Nghiên cứu tiền xử lý rơm rạ để nâng cao hiệu suất thủy phân bằng enzyme cho sản xuất etanol sinh học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THỊ MINH PHƯƠNG NGHIÊN CỨU TIỀN XỬ LÝ RƠM RẠ ĐỂ NÂNG CAO HIỆU SUẤT THỦY PHÂN BẰNG ENZYME CHO SẢN XUẤT ETANOL SINH HỌC LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC Hà Nội – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THỊ MINH PHƯƠNG NGHIÊN CỨU TIỀN XỬ LÝ RƠM RẠ ĐỂ NÂNG CAO HIỆU SUẤT THỦY PHÂN BẰNG ENZYME CHO SẢN XUẤT ETANOL SINH HỌC Chuyên ngành: Vật liệu cao phân tử tổ hợp Mã số: 62440125 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Doãn Thái Hòa TS Lê Quang Diễn Hà Nội – 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Việc tham khảo nguồn tài liệu trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo theo quy định TẬP THỂ HƯỚNG DẪN HD1: PGS.TS Dỗn Thái Hịa HD2: TS Lê Quang Diễn TÁC GIẢ Nguyễn Thị Minh Phương LỜI CẢM ƠN Luận án hoàn thành kết nỗ lực thân giúp đỡ, động viên tinh thần thầy giáo, gia đình, đồng nghiệp, bạn bè Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Trung tâm Nghiên cứu Vật liệu Polyme, Viện Kỹ thuật Hóa học, Viện Đào tạo Sau đại học tạo điều kiện cho học tập, thực luận án Trường Với tất chân thành, xin gửi lời cảm ơn trân trọng đến tập thể hướng dẫn: PGS.TS Doãn Thái Hòa, TS Lê Quang Diễn gợi mở ý tưởng khoa học, tạo điều kiện vật chất tinh thần cho tơi hồn thành luận án Các thầy cô giáo hướng dẫn tận tình lịng nhiệt huyết nhà giáo say mê, hiểu biết sâu sắc chuyên môn nhà khoa học Qua luận án, xin bày tỏ cảm phục, lịng kính trọng biết ơn to lớn thầy giáo hướng dẫn Tôi xin chân thành cảm ơn ủng hộ, giúp đỡ mặt Thầy Cô giáo đồng nghiệp Bộ môn Công nghệ Xenluloza Giấy–Viện Kỹ thuật Hoá học, Trung tâm nghiên cứu vật liệu Polyme, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Cảm ơn đề tài 04/ĐT.04.09/ NLSH, đề tài nhánh Nghị định thư với Vương quốc Anh PGS.TS Doãn Thái Hòa cung cấp enzyme thương phẩm, dụng cụ phân tích hỗ trợ phần kinh phí cho số nghiên cứu luận án Ngoài ra, luận án nhận quan tâm, giúp đỡ nghiên cứu phần lên men dịch đường thành etanol, chỉnh sửa hồn thiện luận án PGS.TS Trần Đình Mấn – Viện CNSH & TP, Viện Hàn lâm KHCNVN, tơi xin bày tỏ kính trọng tri ơn sâu sắc Bản luận án quà xin dành tặng cho Bố mẹ, anh chị em, gia đình nhỏ gái Bùi Nguyễn Tường Vy Hà Nội, ngày 17 tháng 08 năm 2015 TÁC GIẢ Nguyễn Thị Minh Phương MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ETANOL SINH HỌC 1.1.Tổng quan nhiên