thành chương trình học năm trường Đại học Công Nghệ TP.HCM em nhận dạy tận tình với kinh nghiệm quý báu từ quý thầy cô khoa Công nghệ sinh học - Thực phẩmMôi trường trường Đại học Công Nghệ TP.HCM Lời đầu tiên em xin cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Công Nghệ TP.HCM, Ban chủ nhiệm khoa Công nghệ sinh học - Thực phẩm - Môi trường tập thể thầy cô giúp đỡ tạo điều kiện cho em thực đồ án Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Th.S Trần Thị Tưởng An, trường Đại học Bách Khoa TP.Hờ Chí Minh Cô người giúp em đến với hướng nghiên cứu này, đồng thời người trực tiếp hướng dẫn, bảo tận tình, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm chuyên môn, tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hồn thành tớt đờ án động viên em śt q trình em thực đề tài phòng thí nghiệm Nhiên liệu sinh học Biomass, Đại học Bách Khoa TP.Hờ Chí Minh Em xin gửi lời cảm ơn đến anh, chị bạn làm việc phòng thí nghiệm nhiệt tình hỗ trợ em śt thời gian làm việc ở Cuối cùng, xin cảm ơn hỗ trợ, giúp đỡ, động viên tồn thể gia đình śt q trình hồn thành đờ án tớt nghiệp, śt q trình học tập vừa qua Mặc dù cố gắng để thực đề tài cách hồn chỉnh nhất Song b̉i đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực nghiệm máy móc đại hạn chế kiến thức, kinh nghiệm nên không tránh khỏi thiếu xót Em rất mong góp ý quý thầy cô các bạn để kiến thức em lĩnh vực hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thực Hồ Thùy Bảo Trân Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC HÌNH ẢNH vi MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Tình hình nghiên cứu sản xuất bioethanol từ vỏ trái cacao .2 Mục tiêu đề tài Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Các kết đạt đề tài Kết cấu đồ án CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu Bioethanol 1.1.1 Khái niệm .5 1.1.2 Các hệ bioethanol 1.1.3 Tình hình sản xuất tiêu thụ bioethanol giới Việt Nam 1.1.4 Lợi ích, hạn chế ứng dụng bioethanol 11 1.1.5 Nguồn nguyên liệu lignocellulose .12 1.2 Quá trình biến đởi bioethanol từ nguyên liệu lignocellulose 13 1.2.1 Quá trình tiền xử lý 14 1.2.2 Quá trình thủy phân 17 1.2.3 Quá trình lên men 17 1.3 Giới thiệu Cacao 22 1.3.1 Tên khoa học cacao 22 1.3.2 Thành phần giá trị dinh dưỡng vỏ trái cacao 22 1.3.3 Tình hình sản xuất tiêu thụ cacao ở nước ta 23 1.4 Tình hình nghiên cứu bioethanol giới 24 i Đồ án tốt nghiệp 1.5 Giới thiệu nấm men Saccharomyces cerevisiae 26 1.5.1 Phân loại khoa học .26 1.5.2 Đặc điểm hình thái .26 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu 27 2.2 Đối tượng nghiên cứu 27 2.3 Vật liệu nghiên cứu 27 2.3.1 Vật liệu 27 2.3.2 Dụng cụ thiết bị 28 2.4 Phương pháp nghiên cứu 28 2.4.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm .29 2.4.