Nghiên cứu công nghệ thuỷ phân và lên men đồng thời lục bình thành cồn sinh học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ THUỶ PHÂN VÀ LÊN MEN ĐỒNG THỜI LỤC BÌNH THÀNH CỒN SINH HỌC Ngành: CƠNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Đình Quân Sinh viên thực : Lê Hồng Đức MSSV: 1151110089 Lớp: 11DSH02 TP Hồ Chí Minh, 2015 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu tôi, hỗ trợ giảng viên hướng dẫn TS Nguyễn Đình Quân Những kết q trình nghiên cứu trung thực khơng chép Nội dung đồ án có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đăng tải tác phẩm, tạp chí trang web theo danh mục tài liệu tham khảo Ngồi ra, đề tài cịn sử dụng số nhận xét, đánh giá tác giả, quan khác thể phần tài liệu tham khảo Nếu phát có gian lận tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng chấp nhận kỷ luật từ nhà trường Sinh viên thực Lê Hồng Đức LỜI CẢM ƠN Những tháng ngày cịn học trường, thầy truyền dạy cho em kiến thức kinh nghiệm quý báu sống Và ngày làm đồ án tốt nghiệp, em củng cố kiến thức kinh nghiệm thời gian làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Công Nghệ Sinh Học - Thực Phẩm – Môi Trường ban giám hiệu Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM tận tình dạy dỗ, tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho chúng em học tập suốt năm học tập trường Em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến thầy TS Nguyễn Đình Quân tận tình hướng dẫn, tạo nhiều điều kiện thuận lợi đưa lời khuyên chân tình, giúp em hồn thành tốt đồ án Em chân thành cảm ơn cô Trần Thị Tưởng An, chị Vũ Lê Vân Khánh, chị Trần Phước Nhật Uyên, anh Phan Đình Đơng giúp đỡ em kiến thức chun mơn tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho em thực tốt đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn bạn Nguyễn Gia Hân, bạn Nguyễn Thuỳ Dung động viên, ủng hộ tinh thần giúp em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Và xin cảm ơn Bố, Mẹ người âm thầm ủng hộ, động viên tinh thần tiếp cho nghị lực sống để hoàn tốt đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH ẢNH iv DANH MỤC CÁC BẢNG v MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Mục tiêu nghiên cứu: Nhiệm vụ nghiên cứu: .2 Phương pháp nghiên cứu Kết cấu đồ án: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu bioethanol .4 1.1.1 Khái niệm Bioethanol 1.1.2 Tình hình phát triển bioethanol nước giới .4 1.1.2.1 Trên giới: .4 1.1.2.2 Trong nước 1.2 Các loại Bioethanol 1.2.1 Bioethanol hệ thứ 1.2.2 Bioethanol hệ thứ hai 1.2.3 Bioethanol hệ thứ ba 1.2.4 Ưu điểm nhược điểm Bioethanol 10 1.3 Quy trình sản xuất bioethanol từ sinh khối lignocellulose 12 1.3.1 Sinh khối lignocellulose 12 1.3.2 Cellulose 13 1.3.3 Hemicellulose 13 1.3.4 Lignin 14 1.4 Các bước biến đổi sinh khối lignocellulose thành ethanol .14 1.4.1 Quá trình tiền xử lý 14 i Đồ án tốt nghiệp 1.4.2 Quá trình thuỷ phân 18 1.4.3 Quá trình lên men .19 1.5 Vi sinh vật sử dụng cho trình lên men rượu .21 1.1.