liệu sinh học 1.1.1 Khái niệm phân loại 1.1.2 Công nghệ sản xuất etanol sinh học 1.1.3 Tình hình sản xuất sử dụng nhiên liệu sinh học nước 1.2 Sản xuất nhiên liệu sinh học từ sinh khối lignocellulose 1.2.1 Khái niệm sinh khối 1.2.2 Công nghệ tiền xử lý sinh khối lignocellulose cho sản xuất nhiên liệu 1.2.3 Thủy phân sinh khối enzyme cho sản xuất etanol sinh học 19 1.2.4 Lên men etanol từ dịch thủy phân sinh khối enzyme 25 1.3 Sản xuất etanol sinh học từ rơm rạ 31 1.3.1 Tiềm rơm rạ Việt Nam 31 1.3.2 Một số đặc điểm thực vật rơm rạ 31 1.3.3 Công nghệ TXL rơm rạ hiệu cho sản xuất etanol sinh học 33 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 39 2.1 Vật liệu 39 2.1.1 Rơm rạ phương pháp lấy mẫu 39 2.1.2 Hóa chất 39 2.1.3 Enzyme 39 2.1.4 Chủng vi sinh vật lên men etanol 40 2.2 Phương pháp xác định thành phần sinh khối, cấu tạo giải phẫu số tính chất lý học rơm rạ 41 2.2.1 Phương pháp xác định thành phần sinh khối rơm rạ 41 2.2.2 Phương pháp xác định cấu tạo giải phẫu rơm rạ 41 2.2.3 Phương pháp nghiên cứu tính chất xơ sợi rơm rạ 42 2.2.4 Phương pháp xác định khối lượng thể tích rơm rạ 42 i 2.2.5 Phương pháp xác định thành phần nguyên tố 42 2.2.6 Xác định số kết tinh cellulose rơm rạ 43 2.3 Phương pháp xác định thành phần hóa học rơm rạ 43 2.4 Phương pháp tiền xử lý rơm rạ 43 2.4.1 Phương pháp TXL rơm rạ axit axetic 45 2.4.2 Phương pháp tiền xử lý rơm rạ kiềm 45 2.4.3 Phương pháp thu bột xút tẩy trắng từ bột xút rơm rạ 46 2.5 Phương pháp thủy phân rơm rạ 47 2.6 Phân tích thành phần nồng độ đường 47 2.6.1 Phân tích nồng độ đường phương pháp DNS 47 2.6.2 Phân tích thành phần dung dịch đường phương pháp HPLC 49 2.7 Phương pháp xác định hoạt độ enzyme xylanase cellulase 49 2.7.1 Xác định hoạt độ endoglucanase 49 2.7.2 Xác định hoạt độ exoglucanase 49 2.7.3 Hoạt độ enzyme β-glucosidase 50 2.7.4 Xác định hoạt lực xylanase 50 2.8 Phương pháp lên men etanol 50 2.8.1 Lên men etanol dịch đường thủy phân 50 2.8.2 Xác định hàm lượng etanol phương pháp hóa học 51 2.9 Phương pháp xử lý số liệu quy hoạch thực nghiệm Box−Behnken sử dụng phần mềm Design−Expert 7.0.0 53 2.9.1 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm quy hoạch thực nghiệm 53 2.9.2 Tối ưu hóa trình chế biến rơm rạ 53 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 54 3.1 Đặc điểm cấu tạo, tính chất lý học thành phần hóa học rơm rạ số giống lúa phổ biến Việt Nam 54 3.1.1 Đặc điểm thành phần sinh khối thân lúa 54 3.1.2 Cấu tạo hiển vi thân lúa 55 3.1.3 Một số