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 29 2.5 Các phương pháp phân tích 34 2.5.1 Phương pháp vi sinh .34 2.5.2 Phương pháp hóa lý 36 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42 3.1 Khảo sát giống nấm men 42 3.1.1 Quan sát hình thái nấm men .42 3.1.2 Xây dựng đường cong sinh trưởng Saccharomyces cerevisiae 42 3.2 Khảo sát thành phần hóa học vỏ cacao khô 43 3.3 Khảo sát tiền xử lý với acid oxalic .44 3.4 Thủy phân vỏ cacao enzyme Viscozym 45 3.5 Khảo sát thời gian lên men sau thủy phân (SHF) 47 3.6 Khảo sát thủy phân lên men đồng thời (SSF) 49 3.6.1 Khảo sát thời gian SSF 50 3.6.2 Khảo sát nhiệt độ lên men SSF 54 3.6.3 Khảo sát tỉ lệ giống bổ sung .56 3.6.4 Khảo sát tỉ lệ enzyme bổ sung .59 3.6.5 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy lắc 61 ii Đồ án tốt nghiệp 3.7 Khảo sát thành phần dinh dưỡng bổ sung lên men SSF 63 3.7.1 Khảo sát ảnh hưởng nờng độ peptone đến quá trình lên men SSF 63 3.7.2 Khảo sát ảnh hưởng nờng độ glucose đến quá trình SSF 65 3.7.3 Khảo sát ảnh hưởng K2HPO4 đến quá trình lên men SSF 67 3.7.4 Khảo sát ảnh hưởng MnSO4 đến quá trình lên men SSF .68 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 4.1 Kết luận .71 4.2 Kiến nghị 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 iii Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Cfu Colony forming unit Cty Công ty DNS Acid 3,5- dinitrosalicylic đv Đơn vị EtOH Ethanol EU European Union h Giờ HPLC High-performance liquid chromatography KH CN Khoa học Công nghệ MeOH Methanol PL Phụ lục PNV Petro Vietnam S cerevisiae Saccharomyces cerevisiae SDA Sabouraud’s Dextrose Agar SDB Sabouraud’s Dextrose Broth SHF Separate hydrolysis and fermentation SSCF Simultaneous Saccharification and Co-Fermentation SSF Simultaneous Saccharification and Fermention TXL Tiền xử lý iv Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các hệ bioethanol Bảng 1.2 Tổng sản lượng bioethanol hàng năm giới Bảng 1.3 Danh sách nhà máy bioethanol sinh học sản xuất 10 Bảng 1.4 Các phương pháp tiền xử lý hóa học 16 Bảng 1.5 Những thuận lợi bất lợi phướng pháp tiền xử lý acid 16 Bảng 1.6 Các phương pháp tiền xử lý sinh học .17 Bảng 1.7 Các quá trình lên men .20 Bảng 1.8 Thành phần vỏ cacao khô 22 Bảng 1.9 Tình hình nghiên cứu bioethanol giới 25 Bảng 2.1 Bảng thực thí nghiệm lên men SSF 33 Bảng 3.1 Thành phần hóa học vỏ cacao khơ 44 Bảng 3.2 Thành phần hóa học vỏ cacao khô sau tiền xử lí 45 Bảng 3.3 Kết thủy phân theo thời gian 46 v Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Thị phần sản xuất bioethanol sinh học giới Hình 1.2 Thành phần lignocelluloses 13 Hình 1.3 Sơ đồ chuyển đổi sinh khối lignocelluolose thành bioethanol 14 Hình 1.4 Nấm men Saccharomyces cerevisiae .26 Hình 2.1 Sơ đờ quá trình thực thí nghiệm………………………………… 29 Hình 3.1 Đặc điểm hình thái Saccharomyces cerevisiae 42 Hình 3.2 Đường cong sinh trưởng S.cerevisiae 42 Hình 3.3 Vỏ cacao khô 43 Hình 3.4 Sự thay đổi các thành phần theo thời gian lên lên men SHF 48 Hình 3.5 Sự thay đổi các thành phần theo thời gian lên men SSF 51 Hình 3.6 Sự thay đổi các thành phần theo nhiệt độ quá trình lên men SSF 55 Hình 3.7 Sự thay đổi các thành phần theo tỉ lệ cấy giống lên men SSF 57 Hình 3.8 Sự thay đổi các thành phần theo tỉ lệ enzyme bở sung quá trình lên men SSF 60 Hình 3.9 Sự thay đổi các thành phần theo tớc độ kh́y quá trình lên men SSF 62 Hình 3.10 Sự thay đổi các thành phần theo nồng độ pepton bở sung quá trình lên men SSF 64 Hình 3.11 Sự thay đổi các thành phần theo nờng độ glucose bở sung quá trình lên men SSF 66 Hình 3.12 Sự thay đổi các thành phần theo nồng độ K2HPO4 quá trình lên men SSF .68 Hình 3.13 Sự thay đổi các thành phần theo nờng độ MnSO4 