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình lên men 23 1.6 Lục bình 26 1.6.1 Phân loại khoa học 26 1.6.2 Nguồn gốc 26 1.6.3 Nơi sống 27 1.6.4 Thành phần hoá học 27 1.6.5 Đặc điểm sinh trưởng 28 1.6.6 Hình thức sinh sản 28 1.6.7 Thực trạng sử dụng lục bình Việt Nam 28 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 2.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu 31 2.1.1 Thời gian nghiên cứu 31 2.1.2 Địa điểm .31 2.2 Nguyên liệu hoá chất 31 2.2.1 Nguyên liệu 31 2.2.2 Hoá chất .33 2.3 Thiết bị dụng cụ 34 2.3.1 Dụng cụ 34 2.3.2 Thiết bị .34 2.4 Phương pháp nghiên cứu 37 2.4.1 Phương pháp phân tích thành phần xơ sợi 37 2.4.2 Phương pháp đo nồng độ glucose, xylose ethanol sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 40 2.4.3 Phương pháp đo độ ẩm nguyên liệu 42 2.4.4 Phương pháp nuôi cấy men xác định số OD 43 2.5 Bố trí thí nghiệm .46 ii Đồ án tốt nghiệp 2.5.1 Sơ đồ thí nghiệm đồ án 46 2.5.2 Bố trí thí nghiệm 47 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .49 3.1 Thành phần lục bình ban đầu 49 3.2 Qúa trình thuỷ phân lên men đồng thời .50 3.2.1 Kết thời gian lên men 50 3.2.2 Hiệu suất lên men theo thời gian .51 3.3 Thành phần bã lục bình sau thuỷ phân lên men đồng thời 53 3.4 Thí nghiệm bổ sung 54 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 4.1 Kết luận .56 4.2 Kiến Nghị 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO .58 PHỤ LỤC iii Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Dự án JICA - JST Hình Cấu trúc lignocellulose 12 Hình Cấu trúc không gian cellulose 13 Hình Nấm men Saccharomyces cerevisiae quan sát kính hiển vi 21 Hình Chu kỳ sinh sản tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae 23 Hình Lục Bình 26 Hình Lục bình .31 Hình 2 Cắt, bỏ rễ, rửa lục bình 31 Hình Enzyme Cellulase 32 Hình Bột ngô (CSL) 33 Hình Thiết bị phân tích HPLC 36 Hình Thiết bị quang phổ UV - VIS 39 Hình Thiết bị lọc chân không .39 Hình Thiết bị đánh siêu âm 41 Hình Máy đo độ ẩm 43 Hình 10 Dịch kích hoạt men giống .44 Hình 11 Dịch nấm men sau ly tâm 45 Hình 12 Máy quang phổ kế 45 Hình 13 Sơ đồ thí nghiệm 46 Hình 14 Dụng cụ thuỷ phân lên men đồng thời .47 Hình Thành phần sơ xợi lục bình 49 Hình Nồng độ ethanol glucose theo thời gian lên men sử dụng enzyme với liều lượng % khối lượng so với khối lượng lục bình khơ : (1) Ethanol; (2) Glucose 50 Hình 3 Hiệu suất lên men ethanol theo thời gian 51 Hình Thành phần bã lục bình sau thuỷ phân lên men đồng thời 53 Hình So sánh hiệu suất trình SSF theo thời gian: (1) 3% Enzyme; (2) 2,5% Enzyme; (3) 1,5 % Enzyme; (4) 2% Enzyme .54 iv Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1 Thành phần chất có cấu trúc nấm men lạnh đông khô .22 Bảng Thành phần hoá học giá trị dinh dưỡng lục bình 27 Bảng Thành phần sơ xợi lục bình từ nhiều nguồn khác 29 Bảng Hóa chất sử dụng q trình thực