tính chất lý học rơm rạ 58 ii 3.1.4 Thành phần nguyên tố rơm rạ 61 3.1.5 Thành phần hóa học rơm rạ 61 3.2 Tiền xử lý rơm rạ cho q trình đường hóa enzyme 62 3.2.1 Tiền xử lý rơm rạ axit axetic 63 3.2.2 Tiền xử lý rơm rạ kiềm áp suất khí 74 3.2.3 Tiền xử lý rơm rạ kiềm theo phương pháp nấu kín 82 3.3 Tối ưu hóa q trình thủy phân rơm rạ qua tiền xử lý lên men dịch đường thành etanol 106 3.3.1 Tối ưu hóa q trình thủy phân cellulose rơm rạ từ bột xút tẩy trắng 106 3.3.2 Tối ưu hóa q trình thủy phân bột xút 110 3.3.3.Tối ưu hóa trình thủy phân bột sunfat 114 3.3.4 Tối ưu hóa thủy phân rơm rạ sau tiền xử lý axit axetic 117 3.3.5 Lên men dịch đường thu etanol 121 KẾT LUẬN 123 KIẾN NGHỊ NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO 125 DANH MỤC CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN…………………………………………… 138 PHỤ LỤC……………………………………………………………………………… 139 iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ BG β−glucosidase Biorefinery Tinh chế sinh khối Bột sunfat Bã rắn thu sau tiền xử lý rơm rạ (NaOH +Na2S) Bột xút Bã rắn thu sau tiền xử lý rơm rạ NaOH CBH Exo β-1,4-glucanases (β-1,4-exoglucane hydrolase) (Cellobiohydrolase hay Exoglucanase) DMC (Direct microbial conversion) Chuyển hóa vi sinh vật trực tiếp DNS Dinitrosalicylic axit EDX (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) Phổ tán xạ lượng tia X EG Endo-β-1,4-glucanases (Endoglucanase) EMP (Embden-Meyerhoff-Panass) Con đường đường phân HPLC (High Performance Liquid Chromatography) Sắc ký lỏng hiệu cao HRTEM (High-resolution transmission electron microscopy) Kính hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) Ban Liên Chính phủ biến đổi khí hậu Kiềm hoạt tính Là kiềm hữu hiệu quy đổi sang đơn vị Na2O trường hợp nấu xút NaOH, trường hợp nấu sunfat (NaOH+Na2S) KLTB Khối lượng trung bình KTĐ Khơ tuyệt đối Nấu kiềm Nói chung tiền xử lý rơm rạ NaOH hỗn hợp (NaOH +Na2S) Nấu sunfat Tiền xử lý rơm rạ hỗn hợp (NaOH +Na2S) Nấu xút Tiền xử lý rơm rạ NaOH NLSH Nhiên liệu sinh học SEM (Scanning Electron Microscopy) Kính hiển vi điện tử quét SHF (Separate hydrolysis and fermentation) Thủy phân lên men riêng biệt SSF (Simultaneous saccharification and fermentation) Đường hóa lên men đồng thời TAPPI (The Technical Association of the Pulp and Paper Industry) Hiệp hội giấy bột giấy Mỹ Trích ly kiềm Xử lý bột axetic thu dung dịch NaOH điều kiện “mềm” TXL Tiền xử lý XRD (X-ray diffraction) Phổ nhiễu xạ tia X iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Đặc