bở sung quá trình lên men SSF 70 vi Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Bioethanol (Ethanol sinh học) loại nhiên liệu sinh học đầy hứa hẹn sẽ thay cho nguồn lượng từ sản phẩm hoá thạch dầu mỏ mà mọi người hướng tới nhằm khắc phục khát lượng toàn cầu Nó sản x́t từ nhiều ng̀n nguyên liệu chất thải sinh học khác Nguyên liệu sử dụng sản xuất bioethanol sinh học đậu tương, cọ, hạt cải, hạt cải dầu, mỡ động vật, dầu thực vật, tinh bột đường coi nguyên liệu hệ đầu tiên Những bất lợi nguyên liệu hệ đầu tiên chúng sử dụng theo cách khác để làm thức ăn cho người sẽ gây lo lắng vấn đề an ninh lương thực - cạnh tranh trồng làm nhiên liệu lương thực Chính vậy, giới theo hướng sản xuất bioethanol từ nguyên liệu phi thực phẩm có chứa hợp chất cellulose - sinh khối lignocellulose Sử dụng nguyên liệu giàu cellulose hoặc nguyên liệu rẻ tiền chứa nhiều carbohydrate giải pháp hướng đến để tránh việc cạnh tranh với nguồn lương thực người Việt Nam q́c gia nằm ở vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm, điều kiện thuận lợi cho phát triển các lồi trờng, đặc biệt các loại nơng nghiệp có giá trị cacao Hiện ở Việt Nam có nhiều cơng trình nghiên cứu ứng dụng vỏ cacao để làm thức ăn chăn ni mang lại hiệu cao Bên cạnh đó, vỏ cacao nghiên cứu lĩnh vực sản xuất bioethanol sinh học Dựa vào thành phần hóa học vỏ cacao chủ yếu cellulose, hemicellulose lignin… qua quá trình thủy phân lên men nhờ vi sinh vật chuyển hoá cellulose vỏ cacao thành Bioethanol sinh học Vỏ trái cacao nguồn phế phẩm nông nghiệp giàu lignocellulose nên sử dụng để lên men tạo bioethanol rất hiệu quả, tận dụng nguồn vỏ phế phẩm với lượng thải bỏ năm rất lớn Bên cạnh đó, việc nghiên cứu để tìm phương pháp lên men tốt nhất cho nguồn nguyên liệu vấn đề quan trọng hàng đầu để ứng dụng vào sản xuất bioethanol đại trà Với ưu điểm rẻ tiền, phổ Đồ án tốt nghiệp PHỤ LỤC B KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Bảng Khảo sát thời gian lên men SHF Thời gian (giờ) Đường khử (mg/mL) Nồng độ cồn (%) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 9,79 ± 0,21 9,63 ± 0,13 7,03 ± 0,83 7,44 ± 0,88 7,2 ± 0,44 6,2 ± 0,61 6,05 ± 0,22 5,75 ± 0,02 5,97 ± 0,43 5,33 ± 0,71 3,36 ± 0,29 0,25 1,98 2,11 2,76 3,63 4,25 4,64 3,79 3,74 3,67 3,04 Bảng Kết khảo sát thời gian lên men SSF Thời gian Hàm lượng cellulose (mg/mL) Hàm lượng đường khử (mg/mL) Nồng độ cồn (%) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 72 47,20 ± 2,19 45,1 ± 1,31 39,52 ± 2,7 32,44 ± 1,55 29,14 ± 4,82 24,76 ± 2,57 21,36 ± 4,03 18,98 ± 2,68 15,49 ± 0,86 13,24 ± 0,93 10,36 ± 1,4 8,40 ± 1,41 9,11 ± 0,35 8,51 ± 1,04 5,92 ± 0,2 5,77 ± 0,08 6,33 ± 0,16 5,54 ± 0,5 6,14 ± 0,2 6,32 ± 0,18 6,51 ± 0,2 6,8 ± 0,9 6,89 ± 0,33 7,65 ± 0,18 7,43 ± 0,2 7,34 ± 0,19 7,1 ± 0,123 6,78 ± 0,22 6,52 ± 0,33 5,52 ± 0,74 3,79 ± 0,6 3,73 ± 0,38 1,35 2,05 2,28 2,49 3,41 3,87 4,08 4,57 5,47 5,29 5,240 4,68 4,58 3,94 3,953 Mật độ tế bào (x 106 cfu/mL) 0,77 3,77 7,18 10,2 15,6 29,6 25 25 26,2 25,1 22,6 19,5 20,5 22,3 16,1 15,9 Đồ án tốt nghiệp Bảng Kết lên men SSF ở các nhiệt độ khác Nhiệt độ Hàm lượng cellulose (mg/mL) Hàm lượng đường khử (mg/mL) Nồng độ cồn (%) Mật độ tế bào ( x 106 cfu/mL) Phòng 14,12a ± 0,36 6,79e ± 0,562 5,63f ± 0,06 