thí nghiệm 33 Bảng 2 Thành phần chất bình phản ứng 48 v Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Quá trình sử dụng xăng dầu trở thành mối quan tâm lớn vấn đề biến đổi khí hậu tồn cầu việc sản sinh lượng khí CO ngày nhiều gây hiệu ứng nhà kính Việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch tạo mối quan tâm nguồn dầu mỏ ngày cạn kiệt giá nhiên liệu ngày tăng, gây ảnh hưởng đến kinh tế toàn cầu Những mối quan tâm góp phần thúc đẩy trình tạo loại lượng thay đáp ứng nhu cầu lượng lớn giới, phải kể đến ethanol sinh học Hiện giới , Brazil Hoa Kỳ hai nước dẫn đầu việc sử dụng tinh bột, đường từ ngơ mía để sản xuất ethanol sinh học Ethanol sinh học loại nhiên liệu sinh học thuộc hệ thứ sản xuất từ tinh bột đường công nghệ thông thường Tuy nhiên, việc sản xuất từ ethanol sinh học thuộc hệ thứ gây cạnh tranh vấn đề lương thực giới vấn đề kinh tế với nhiên liệu hoá thạch Nhưng ethanol sinh học hệ thứ hai giúp giải vấn đề cung cấp lượng nhiên liệu bền vững, chi phí thấp, đồng thời bảo vệ mơi trường sống người Ethanol sinh học hệ thứ hai sản xuất dựa loại không ăn (sinh khối lignocellulose), chúng biết đến nguồn nguyên liệu phong phú, rẻ tiền xem chất thải số nước Những nguồn nguyên liệu bao gồm phụ phế phẩm nông nghiệp như: lá, thân từ ngô, bắp, mía, vỏ trấu, rơm rạ Đây nguồn nguyên liệu dễ kiếm rẻ tiền Ngoài nguồn ngun liệu kể trên, nguồn lignocellulose tìm thấy chất thải ngành công nghiệp nơng nghiệp, ví dụ vỏ chanh, mùn cưa, bột giấy, chất thải cơng nghiệp Chính ưu điểm nêu nên việc sản xuất ethanol sinh học từ nguồn lignocellulose có ý nghĩa thiết thực cần thiết Đồ án tốt nghiệp Ngoài loại nguyên liệu mía, bắp để sản xuất ethanol Thực vật thuỷ sinh coi nguồn lượng thay đầy hứa hẹn nguồn nguyên liệu phong phú dễ trồng Hơn nữa, chúng có thuận lợi thể phát triển mặt nước mà không cạnh tranh với hầu hết loại lương thực rau cho đất canh tác Trong số lồi thực vật thuỷ sinh không kể đến nguồn nguyên liệu phong phú lục bình Bên cạnh mặt hạn chế trở ngại cho giao thông đường thuỷ gây nhiễm mơi trường lục bình ngăn cản dịng chảy, rác thải bị ứ đọng gây nhiều dịch bệnh cho người dân sống xung quanh Bên cạnh đó, nghiên cứu nhà khoa học lục bình xem nguồn nguyên liệu tiềm cho việc sản xuất ethanol Để khắc phục tình trạng khủng hoảng lượng tồn cầu hạn chế ô nhiễm môi trường, đề tài “ Nghiên cứu công nghệ thuỷ phân lên men đồng thời lục bình thành cồn sinh học ” thực nhằm giải vấn đề thực tiễn nhiên liệu hoá thạch dần cạn kiệt, giảm lượng khí CO đồng thời giảm thiểu tác hại tận dụng nguồn nguyên liệu lục bình kênh rạch Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu trình thủy phân lên men đồng thời để chuyển hóa cellulose nguồn lục bình ban đầu thành ethanol Nhiệm vụ nghiên cứu: Để thực mục tiêu nêu trên, đồ án tập trung nghiên cứu nhiệm vụ sau: • Nghiên cứu thành phần lục bình trước sau thuỷ phân lên men đồng thời • Khảo sát