điểm enzyme Cellic® CTec2 Cellic® HTec2 39 Bảng 2.2 Xác định thành phần hóa học rơm rạ theo phương pháp TAPPI 43 Bảng 2.3 Bảng pha lỗng cồn 0,25% cho phân tích nồng độ etanol 52 Bảng 3.1 Thành phần sinh khối thân lúa không hạt 55 Bảng 3.2 Kích thước xơ sợi số loại thân thảo ngắn ngày 59 Bảng 3.3 Khối lượng thể tích rơm rạ số giống lúa 60 Bảng 3.4 Thành phần nguyên tố rơm rạ số giống lúa 61 Bảng 3.5 Thành phần hóa học rơm rạ số giống lúa 62 Bảng 3.6 Biến đổi cellulose trình TXL (CH3COOH+HCl) 73 Bảng 3.7 Chỉ số độ kết tinh cellulose rơm rạ sau TXL kiềm 79 Bảng 3.8 Thành phần tinh thể, vơ định hình cellulose rơm rạ sau nấu xút 79 Bảng 3.9 Thành phần tinh thể, vơ định hình cellulose rơm rạ sau nấu sunfat 79 Bảng 3.10 Bảng thống kê yếu tố khảo sát khoảng biến đổi 83 Bảng 3.11 Thiết kế thực nghiệm TXL rơm rạ xút theo Box-Behnken 83 Bảng 3.12 Tối ưu hóa hàm mục tiêu đường khử thủy phân bột xút theo biến 86 Bảng 3.13 Ảnh hưởng NaOH đến thay đổi thành phần cellulose 90 Bảng 3.14 Thành phần dịch đường sau thủy phân enzyme bột xút 92 Bảng 3.15 Thiết kế thí nghiệm TXL rơm rạ sunfat theo Box-Behnken 94 Bảng 3.16 Tối ưu hóa hàm mục tiêu đường khử thủy phân bột sunfat theo biến 99 Bảng 3.17 Ảnh hưởng (NaOH+Na2S) đến thay đổi thành phần cellulose 101 Bảng 3.18 Thành phần dịch đường sau trình thủy phân enzyme bột sunfat 105 Bảng 3.19 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy phân bột xút tẩy trắng từ rơm rạ 107 Bảng 3.20 Thiết kế thí nghiệm thủy phân bột xút tẩy trắng từ rơm rạ theo Box– Behnken 108 Bảng 3.21 Thành phần hóa học rơm rạ ban đầu bột xút tối ưu 110 Bảng 3.22 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy phân bột xút rơm rạ 111 Bảng 3.23 Thiết kế thí nghiệm thủy phân bột xút tối ưu từ rơm rạ theo Box−Behnken 111 v Bảng 3.24 So sánh chế độ thủy phân khác bột xút tối ưu từ rơm rạ 114 Bảng 3.25 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy phân bột sunfat rơm rạ 114 Bảng 3.26 Thiết kế thí nghiệm thủy phân bột sunfat tối ưu từ rơm rạ theo Box−Behnken 115 Bảng 3.27 So sánh chế độ thủy phân khác bột sunfat tối ưu từ rơm rạ 117 Bảng 3.28 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy phân bột rơm rạ sau TXL 118 Bảng 3.29 Thiết kế thí nghiệm thủy phân bột rơm rạ sau TXL (CH3COOH+HCl) trích ly kiềm theo Box−Behnken 118 Bảng 3.30 So sánh điều kiện thủy phân tối ưu loại bột từ rơm rạ 120 Bảng 3.31 Hiệu suất lên men etanol dịch đường bột rơm rạ sau thủy phân 121 vi Thống kê thành phần sinh khối rơm nếp