định hướng sản xuất bio ethanol từ chất tải sinh khối sau khi thu hoạch nông sản

ĐỊNH HƯỚNG SẢN XUẤT BIO-ETHANOL TỪ CHẤT TẢI SINH KHỐI SAU KHI THU HOẠCH NÔNG SẢN L/O/G/O Tổng Quan  Định nghĩa: - Ethanol hay gọi tên khác rượu Etylic, rượu ngũ cốc, cồn, ethyl alcohol, Ethyl hydrate hợp chất hữu thuộc dãy đồng đẳng rượu no đơn chức có cơng thức phân tử: C2H5OH hay C2H6O - Ethanol ethanol sản xuất theo phương pháp sinh học gọi Bio – ethanol Tổng Quan  Phân loại: + E5, E10: Bio – ethanol pha 5%, 10% thể tích vào xăng, khơng ảnh hưởng đến động xe + E25: Bio – ethanol pha 25% thể tích vào xăng động xe cần cải tiến + E85: Bio – ethanol pha 85% thể tích vào xăng sử dụng cho động chế tạo riêng Tổng Quan Sản xuất sử dụng Bio – ethanol giới: a Sản xuất Bio – ethanol:  Tổng sản lượng ethanol hàng năm số nước: Tổng Quan  Xu hướng sản xuất ethanol từ nguyên liệu SK: - Việc sử dụng đất để trồng nguyên liệu sản xuất nhiên liệu sinh học ảnh hưởng đến nguồn cung cấp lương thực - Để giải nguồn nguyên liệu SK lương thực, quốc gia tìm kiếm nguồn trồng khác canh tác đất hoang hóa, cạn, nước, -Đồng thời tích cực tìm kiếm cơng nghệ thu hiệu suất cao, tiết kiệm nguyên liệu, hạ giá thành Tổng Quan Sản lượng lý thuyết Ethanol sinh từ nguyên liệu khô Nguyên liệu Sản lượng dự tính (theo lý thuyết) cho nguyên liệu khơ Gallons Lít Hạt bắp ngơ 124,4 470,854 Thân bắp ngô 113,0 427,705 Rơm rạ 109,9 415,971 Phế phẩm sợi 56,8 214, 988 Phế phẩm lâm nghiệp 81,5 308,477 Mạt cưa 100,8 381,528 Bã mía 111,5 422,027 Giấy vụn 116,5 439,817 Tổng Quan b) Sử dụng Bio – ethanol:  Ethanol sinh học chủ yếu nghiên cứu sử dụng làm nhiên liệu  Ethanol làm phụ gia cấp oxy cho xăng (nồng độ 3%) đồng thời làm phụ gia thay chì tetraetyl, thành ngun liệu sản xuất etylterbutyleter (ETBE)  Ethanol dùng làm yếu tố tăng số octan cho xăng qua giảm nổ cải thiện tiếng ồn động Tổng Quan Tình hình nghiên cứu ứng dụng nhiên liệu sinh học Việt Nam  Việt Nam tiến hành nghiên cứu sử dụng dạng lượng tái tạo, lượng sinh học ý Tuy nhiên chưa nhà kinh doanh dám đầu tư nghiên cứu phủ chưa có sách quy định cụ thể  “Đề án phát triến nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” Chính phủ phê duyệt vào ngày 20/11/2007 theo “Giai đoạn 2011-2015, phát triển mạnh sản xuất sử dụng nhiên liệu sinh học thay nhiên liệu truyền thống Đến năm 2020, công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học Việt Nam đạt trình độ tiên tiến giới, với sản lượng đạt khoảng tỷ lít xăng E10 500 triệu lít dầu biodiesel B10/năm” Tổng Quan Tình hình nghiên cứu nhiên liệu sinh học Việt Nam  Việt Nam phải tìm nguồn nguyên liệu thực vật để sản xuất xăng sinh học mà không ảnh hưởng đến sản xuất cung cấp lương thực  Hiện nay, lúa miến (sweet sorghum) trồng quan tâm nghiên cứu sản xuất etanol sinh học: lúa miến chịu hạn hán, chịu đất phèn, đất mặn, đất kiềm, chịu nước ngập, sâu bọ bệnh tật, địi hỏi phân bón, tốn nước tưới (chỉ 1/4 nhu cầu nước mía) Đây loại trồng phù phợp với đất vùng Tứ Giác Long Xuyên 10 Các phương pháp sản xuất bio-ethanol  Sản xuất bio-ethanol từ nguyên liệu chứa cellulose:  Xử lí nguyên liệu  Đường hoá lên men  Tinh chế sản phẩm  Ngoài ra,sản xuất bio-ethanol hệ từ tảo quan tâm bắt đầu nghiên cứu.Trong tương lai áp dụng Việt Nam 23 Các phương pháp sản xuất bio-ethanol  Ưu nhược điểm phương pháp Phương pháp Ưu điểm Sản xuất ethanol từ nguyên liệu chứa Tạo nhiên liệu xăng sinh học tinh bột góp phần giảm thải ô nhiễm môi trường, công nghệ sản xuất đơn giản hơn, dễ vận hành… sản xuất ethanol từ rỉ đường Nhược điểm - Cần phải tách nước tách axit nên tốn nhiều thiết bị lượng - Có thể gây hậu qủa mơi sinh, ảnh hưởng đến phát triển bền vững, cân sinh thái cho địa phương Vì phụ phẩm mía đường dồi dào, - sản lượng rỉ đường đạt 1,8 chất lượng cao, thích hợp