22 300C 13,23b ± 0,74 6,44e ± 0,215 5,7f ± 0,1 24,5 350C 12,32c ± 0,54 6,39e ± 0,283 5,83f ± 0,15 21,5 400C 10,49d ± 1,36 7,26e ± 0,33 5,56f ± 0,06 16,2 Ghi chú: Xét theo từng tiêu: những chữ giống thể hiện sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê (ở mức độ tin cậy 95%) Bảng Kết lên men SSF ở các tỉ lệ giống khác Tỉ lệ giống (%) Cellulose (mg/mL) Đường khử (mg/mL) Nồng độ cồn (%) 13,24a ± 0,71 12,84a ± 1,35 10,84b ± 0,86 10,19b ± 0,83 7,54 a ± 0,28 7,07ab ± 0,42 6,43bc ± 0,56 6,05c ± 0,18 5,45a ± 0,13 5,77b ± 0,06 5,83bc ± 0,06 6,03c ± 0,153 Mật độ tế bào (x 106 cfu/mL) 21 22,3 24 27,4 Bảng Kết lên men SSF với các tỉ lệ enzyme khác Tỉ lệ enzyme (%) 0,3 0,5 0,7 0,9 Cellulose (mg/mL) 13,77a ± 0,37 12,9ab ± 0,54 12,48b ± 0,54 12,13b ± 0,57 Đường khử (mg/mL) 7,08a ± 0,16 7,51b ± 0,14 7,77bc ± 0,21 7,88c ± 0,24 Nồng độ cồn (%) 5,53a ± 0,06 5,8b ± 0,1 5,9b ± 0,1 5,37a ± 0,15 Mật độ tế bào (x 106cfu/mL) 19,9 20,7 20,6 20 Bảng Kết lên men SSF ở các tốc độ khuấy khác Tốc độ khuấy (vòng/phút) 50 100 150 200 Cellulose (mg/mL) Đường khử (mg/mL) Nồng độ cồn (%) Mật độ tế bào (x 106 cfu/mL) 14,66a ± 0,6 13,26b ± 0,22 12,17c ± 0,73 12,23c ± 0,47 7,89a ± 0,29 7,58ab ± 0,09 7,19bc ± 0,32 6,87c ± 0,39 5,07a ± 0,23 5,47b ± 0,12 5,77bc ± 0,15 6,1c ± 0,3 19,3 19,9 22,5 21,9 Đồ án tốt nghiệp Bảng Kết khảo sát hàm lượng peptone Nồng độ peptone (%) Cellulose (mg/mL) 13,29a ± 0,6 11,48b ± 1,16 10,16b ± 0,85 8,21c ± 1,04 Đường khử (mg/mL) 6,93a ± 0,39 6,5ab ± 0,33 6,27b ± 0,14 6,02b ± 0,2 Nồng độ cồn (%) a 5,3 ± 0,17 5,47ab ± 0,15 5,63bc ± 0,06 5,83c ± 0,06 Mật độ tế bào (x 106cfu/mL) 22,3 24,6 25 25,4 Bảng Kết khảo sát hàm lượng glucose Nồng độ glucose (%) Cellulose (mg/mL) 14,62a ± 1,04 12,74ab ± 0,93 11,08b ± 0,95 11.35b ± 1,28 Đường khử (mg/mL) 10,53a ± 0,9 9,85a ± 0,44 10,45a ± 0,78 12,06b ± 0,87 Nồng độ cồn Mật độ tế bào (x 106cfu/mL) (%) 20 5,27a ± 0,115 20,7 5,5ab ± 0,1 20,2 5,6b ± 0,173 19,5 5,63b ± 0,21 Bảng Kết khảo sát hàm lượng K2HPO4 Nồng độ K2HPO4 (%) 0,1 0,2 0,3 0,4 Cellulose (mg/mL) 16,37a ± 1,06 12,07b ± 0,31 12,93b ± 0,22 12,83b ± 1,29 Mật độ tế bào (x 106cfu/mL) Đường khử (mg/mL) Nồng độ cồn (%) 9,2a ± 0,93 9,1a ± 0,62 9,33a ± 0,65 9,12a ± 0,23 5,33a ± 0,15 5,83b ± 0,21 5,7b ± 0,173 5,6ab ± 0,173 18,8 20,9 19,6 20 Bảng 10 Kết khảo sát hàm lượng MnSO4 Nồng độ MnSO4 (%) 0,01 0,02 0,03 0,04 Cellulose (mg/mL) Đường khử (mg/mL) Nồng độ cồn (%) Mật độ tế bào (x 106cfu/mL) 16,83a ± 2,73 14,83ab ± 1,43 13,7bc ± 0,39 10,86c ± 0,6 7,61a ± 0,2 7,22ab ± 0,1 7,12b ± 0,08 6,67c ± 0,4 5,27a ± 0,06 5,5b ± 0,1 5,73c± 0,06 5,9d ± 0,1 20,3 22,2 22,6 25 Đồ án tốt nghiệp PHỤ LỤC C Hàm lượng đường khử và cellulose sau tiền xử lý với acid oxalic 5% 1.1 Hàm lượng đường khử sau tiền xử lý ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 9,8304 5,2424 15,0728 Df Mean Square 9,8304 1,3106 F-Ratio 7,50 P-Value 0,0520 Multiple Range Tests Đường khử TXL ngày dich Đường khử TXL ngày dich ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 55,6931 8,05767 63,7507 Count 3 Df Mean 12,11 14,67 Homogeneous Groups X X Mean Square 55,6931 2,01442 F-Ratio 27,65 P-Value 0,0063 Multiple Range Tests Đường khử bã TXL ngày Đường khử bã TXL ngày Count Mean Homogeneous