nồng độ ethanol, nồng độ glucose trình thuỷ phân lên men đồng thời lục bình theo thời gian Đồ án tốt nghiệp 3.3 Thành phần bã lục bình sau thuỷ phân lên men đồng thời ❖ Phương pháp phân tích trình bày mục 2.4.1 Lục Bình Lignin Cellulose Hemicellulose Tro Thành phần khác 16% 47% 23% 12% 2% Hình Thành phần bã lục bình sau thuỷ phân lên men đồng thời Hàm lượng cellulose bã sau thuỷ phân lên men đồng thời có thay đổi Hàm lượng cellulose giảm cao Điều lý giải cho việc hiệu suất chuyển hố cellulose thấp Có thể thấy trình tiền xử lý vật lý xay nát vật liệu không loại bỏ nhiều lignin, tro chất không xác định Do tiền xử lý học khơng có tác động hố chất Hơn nữa, việc tiền xử lý xay nát làm giảm kích thước nguyên liệu, cấu trúc chưa bị phá vỡ hồn tồn nên enzyme cellulase khó cơng Điều khiến nấm men khó chuyển hoá cellulose thành glucose khiến hiệu suất chuyển hoá thấp 53 Đồ án tốt nghiệp 3.4 Thí nghiệm bổ sung * Kết khảo sát thuỷ phân lên men đồng thời dùng lượng enzyme khác theo thời gian lên 50 Efficiency (%) 40 30 20 10 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Time (Hour) Hình So sánh hiệu suất trình SSF theo thời gian: (1) 3% Enzyme; (2) 2,5% Enzyme; (3) 1,5 % Enzyme; (4) 2% Enzyme Nhìn vào hình, hiệu suất chuyển hố tỷ lệ enzyme 3% cao hiệu suất tỷ lệ enzyme 1,5 % 2,5 % Điều đồng nghĩa, việc ta sử dụng lượng enzyme nhiều hiệu suất lớn hiệu suất nằm khoảng 20 % 25% tương đối thấp Tuy nhiên, hiệu suất chuyển hoá lượng enzyme 2% (45,76%) lại chiếm cao lượng enzyme % (28,47%) Cho thấy kết khảo sát lượng enzyme cần dùng không phù hợp với kết ban đầu Có thể giải thích ngun nhân sau đây: 54 Đồ án tốt nghiệp Thời gian lấy mẫu đợt sau cho thí nghiệm khảo sát lượng enzyme cho vào lấy vào mùa mưa Lục bình mùa mưa nhiều nước nên thành phần cellulose nhiều, dẫn đến thí nghiệm cho hiệu suất thấp nhiều Do thời gian làm đồ án có hạn, nên người làm đề tài khơng có đủ thời gian để làm thí nghiệm kiểm chứng Vì thí nghiệm phân tích thành phần sơ xợi phải từ – tuần 55 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận ❖ Kết luận thành phần xơ sợi thành phần sau thuỷ phân lên men đồng thời lục bình Thành phần lục bình - Lục bình chiếm 40,47 % cellulose, có khả trở thành nguồn nguyên liệu sản xuất bioethanol hệ thứ hai Vì thành phần sơ xợi chiếm khoảng 40%, tương đồng với nguyên liệu rơm rạ, thành phần nghiên cứu dự án Jica (JSC) - Thành phần sau thuỷ phân lên men đồng thời lượng cellulose cịn lại chiếm 23,20% Điều cho thấy trình tiền xử lý vật lý xay nát chưa phá vỡ hoàn toàn cấu trúc xơ sợi lục bình Kết luận trình thuỷ phân lên men đồng thời - Thời gian lên men lâu hiệu suất trình tăng hiệu suất cuối chiếm 45,76 % - Khảo sát lượng enzyme cho vào lượng enzyme % cho hiệu suất trình cao so với lượng enzyme bổ sung khác Tuy nhiên, kết không phù hợp với kết ban đầu 4.2 Kiến Nghị Quá trình thủy phân lên men đồng thời có ý nghĩa cơng nghiệp sản xuất