cho sản xuất triệu tấn/năm nhiên liệu sinh học - Giá thành lên cao sản xuất bio-ethanol hệ nguyên Tận dụng phế thải sau nông - Quá trình tiền xử lý phức tạp liệu chứa cellulose nghiệp để làm nhiên liệu sinh học nhằm -Hiệu suất thu hồi thấp giảm thiểu ô nhiễm môi trường Sản xuất bio-ethanol hệ từ tảo 24 -Hiệu suất thu hồi lớn - Vốn đầu tư lớn→ giá thành cao -Đễ sản xuất ngun liệu khơng chiếm diện tích lớn Định hướng sản xuất Bioethanol  Đề xuất công nghệ 25 Định hướng sản xuất Bioethanol  Q trình tiền xử lý  Mục Đích trình phá vỡ bao bọc bên lignin với cellulose hemicellulose  Một số phương pháp biết đến  Sử dụng Acid  Sử dụng Kiềm  Sử dụng dung môi hữu  Nổ nước 26 Định hướng sản xuất Bioethanol  Phương pháp nổ nước Đó phá vỡ cấu trúc hợp phần với giúp đỡ nhiệt dạng (nhiệt), lực cắt giãn nở ẩm (cơ), thủy phân liên kết glycosidic (hóa) 27 Định hướng sản xuất Bioethanol  Phương pháp nổ nước  Nước áp suất cao thâm nhập vào cấu trúc lignocellulosic trình khuếch tán làm ẩm nguyên liệu  Ẩm biomass thủy phân nhóm acetyl hemicellulose hình thành nên acid hữu acetic uronic acid, xúc tác q trình depolymer hóa hemicellulose  Ẩm biomass hóa đột ngột áp suất hạ  Vật liệu bị phá vỡ 28 Định hướng sản xuất Bioethanol Ưu nhược điểm phương pháp nổ nước Ưu Điểm  Tăng kết tinh cellulose cách thúc đẩy kết tinh vùng vơ định hình  Hemicellulose bị thủy phân trình nổ  Sự nổ thúc đẩy việc khử lignin Nhược Điểm  Tốn chi phí, lượng vận hành  Đòi hỏi thiết bị chịu nhiệt độ, áp suất cao  Có thể làm phân hủy cellulose  Mất phần đường từ hemicellulose  Làm sinh fufural 5-hydroxymethyl fufural gây ức chế trình lên men 29 Định hướng sản xuất Bioethanol  Quá trình thủy phân 30 Định hướng sản xuất Bioethanol  Quá trình lên men  Phản ứng      31 Bản chất q trình q trình oxy hóa sinh hóa Nhóm nấm men tham gia phản ứng Saccaromyces Cerevisiae Pichia stipitis Kết hợp loại Định hướng sản xuất Bioethanol  Chu trình đường phân 32 Định hướng sản xuất Bioethanol  Chu trình đường phân 33 Định hướng sản xuất Bioethanol  Định hướng quản lý  Quyết định 177/2007QĐ – TTG việc phê duyệt “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025”  Năm 2007, tiêu chuẩn xăng sinh học dầu nhờn sinh học ban hành  Năm 2007 2008, Bộ Tài ban hành hai thông tư hỗ trợ từ ngân sách cho chương trình phát triển nhiên liệu sinh học  Năm 2009, Bộ Khoa học Công nghệ ban hành hai tiêu chuẩn quốc gia nhiên liệu sinh học  Ngày 11/11/2011 diễn Đại hội thành lập Hiệp hội Nhiên liệu Sinh học Việt Nam 34 Định hướng sản xuất Bioethanol  Định hướng quản lý  Khung pháp lý cho sản xuất mua bán nhiên liệu sinh học Việt Nam gần hoàn chỉnh  Nhiên liệu sinh học xem ngành công nghiệp then chốt dự án sản xuất nhiên liệu sinh học nhận nhiều ưu đãi đầu tư  Cần bổ sung sách quy hoạch vùng nguyên liệu phân phối sản phẩm đến người tiêu dùng 35 KẾT LUẬN Nhiên liệu sinh học xem ngành công nghiệp then chốt dự án sản xuất nhiên liệu sinh học nhận nhiều ưu đãi đầu tư Tuy nhiên lượng sinh học thực phát triển, vào đời sống, cần bổ sung sách nguyên liệu sản xuất, quy hoạch vùng nguyên liệu cho sảnxuất lượng sinh học, phân phối sản phẩm đến người tiêu dùng 36 THANK FOR YOUR ATTENTION 37 ... bio- ethanol  Sản xuất bio- ethanol từ sắn lát 21 Các phương pháp sản xuất bio- ethanol  Sản xuất bio- ethanol từ rỉ đường 22 Các phương pháp sản xuất bio- ethanol  Sản xuất bio- ethanol từ nguyên liệu... xuất bio- ethanol từ sắn lát  Sản xuất bio- ethanol từ rỉ đường  Sản xuất bio- ethanol hệ  Từ nguyên liệu có chứa cellulose  Sản xuất bio- ethanol hệ  Từ tảo 20 Các phương pháp sản xuất bio- ethanol. .. 10 Nguyên liệu sản xuất bioethanol 11 Nguyên liệu sản xuất bioethanol 12 Nguyên liệu sản xuất bioethanol  Như vậy, lượng PPNN sau vụ thu hoạch lớn Hàng năm có tới 38 triệu rơm rạ từ lúa khoảng