Groups 46,9867 X 53,08 X 1.2 Hàm lượng cellulose sau tiền xử lý ANOVA Table Source Sum of Squares Between groups 10,7736 Within groups 19,5712 Total (Corr.) 30,3448 Df Mean Square 10,7736 4,8928 F-Ratio 2,20 P-Value 0,2120 Multiple Range Tests Count Cellulose dịch TXL ngày Cellulose dịch TXL ngày ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 4,20007 21,6941 25,8942 Df Mean Homogeneous Groups 49,46 X 52,14 X Mean Square 4,20007 5,42353 F-Ratio 0,77 P-Value 0,4285 Đồ án tốt nghiệp Multiple Range Tests Cellulose bã TXL ngày Cellulose bã TXL ngày Count 3 Mean 83,8933 85,5667 Homogeneous Groups X X Hàm lượng đường khử và cellulose sau thủy phân với cellulase 2.1 Hàm lượng đường khử sau thủy phân 2.1.1 Trong dịch thủy phân ANOVA Table Source Sum of Squares Between groups 68,3438 Within groups 6,92333 Total (Corr.) 75,2671 Df Mean Square 68,3438 1,73083 F-Ratio 39,49 P-Value 0,0033 Multiple Range Tests Đường khử dịch TP ngày Đường khử dịch TP ngày Count Mean 58,8667 65,6167 Homogeneous Groups X X 2.1.2 Trong bã thủy phân ANOVA Table Source Sum of Squares Df Mean Square Between groups 16,0721 16,0721 Within groups 23,2292 5,8073 Total (Corr.) 39,3013 F-Ratio 2,77 P-Value 0,1715 Multiple Range Tests Đường khử bã TP ngày Đường khử bã TP Count Mean 34,6167 37,89 Homogeneous Groups X X 2.2 Hàm lượng cellulose sau thủy phân 2.2.1 Trong dịch ANOVA Source Sum of Squares Df Mean Square Between groups 175,797 175,797 Within groups 21,9846 10 2,19846 Total (Corr.) 197,782 11 F-Ratio 79,96 P-Value 0,0000 Đồ án tốt nghiệp Multiple Range Tests Count 3 Cellulose dịch TP ngày Cellulose dịch TP ngày Mean 40,215 47,87 Homogeneous Groups X X 2.2.2 Trong bã ANOVA Table Source Sum of Squares Df Mean Square Between groups 12,615 12,615 Within groups 9,37635 2,34409 Total (Corr.) 21,9913 F-Ratio 5,38 P-Value 0,0812 Multiple Range Tests Cellulose bã TP ngày Cellulose bã TP ngày Count 3 Mean 35,35 38,25 Homogeneous Groups X X Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình lên men SSF 3.1 Hàm lượng đường theo nhiệt độ lên men ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 1,45591 1,10213 2,55804 Df 11 Mean Square 0,485303 0,137767 F-Ratio 3,52 Multiple Range Tests Nhiệt độ 350C Nhiệt độ 300C Nhiệt độ phòng Nhiệt độ 400C Count 3 3 Mean 6,395 6,44 6,79833 7,26333 Homogeneous Groups X X XX X 3.2 Hàm lượng cellulose theo nhiệt độ lên men ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 21,6979 5,63932 27,3372 Df 11 Mean Square F-Ratio P-Value 7,23263 10,26 0,0041 0,704915 P-Value 0,0686 Đồ án tốt nghiệp Multiple Range Tests Count 3 3 Cellulose ở nhiệt độ 40 C Cellulose ở nhiệt độ 350C Cellulose ở nhiệt độ 300C Cellulose ở nhiệt độ phòng Mean 10,4867 12,3167 13,2333 14,1167 Homogeneous Groups X X XX X 3.3 Nồng độ cồn theo nhiệt độ lên men ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 0,116667 0,08 0,196667 Df 11 Mean Square F-Ratio P-Value 0,0388889 3,89 0,0553 0,01 Multiple Range Tests Count 3 3 Cồn ở nhiệt độ 40 C Cồn ở nhiệt độ phòng Cồn ở nhiệt độ 300C Cồn ở nhiệt độ 350C Mean 5,56667 5,63333 5,7 5,83333 Homogeneous Groups X X XX X Ảnh hưởng của tỉ lệ giống đến quá trình lên men SSF 4.1 Hàm lượng đường theo tỉ lệ giống ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 3,94779 1,19966 5,14745 Df 11 Mean Square F-Ratio P-Value 1,31593 8,78 0,0065 0,149958 Multiple Range Tests Đường khử theo tỉ lệ giống 9% Đường khử theo tỉ lệ giống 7% Đường khử theo tỉ lệ giống 5% Đường khử theo tỉ lệ giống 3% Count 3 3 Mean 6,05162 6,43183 7,07148 7,54115 Homogeneous Groups X XX XX X Đồ án tốt nghiệp 4.2 Hàm lượng cellulose theo tỉ lệ giống ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 20,0143 7,50859 27,5229 Df 11 Mean Square F-Ratio 6,67144 7,11 0,938574 P-Value 0,0120 Multiple Range Tests Cellulose theo tỉ lệ giống 9% Cellulose theo tỉ lệ giống 7% Cellulose theo tỉ lệ giống 5% Cellulose theo tỉ lệ giống 3% Count 3 3 Mean 10,1895 10,8336 12,8403 13,2367 Homogeneous Groups X X X X 4.3 Nồng độ cồn theo tỉ lệ giống ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 0,527292 0,095 0,622292 Df 11 Mean Square 0,175764 0,011875 F-Ratio 14,80 Multiple Range Tests Count 3 3 Côn ở tỉ lệ giống 3% Côn ở tỉ lệ giống 5% Côn ở tỉ lệ giống 7% Côn ở tỉ lệ giống 9% Mean 5,45 5,76667 5,83333 6,03333 Homogeneous Groups X X XX X Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme đến quá trình lên men SSF 5.1 Hàm lượng đường theo tỉ lệ enzyme ANOVA Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 1,11131 0,290041 1,40135 Df 11 Mean Square 0,370435 0,0362552 F-Ratio P-Value 10,22 0,0041 Multiple Range Tests Đường khử theo tỉ lệ enzyme 0,3% Đường khử theo tỉ lệ enzyme 0,5% Đường khử theo tỉ lệ enzyme 0,7% Đường khử theo tỉ lệ enzyme 0,9% Count 3 3 10 Mean 7,0849 7,50984 7,76481 7,87663 Homogeneous Groups X X XX X P-Value 0,0013 Đồ án tốt nghiệp 5.2 Hàm lượng cellulose theo tỉ lệ enzyme ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 4,49264 2,08613 6,57876 Df 11 Mean Square F-Ratio P-Value 1,49755 5,74 0,0215 0,260766 Multiple Range Tests Cellulose theo tỉ lệ Cellulose theo tỉ lệ Cellulose theo tỉ lệ Cellulose theo tỉ lệ enzyme 0,9% enzyme 0,7% enzyme 0,5% enzyme 0,3% Count 3 3 Mean 12,1306 12,4774 12,9233 13,7656 Homogeneous Groups X X XX X 5.3 Nồng độ cồn theo tỉ lệ enzyme ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 0,536667 0,0933333 0,63 Df 11 Mean Square 0,178889 0,0116667 F-Ratio P-Value 15,33 0,0011 Multiple Range Tests Cồn theo tỉ lệ Cồn theo tỉ lệ Cồn theo tỉ lệ Cồn theo tỉ lệ enzyme 0,9% enzyme 0,3% enzyme 0,5% enzyme 0,7% Count 3 3 Mean Homogeneous Groups 5,36667 X 5,53333 X 5,8 X 5,9 X Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến quá trình lên men SSF 6.1 Hàm lượng đường theo tốc độ khuấy ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 1,80111 0,69305 2,49416 Df 11 11 Mean Square F-Ratio P-Value 0,600371 6,93 0,0129 0,0866313 Đồ án tốt nghiệp Multiple Range Tests Đường khử ở tốc độ khuấy 200 vòng Đường khử ở tốc độ khuấy 150 vòng Đường khử ở tốc độ khuấy 100 vòng Đường khử ở tốc độ khuấy 50 vòng Count 3 3 Mean Homogeneous Groups 6,86572 X 7,18778 XX 7,57694 XX 7,89005 X 6.2 Hàm lượng cellulose theo tốc độ khuấy ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 12,2263 2,3393 14,5656 Df 11 Mean Square F-Ratio P-Value 4,07544 13,94 0,0015 0,292413 Multiple Range Tests Count Cellulose ở tốc độ khuấy 150 vòng Cellulose ở tốc độ khuấy 200 vòng Cellulose