bioethanol từ nguồn nguyên liệu lignocellulose chung từ lục bình nói riêng Những kết từ nghiên cứu phần chứng minh tính khả thi trình Tuy nhiên, nghiên cứu cịn nhiều hạn chế Việc nghiên cứu kỹ trình thủy phân lên men đồng thời có ý nghĩa việc sản xuất bioethanol Vì thời gian có hạn nên có nhiều quy trình phương pháp mà đồ án chưa tiến hành thử nghiệm hết, xin đưa số kiến nghị sau: - Cần tìm phương pháp tiền xử lý thích hợp cho nguyên liệu lục bình 56 Đồ án tốt nghiệp - Tiến hành phương pháp thuỷ phân lên men tách biệt để so sánh trình thuỷ phân lên men đồng thời - Nghiên cứu kỹ trình thuỷ phân lên men đồng thời để tăng hiệu suất thu hồi ethanol 57 Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo tiếng Việt [1] Dương Thuý Hoa (2004) Hiệu xử lý nước thải sau hầm ủ biogas lò giết mổ lục bình (Water Hyacinth), Luận án Thạc sĩ chuyên ngành khoa học môi trường, Trường Đại học Cần Thơ [2] Nguyễn Đức Lượng (2001) Công nghệ sinh học Nhà xuất Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2001 [3] Nguyễn Đức Lượng, Phan Thị Huyền, Nguyễn Ánh Tuyết, 2006 Thí nghiệm cơng nghệ sinh học (tập 2)- Thí nghiệm vi sinh vật học NXB ĐHQG TP Hồ Chí Minh [4] Trần Diệu Lý (2008) Nghiên cứu sản xuất ethanol nhiên liệu từ rơm rạ Luận văn tốt nghiệp đại học, Trường đại học Bách Khoa (ĐHQG TPHCM), Hồ Chí Minh [5] Phạm Cơng Minh (2012) Nghiên cứu khả chuyển đổi bèo tây thành cồn sinh học, Luận văn thạc sĩ khoa học, Trường đại học khoa học tự nhiên (ĐHQG Hà Nội), Hà Nội [6] Nguyễn Đình Thưởng Nguyễn Thị Thanh Hằng (2007) Cơng nghệ sản xuất kiểm tra cồn ethylic NXB Khoa học Kỹ thuật [7] Trần Thị Thu (2011) Khảo sát tiền xử lý lõi bắp enzyme sản xuất bioethanol, Luận văn tốt nghiệp đại học, Trường đại học Bách Khoa (ĐHQG TPHCM), Hồ Chí Minh [8] Tổng Cục Thống Kê, Niên giám thống kê, 2010 [9] TS Trịnh Thị Long cộng (2012) Tiềm sinh khí methan từ chất bèo lục bình định hướng sử dụng sinh khối Trung Tâm Khoa học Công Nghệ Môi trường Sinh Thái – Viện KHTL miền Nam Tài liệu tham khảo tiếng Anh [10] Gaspar, M., G Kalman, and K Reczey 2007 Corn fiber as a raw material for hemicellulose and ethanol production Process Biochem 42:1135–1139 58 Đồ án tốt nghiệp [11] ] Kumar, R., Wyman, C.E., 2009a Effects of cellulase and xylanase enzymes on the deconstruction of solids from pretreatment of poplar by leading technologies.Biotechnol Prog 25, 302–314 [12] Parveen Kumar, Diane M Barrett, Michael J Delwiche, and Pieter Stroeve, 2009 Methods for Pretreatment of Lignocellulosic Biomass for Efficient Hydrolysis and Biofuel Production Industrial & Engineering Chemistry Research, 48: 3713–3729 [13] Charles E.Wyman Handbook on Bioethanol: Product and Utilization Taylor&Francis, 1996 p 119-285 [14] P Alvira, E Tomás-Pejó, M Ballesteros, M.J Negro (2010) Pretreatment technologies for an efficient bioethanol production process based on enzymatic hydrolysis: A review Bioresource