Bảng 1.3 Thống kê thành phần sinh khối rơm rạ nếp STT Khối lượng rạ (g) 0,68 0,96 0,90 0,71 0,64 0,39 0,74 0,82 0,90 10 0,55 11 0,74 12 0,73 13 0,82 14 0,79 15 0,71 16 0,61 17 0,51 18 0,47 19 0,88 20 0,62 21 0,46 22 0,74 23 0,61 24 0,70 25 0,65 26 0,51 27 0,58 28 0,66 29 0,65 30 0,47 31 0,72 32 0,54 33 0,50 34 0,68 35 0,96 Khối lượng trung bình, % Khối lượng rơm Khối lượng rơm Rạ, % (g) rạ (g) 0,53 1,21 55,94 0,48 1,44 66,80 0,33 1,23 73,02 0,27 0,98 72,14 0,36 1,00 63,70 0,31 0,70 55,88 0,37 1,10 66,69 0,37 1,19 69,04 0,63 1,52 58,94 0,31 0,86 63,98 0,72 1,46 50,81 0,46 1,19 61,59 0,34 1,16 70,79 0,34 1,12 70,19 0,33 1,04 68,18 0,44 1,05 57,98 0,42 0,94 54,90 0,25 0,72 65,30 0,34 1,22 72,36 0,24 0,86 72,00 0,23 0,69 66,91 0,26 1,00 74,14 0,30 0,90 67,17 0,33 1,03 68,10 0,26 0,91 71,59 0,33 0,84 60,33 0,32 0,90 64,04 0,23 0,89 73,84 0,36 1,01 64,12 0,30 0,77 60,88 0,27 0,99 72,95 0,45 0,99 54,82 0,36 0,86 57,65 0,53 1,21 55,94 0,48 1,44 66,80 65,11 Rơm, % 44,06 33,20 26,98 27,86 36,30 44,12 33,31 30,96 41,06 36,03 49,19 38,41 29,21 29,81 31,82 42,02 45,10 34,70 27,64 28,00 33,10 25,86 32,83 31,90 28,41 39,67 35,96 26,16 35,88 39,12 27,05 45,18 42,35 44,06 33,20 34,89 141 Thống kê thành phần sinh khối rơm rạ BC 15 Bảng 1.4 Thống kê thành phần sinh khối rơm rạ BC15 STT Khối lượng rạ Khối lượng rơm (g) (g) Khối lượng rơm Rạ, % rạ (g) Rơm, % 1,22 0,66 1,88 64,70 35,30 1,50 0,66 2,16 69,49 30,51 1,91 0,83 2,74 69,60 30,40 1,12 0,80 1,93 58,31 41,69 1,32 0,55 1,87 70,62 29,38 0,94 0,46 1,41 67,12 32,88 1,88 0,74 2,62 71,76 28,24 1,13 0,85 1,97 57,09 42,91 0,70 0,53 1,22 56,91 43,09 10 1,33 0,62 1,95 68,11 31,89 11 0,75 0,91 1,66 45,28 54,72 12 1,29 0,77 2,05 62,57 37,43 13 0,64 0,61 1,25 51,03 48,97 14 1,57 0,70 2,26 69,15 30,86 15 2,35 0,82 3,17 74,10 25,90 16 0,99 0,93 1,92 51,74 48,26 17 1,52 0,58 2,10 72,37 27,63 18 1,48 0,58 2,05 71,92 28,08 19 1,45 0,90 2,35 61,53 38,47 20 1,54 0,69 2,22 69,21 30,79 21 2,25 0,61 2,87 78,65 21,35 22 1,89 0,61 2,50 75,58 24,42 23 1,53 0,51 2,04 75,21 24,79 24 1,40 0,58 1,99 70,65 29,35 25 1,94 0,69 2,63 73,65 26,35 26 1,86 0,68 2,54 73,38 26,62 27 1,93 0,62 2,55 75,74 24,26 28 2,20 0,81 3,01 73,07 26,93 29 1,77 0,57 2,34 75,49 24,51 30 1,49 0,54 2,03 73,39 26,61 31 1,12 0,65 1,77 63,38 36,62 32 1,49 0,55 2,04 72,93 27,07 33 2,25 0,51 2,76 81,55 18,45 34 1,92 0,79 2,71 71,00 29,00 35 1,43 0,92 2,34 Khối lượng trung bình, % 60,90 70,82 39,10 29,18 142 Thống kê thành phần sinh khối rơm rạ Q5 Bảng 1.5 