ở tốc độ khuấy 100 vòng Cellulose ở tốc độ khuấy 50 vòng Mean Homogeneous Groups 12,1677 X 12,2297 X 13,2578 X 14,6575 X 6.3 Nồng độ cồn theo tốc độ khuấy ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 1,74 0,36 2,1 Df 11 Mean Square 0,58 0,045 F-Ratio P-Value 12,89 0,0020 Multiple Range Tests Cồn ở tốc độ khuấy 50 vòng Cồn ở tốc độ khuấy 100 vòng Cồn ở tốc độ khuấy 150 vòng Cồn ở tốc độ khuấy 200 vòng Count 3 3 12 Mean 5,06667 5,46667 5,76667 6,1 Homogeneous Groups X X XX X Đồ án tốt nghiệp Khảo sát thành phần dinh dưỡng bổ sung quá trình lên men SSF 7.1 Ảnh hưởng của nồng độ peptone bổ sung đến quá trình SSF 7.1.1 Hàm lượng đường theo nồng độ peptone Multiple Range Tests Count 3 3 peptone % peptone % peptone % peptone 1% Mean 6,02833 6,27 6,50333 6,93333 Homogeneous Groups X X XX X 7.1.2 Hàm lượng cellulose theo nồng độ peptone ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 41,3116 7,04853 48,3601 Df 11 Mean Square F-Ratio P-Value 13,7705 15,63 0,0010 0,881067 Multiple Range Tests Cellulose theo nồng độ peptone 4% Cellulose theo nồng độ peptone 3% Cellulose theo nồng độ peptone 2% Cellulose theo nồng độ peptone 1% Count 3 3 Mean 8,21 10,1633 11,4767 13,29 Homogeneous Groups X X X X 7.1.3 Nồng độ cồn theo nồng độ peptone ANOVA Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 0,469167 0,12 0,589167 Df Mean Square F-Ratio 11 0,156389 0,015 10,43 P-Value 0,0039 Multiple Range Tests Cồn theo nồng độ peptone 1% Cồn theo nồng độ peptone 2% Cồn theo nồng độ peptone 3% Cồn theo nồng độ peptone 4% Count 3 3 Mean 5,3 5,46667 5,63333 5,83333 13 Homogeneous Groups X XX XX X Đồ án tốt nghiệp 7.2 Ảnh hưởng của nồng độ glucose bổ sung đến quá trình lên men SSF 7.2.1 Hàm lượng đường khử theo nồng độ glucose ANOVA Table Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio Between groups 7,98308 2,66103 4,50 Within groups 4,73293 0,591616 Total (Corr.) 12,716 11 P-Value 0,0395 Multiple Range Tests Đường khử ở glucose 2% Đường khử ở glucose 3% Đường khử ở glucose 1% Đường khử ở glucose 4% Count 3 3 Mean 9,8488 10,4482 10,5287 12,0585 Homogeneous Groups X X X X 7.2.2 Hàm lượng cellulose theo nồng độ glucose ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 28,2797 13,5587 41,8384 Df 11 Mean Square F-Ratio 9,42657 5,56 1,69484 P-Value 0,0233 Multiple Range Tests Cellulose ở nồng độ glucose 3% Cellulose ở nồng độ glucose 4% Cellulose ở nồng độ glucose 2% Cellulose ở nồng độ glucose 1% Count 3 3 Mean 10,5859 11,3539 12,7412 14,6241 Homogeneous Groups X X XX X 7.2.3 Nồng độ cồn theo nồng độ theo glucose ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 0,246667 0,193333 0,44 Df 11 Mean Square 0,0822222 0,0241667 F-Ratio 3,40 P-Value 0,0738 Multiple Range Tests Cồn theo nồng độ glucose 1% Cồn theo nồng độ glucose 2% Cồn theo nồng độ glucose 3% Cồn theo nồng độ glucose 4% Count 3 3 Mean 5,26667 5,5 5,6 5,63333 14 Homogeneous Groups X XX X X Đồ án tốt nghiệp 7.3 Ảnh hưởng của nồng độ K2HPO4 bổ sung đến quá trình lên men SSF 7.3.1 Hàm lượng đường theo nồng độ K2HPO4 ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 0,10235 3,44162 3,54397 Df 11 Mean Square F-Ratio 0,0341167 0,08 0,430202 P-Value 0,9694 Multiple Range Tests Ðường khử