Technology 101 4851 –4861 [15] P Alvira, E Tomás-Pejó, M Ballesteros, M.J Negro (2010) Pretreatment technologies for an efficient bioethanol production process based on enzymatic hydrolysis: A review Bioresource Technology 101 4851 –4861 [16] Kumar, P., Barret, D M., Delwiche, M J & Stroeve, P (2009b) Methods for pretreatment of lignocellulosic biomass for efficient hydrolysis and biofuel production Ind Eng Chem Res., 48(8), 3713-3729 [17] Fileto-Pérez et al (2013) Evaluation of Eichhornia crassipes as an Alternative Raw Material for Reducing Sugars Production A review Bioresource Technology 101 5340 –5348 [18] Sirous Kalhorinia et al (2013) Optimization of acid and enzymatic saccharification of lignocellulosic substrate water hyacinth (EICHHORNIA CRASSIPES), Indian Streams Research Journal, , Volume-3, 2230-7850 [19] Sanchez C: Lignocellulosic residues: biodegradation and bioconversion by fungi Biotechnol Adv 2009;27:185-194 [20] Parveen Kumar, Diane M Barrett, Michael J Delwiche, and Pieter Stroeve Methods for Pretreatment of Lignocellulosic Biomass for Efficient Hydrolysis and 59 Đồ án tốt nghiệp Biofuel Production Industrial & Engineering Chemistry Research, 2009, 48 (8), pp 3713–3729.] [21] Saha, B.C., Iten, L.B., Cotta, M.A., Wu, Y.V., 2005 Dilute acid pretreatment, enzymatic saccharification and fermentation of wheat straw to ethanol Process Biochem 40: 3693–3700] [22] Mosier, N., Wyman, C.E., Dale, B.D., Elander, R.T., Lee, Y.Y., Holtzapple, M., Ladisch,C.M., 2005b Features of promising technologies for pretreatment of lignocellulosic biomass Bioresour Technol 96: 673–686 [23] Sun, Y., Cheng, J., 2002 Hydrolysis of lignocellulosic materials for ethanol production: a review Bioresour Technol 83: –11 [24] Hendriks, A.T.W.M., Zeeman, G., 2009 Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass, Bioresour Technol 100: 10–18 [25] Mani, S., Lope G Tabil, A Opoku (2002) “Bioethanol from Agricultural Crop Residues - an overview” ASAE/CSAE meeting presentation, Canada [26] Keikhosro Krimi, Giti Emtiazi, Mohammad J Taharzadeh, Ethanol production from dilute-acid pretreated rice straw by simultaneous saccharification and fermentation with mucor indicus, Rhizopus oryzae, Saccharomyces cerevisiae, Science Direct, Enzyme and microbial Technology 40, 2006 [27] Abreu P, Relva A, Matthew S, Gomes Z, Morais Z (2007) High-performance liquid chromatographic determination of glycalkaloids in potatoes from conventional, integrated and organic crop system Food Control 18, 40-44 Internet 28] http://www.iro.hcmut.edu.vn/index.php ng&Itemid=528&lang=vi.htm [29]http://vietbao.vn/Khoa-hoc/TPHCM-30.000-USD-cho-xay-dung-mo-hinhnong-nghiep-xanh-Biomass/20407311/189 [30] http://khoahoc.tv/sukien/su-kien/3887_se-co-xang-sinh-hoc-o-vn.aspx [31]http://socongthuong.thaibinh.gov.vn/ct/news/Lists/thuongmai/View_Detail.aspx ?ItemId=2972 60 Đồ án tốt