Thành phần sinh khối rơm rạ Q5 STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 Khối lượng rạ (g) Khối lượng rơm (g) Khối lượng rơm rạ (g) Rạ, % 1,61 0,75 2,36 68,06 1,49 1,04 2,53 58,86 1,63 0,69 2,32 70,35 1,20 0,39 1,59 75,35 1,66 0,66 2,32 71,60 0,92 0,44 1,36 67,46 1,89 0,53 2,42 78,05 1,48 0,62 2,10 70,45 1,98 0,70 2,68 73,97 1,66 0,77 2,44 68,29 1,49 0,67 2,16 68,79 1,12 0,55 1,67 67,15 1,25 0,89 2,14 58,57 1,78 0,49 2,26 78,55 1,46 0,86 2,32 62,96 1,49 0,90 2,39 62,21 1,25 0,80 2,05 61,08 0,98 0,83 1,81 53,93 1,50 0,71 2,21 67,84 1,63 0,84 2,46 66,10 1,33 0,59 1,91 69,40 1,57 0,54 2,10 74,53 1,30 0,80 2,10 61,86 1,69 0,83 2,52 67,23 1,26 0,94 2,20 57,16 1,28 0,52 1,80 71,32 1,26 0,72 1,98 63,53 1,30 0,50 1,79 72,33 1,48 0,86 2,33 63,35 1,18 0,64 1,81 64,99 1,01 0,85 1,86 54,19 1,17 0,66 1,83 64,09 0,82 0,56 1,38 59,59 1,56 0,76 2,32 67,27 1,31 0,56 1,86 70,21 1,89 0,53 2,42 78,12 1,62 0,76 2,38 68,05 1,70 0,34 2,04 83,34 1,15 0,65 1,80 64,05 0,82 0,80 1,62 50,67 1,34 0,88 2,22 60,43 Rơm, % 31,94 41,15 29,66 24,65 28,40 32,54 21,95 29,55 26,03 31,71 31,21 32,85 41,44 21,46 37,04 37,79 38,93 46,07 32,16 33,90 30,60 25,47 38,14 32,77 42,84 28,68 36,47 27,67 36,65 35,01 45,81 35,91 40,41 32,73 29,79 21,88 31,95 16,66 35,95 49,33 39,57 143 42 2,48 43 1,08 44 1,47 45 1,72 46 1,64 47 1,02 48 1,42 49 1,59 50 1,38 51 0,95 52 1,00 53 0,88 54 1,32 55 1,64 56 0,94 Khối lượng trung bình, % 0,24 0,39 0,64 0,91 0,73 0,70 0,60 0,50 0,85 0,66 0,75 0,80 0,62 0,53 0,85 2,71 1,47 2,11 2,62 2,36 1,72 2,01 2,08 2,23 1,61 1,75 1,68 1,94 2,17 1,79 91,27 73,34 69,86 65,44 69,19 59,38 70,31 76,19 61,86 59,12 57,38 52,28 68,07 75,79 52,46 66,74 8,73 26,67 30,14 34,56 30,81 40,62 29,69 23,81 38,14 40,88 42,62 47,72 31,94 24,21 47,54 33,26 Phụ lục Cấu tạo giải phẫu rơm rạ số giống lúa Khang Dân Q5 Hình 2.1 Cấu tạo hiển vi mặt cắt ngang phần lóng rơm rạ Khang Dân Q5 144 Khang Dân Q5 Hình 2.1 Cấu tạo hiển vi đốt thân lúa Khang Dân Q5 (mặt cắt ngang) 145 Phụ lục Hình thái kích thước xơ sợi rơm rạ 3.1 Hình thái xơ sợi rơm rạ số giống lúa Khang Dân Q5 Hình 2.2 Hình thái xơ sợi rơm rạ số giống lúa 3.2 Kích thước xơ sợi rơm rạ số giống lúa Bảng 3.2 Thống kê kích thước xơ sợi rơm rạ Khang Dân, Q5 STT Độ phóng đại X10 X10 X10 X10 Kích thước sợi Khang dân ảnh (mµ) Dài Rộng 1612 17 1623 14 1999 15 2216 14 Kích thước sợi Khang Dân thực (mµ) Dài Rộng 827 832 1025 1136 Kích thước sợi Q5 ảnh (mµ) Dài Rộng 2444 1652 1710 1938 19 23 21 15 Kích thước sợi Q5 thực (mµ) Dài Rộng 3055 24 2065 29 2138 27 2423 19 146 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 X10 2025 X10 2177 X10 2000 X10 2189 X10 1566 X10 2190 X10 1513 X10 1479 X10 1600 X10 1449 X10 1491 X10 1543 X10 2136 X10 2081 X10 1605 X10 2019 X10 2012 X10 1776 X10 2020 X10 1492 X10 1604 X10 2100 X10 1563 X10 1554 X10 1569 X10 1513 X10 1718 X10 2066 X10 1894 X10 2103 X10 2112 Trung bình 14 14 14 13 15 14 13 15 16 18 17 18 13 14 13 13 13 11 11 14 16 16 11 17 13 14 15 11 15 16 11 1038 1116 1025 1122 803 1123 776 758 821 743 764 791 1096 1067 823 1036 1032 911 1036 765 823 1077 802 797 804 776 881 1059 971 1079 1083 932 7 7 7 8 9 7 7 6 8 8 2169 1221 2192 1809 1999 1938 1870 1803 2005 1998 1810 2217 2016 2324 1591 1792 1484 2444 1652 1710 1938 2169 1221 2192 1809 16 18 11 12 24 23 13 14 22 15 21 20 16 17 19 18 18 19 23 21 15 16 18 11 12 2711 1526 2739 2261 2499 2423 2338 2254 2506 2498 2263 2771 2520 2905 1989 2240 1855 3055 2065 2138 2423 2711 1526 2739 2261 20 22 14 15 30 29 16 18 28 19 26 25 20 21 24 23 23 24 29 27 19 20 22 14 15 1904 18 2380 22 147 Phụ lục Khối lượng thể tích rơm rạ số giống lúa Bảng 4.1 Thống kê khối lượng thể tích rơm Khang Dân, lúa nếp ST T 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 KL lúa Khang dân (g) 5,17 3,14 2,52 2,23 2,91 2,19 3,52 2,23 3,61 2,23 3,14 2,47 4,55 3,79 4,06 4,36 4,68 3,43 4,48 3,66 4,02 2,72 3,92 2,51 6,07 3,50 2,37 2,10 3,00 3,98 4,30 3,67 4,40 4,61 Thể tích lúa Khang dân (cm3) 22,82 13,75 10,44 10,24 14,73 9,09 16,98 11,43 15,10 12,12 14,02 12,89 19,67 17,88 18,69 19,33 18,23 16,60 20,62 16,76 16,62 14,57 21,51 15,47 22,35 14,70 13,58 10,38 14,75 19,22 19,07 17,56 19,07 17,92 KLTB Khối lượng thể tích Khang dân (g/cm3) 0,23 0,23 0,24 0,22 0,20 0,24 0,21 0,20 0,24 0,19 0,22 0,19 0,23 0,21 0,22 0,23 0,26 0,21 0,22 0,22 0,24 0,19 0,18 0,16 0,27 0,24 0,18 0,20 0,20 0,21 0,23 0,21 0,23 0,26 0,22 Khối lượng mẫu lúa nếp (g) 1,13 1,91 1,39 2,32 2,56 0,97 2,12 2,09 1,49 2,01 2,15 2,32 2,60 2,16 2,18 2,31 2,07 2,01 2,05 2,26 1,95 1,69 2,07 1,19 1,57 1,85 2,25 2,24 1,86 1,30 1,98 1,63 1,33 1,69 2,81 Thể tích mẫu lúa nếp (cm3) 4,04 8,41 5,71 9,91 8,64 3,68 5,76 9,84 5,63 7,95 8,55 9,44 10,80 8,79 9,21 8,48 7,69 7,83 8,32 9,26 7,71 5,84 8,08 4,69 6,65 6,97 9,30 7,27 7,23 5,16 6,74 6,49 5,16 6,61 11,00 Khối lượng thể tích lúa nếp (g/cm3) 0,28 0,23 0,24 0,23 0,30 0,26 0,37 0,21 0,27 0,25 0,25 0,25 0,24 0,25 0,24 0,27 0,27 0,26 0,25 0,24 0,25 0,29 0,26 0,25 0,24 0,27 0,24 0,31 0,26 0,25 0,29 