ở nồng độ K2HPO4 0,2% Ðường khử ở nồng độ K2HPO4 0,4% Ðường khử ở nồng độ K2HPO4 0,1% Ðường khử ở nồng độ K2HPO4 0,3% Count 3 3 Mean 9,09667 9,115 9,205 9,33 Homogeneous Groups X X X X 7.3.2 Hàm lượng cellulose theo nồng độ K2HPO4 ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 33,1354 5,86048 38,9959 Df Mean Square 11,0451 0,73256 11 F-Ratio 15,08 P-Value 0,0012 Multiple Range Tests Cellulose theo nồng độ K2HPO4 0,2% Cellulose theo nồng độ K2HPO4 0,4% Cellulose theo nồng độ K2HPO4 0,3% Cellulose theo nồng độ K2HPO4 0,1% Count 3 3 Mean 12,0683 12,825 12,925 16,3667 7.3.3 Nồng độ cồn theo nồng độ K2HPO4 ANOVA Table Source Sum of Squares Df Mean Square Between groups 0,403333 0,134444 Within groups 0,253333 0,0316667 Total (Corr.) 0,656667 11 Homogeneous Groups X X X X F-Ratio 4,25 P-Value 0,0453 Multiple Range Tests Cồn ở nồng độ K2HPO4 0,1% Cồn ở nồng độ K2HPO4 0,4% Cồn ở nồng độ K2HPO4 0,3% Cồn ở nồng độ K2HPO4 0,2% Count 3 3 15 Mean 5,33333 5,6 5,7 5,83333 Homogeneous Groups X XX X X Đồ án tốt nghiệp 7.4 Ảnh hưởng của nồng độ MnSO4 bổ sung đến quá trình lên men SSF 7.4.1 Hàm lượng đường theo nồng độ MnSO4 ANOVA Table Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 1,35501 0,427739 1,78275 Df 11 Mean Square F-Ratio 0,451669 8,45 0,0534674 P-Value 0,0073 Multiple Range Tests Ðường khử ở nồng độ MnSO4 0,04% Ðường khử ở nồng độ MnSO4 0,03% Ðường khử ở nồng độ MnSO4 0,02% Ðường khử ở nồng độ MnSO4 0,01% Count 3 3 Mean 6,6689 7,12068 7,22356 7,61272 Homogeneous Groups X X XX X 7.4.2 Hàm lượng cellulose theo nồng độ MnSO4 ANOVA Table Source Sum of Squares Df Mean Square Between groups 55,8495 18,6165 Within groups 20,0558 2,50697 Total (Corr.) 75,9053 11 F-Ratio 7,43 P-Value 0,0106 Multiple Range Tests Cellulose MnSO4 0,04% Cellulose MnSO4 0,03% Cellulose MnSO4 0,02% Cellulose MnSO4 0,01% Count 3 3 Mean 10,8547 13,7409 14,8309 16,8252 Homogeneous Groups X XX XX X 7.4.3 Nồng độ cồn theo nồng độ MnSO4 ANOVA Table Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio Between groups 0,686667 0,228889 34,33 Within groups 0,0533333 0,00666667 Total (Corr.) 0,74 11 P-Value 0,0001 Multiple Range Tests Cồn ở nồng độ MnSO4 0,01% Cồn ở nồng độ MnSO4 0,02% Cồn ở nồng độ MnSO4 0,03% Cồn ở nồng độ MnSO4 0,04% Count 3 3 Mean 5,26667 5,5 5,73333 5,9 16 Homogeneous Groups X X X X Đồ án tốt nghiệp PHỤ LỤC D Hình ảnh thí nghiệm Dịch lọc làm Lignin cốc crubcible Xác định đường khử với thuốc thử DNS Máy đo quang phổ OD Tủ lắc Dịch lên men sau tiền xử lý trung hòa với NaOH Máy ly tâm Tủ cấy vi sinh Tủ ủ vi sinh 17 Giống nấm men S.cerevisiae Máy lọc nước Máy đo độ ẩm Máy cô quay chân không ... sản xuất bioethanol ở Việt Nam Nghiên cứu “Khảo sát nâng cao hiệu quá trình lên men bioethanol từ vỏ cacao phương pháp SSF đặt nhằm mục đích sử dụng phương pháp SSF để lên men nguồn... ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, đồ án tốt nghiệp Khảo sát nâng cao hiệu quả quá trình lên men bioethanol từ vỏ cacao bằng phương pháp SSF cơng trình nghiên cứu thực cá nhân tôi, thực... trình SSF) Khảo sát sớ điều kiện cho quá trình lên men SSF, sử dụng Saccharomyces cerevisiae Phương pháp nghiên cứu Phương pháp bố trí thí nghiệm Phương pháp phân tích  Phương pháp