0,25 0,26 0,26 0,25 0,26 148 Bảng 4.2 Thống kê khối lượng thể tích rơm rạ Q5 BC15 STT KL lúa Q5 (g) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 4,56 4,48 3,36 6,28 5,42 4,09 4,70 4,57 4,01 5,39 3,08 4,33 2,13 2,91 4,35 5,25 4,46 2,92 5,24 4,55 4,48 3,91 4,90 3,81 3,16 3,41 5,34 4,31 4,05 4,06 4,56 4,48 3,36 6,28 5,42 4,09 4,70 Thể tích lúa Q5 (cm3) 17,72 17,03 14,62 21,99 20,19 15,09 16,43 16,76 14,72 20,50 10,87 16,60 9,17 12,08 17,84 22,80 18,16 13,27 20,81 19,16 19,56 14,20 17,00 14,64 13,61 14,19 18,42 17,13 16,75 18,25 17,73 17,04 14,63 21,99 20,19 15,09 16,43 KL thể tích Q5 KL lúa Thể tích (g/cm3) BC15 (g) lúa BC15 (cm3) 0,25 4,73 16,97 0,26 4,45 17,79 0,23 6,14 22,46 0,28 5,09 17,74 0,26 5,75 19,63 0,27 5,40 20,41 0,28 4,00 14,49 0,27 3,57 14,12 0,27 4,94 20,94 0,26 4,19 17,16 0,28 3,92 15,32 0,26 3,19 14,52 0,23 3,12 12,23 0,24 3,76 15,39 0,24 3,63 14,40 0,23 5,37 21,26 0,24 2,43 11,01 0,22 2,69 10,60 0,25 4,53 19,94 0,23 4,15 15,62 0,22 3,31 12,51 0,27 4,18 17,97 0,28 3,92 16,15 0,26 4,74 19,60 0,23 4,15 16,96 0,24 4,00 15,93 0,29 4,10 16,50 0,25 4,53 17,17 0,24 4,11 16,01 0,22 5,36 19,61 0,25 4,13 20,43 0,26 3,41 14,06 0,23 4,87 20,10 0,28 4,73 16,96 0,26 4,45 17,78 0,27 6,14 22,46 0,28 5,09 17,74 KL thể tích BC15 (g/cm3) 0,28 0,25 0,27 0,29 0,29 0,27 0,28 0,25 0,24 0,24 0,26 0,22 0,26 0,25 0,25 0,25 0,22 0,25 0,23 0,27 0,26 0,23 0,24 0,24 0,25 0,25 0,25 0,26 0,26 0,27 0,20 0,24 0,24 0,28 0,25 0,27 0,29 149 KLTT trung bình 0,25 0,25 Phụ lục Thành phần nguyên tố rơm rạ số giống lúa 5.1 Xác định thành phần nguyên tố rơm rạ Khang Dân phổ STEM−EDX Hình 5.1 Phổ SEM−EDX rơm rạ Khang Dân 5.2 Thành phần nguyên tố rơm rạ BC15 150 Hình 5.2 Phổ SEM EDX rơm rạ BC15 5.3 Thành phần nguyên tố rơm rạ OM 4900 Hình 5.3 Phổ SEM EDX rơm rạ OM 4900 151 Phụ lục Thành phần dịch đường thu trình thủy phân 152 153 154 155 ... sinh- hóa học Vì để nâng cao hiệu chuyển hóa rơm rạ thành etanol sinh học, cần có nghiên cứu sâu hệ thống Do đó, tác giả chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu tiền xử lý rơm rạ để nâng cao hiệu thủy phân enzyme cho. .. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THỊ MINH PHƯƠNG NGHIÊN CỨU TIỀN XỬ LÝ RƠM RẠ ĐỂ NÂNG CAO HIỆU SUẤT THỦY PHÂN BẰNG ENZYME CHO SẢN XUẤT ETANOL SINH HỌC Chuyên ngành: Vật liệu cao phân tử tổ... Thủy phân sinh khối enzyme cho sản xuất etanol sinh học 19 1.2.4 Lên men etanol từ dịch thủy phân sinh khối enzyme 25 1.3 Sản xuất etanol sinh học từ rơm rạ 31 1.3.1 Tiềm rơm