nghiệp [32]http://pvu.edu.vn/web/vietnamese/bai-bao-khoa-hoc//asset_publisher/6fOl/content/tong-quan-ve-cong-nghe-nhien-lieu-sinh-hocoverview-of-biofuel [33]http://www.haiduongdost.gov.vn/index.php?option=com_content&view=article &id=7937:to-lam-sch-nc-va-sn-xut-nhien-liu-sinh-hc&catid=154:tin-kt-kh-cn-vamt [34] http://tuaf.edu.vn/khoacnsh/bai-viet/diesel-sinh-hoc-tu-tao -nlsh-the-he-thu-3 nhung-tiem-nang-va-thach-thuc-4168.html [35] http://en.wikipedia.org/wiki/Biofuel [36] https://en.wikipedia.org/wiki/Lignocellulosic_biomass [37] http://www.foodnk.com/cac-phuong-phap-thuy-phan-protein-trong-cong-nghethuc-pham.html [38] http://en.wikipedia.org/wiki/Cellulase [39] http://energy.agwired.com/2011/05/31./students-in-india-study-water-hyacinthfor-ethanol [40] http://isrj.org/ViewPDF.aspx?ArticleID=3211 [41]http://petrotimes.vn/kinh-nghiem-phat-trien-nhien-lieu-sinh-hoc-cua-brazil170645.html [42]http://khoahoc.tv/doisong/moi-truong/giai-phap/46822_nhat-co-cong-nghe-sanxuat-nhien-lieu-gia-re-tu-rom.aspx [43]http://dantri.com.vn/o-to-xe-may/ethanol-nhung-dieu-nen-biet1224384996.htm [44] www.ecy.wa.gov [45]http://www.lrchueuni.edu.vn/dongy/show_target.plx?url=/thuocdongy/B/BeoLu cBinh.htm&char=B 61 Đồ án tốt nghiệp PHỤ LỤC A Một số ký hiệu sử dụng luận văn Khối lượng mẫu trước sấy m1, g Khối lượng mẫu sau sấy m2, g Khối lượng thành phần rắn mẫu AIR, g Hàm lượng thành phần rắn mẫu AIR%, % Khối lượng tro mẫu Ash, g Hàm lượng tro mẫu Ash%, % Khối lượng lignin không hịa tan acid AIL, g Hàm lượng lignin khơng hòa tan acid AIL%, % Hàm lượng lignin hòa tan acid ASL%, Hàm lượng glucose lục bình %Cglucose, % Khối lượng lục bình lên men mrơm, g Khối lượng dung dịch lên men mdd, g Nồng độ ethanol theo lý thuyết %Cethanol(lt), % Nồng độ ethanol thực tế %Cethanol(tt), % Hiệu suất trình lên men H, % Đồ án tốt nghiệp Tính hiệu suất trình thủy phân lên men đồng thời Phản ứng : C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 Nồng độ ethanol tính theo lý thuyết: %C ethanol (lt) = Hiệu suất: H = %C𝑔𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑒.𝑚𝑙ụ𝑐 𝑏ì𝑛ℎ 𝑚𝑑𝑑 %𝐶𝑒𝑡ℎ𝑎𝑛𝑜𝑙(𝑡𝑡) %𝐶𝑒𝑡ℎ𝑎𝑛𝑜𝑙(𝑙𝑡) 2.46 162 100 B Đo dung dịch chuẩn Chuẩn bị dung dịch chuẩn ethanol, glucose, xylose để khảo sát quan hệ chất – thời gian lưu, nồng độ – diện tích peak (khơng trình bày đây) Kết đo đường chuẩn Glucose xylose Ethanol Nồng độ %, wt 1716390 1887680 667693 0.333333333 1212056 1246847 439993 0.222222222 948103 1087551 338432 0.166666667 Từ suy đường chuẩn: − Glucose: Y = 2,174.10-7.X – 0,040155247 − Xylose: Y = 1,983.10-7.X – 0.038323168 − Ethanol: Y = 5,031.10-7.X – 0.001781621 Trong đó: Y nồng độ, wt%; X diện tích peak Đồ án tốt nghiệp C Kết thuỷ phân lên men đồng thời theo thời gian thời gian (giờ) diện tích peak nong độ ethanol (wt %) Nồng độ glucose Hiệu suất (wt %) (%) 0 0 24 53891 0,025 1,2 2,72 48 235574 0,12 0,2 13,04 72 321367 0,16 0,03 17,39 96 341916 0,17 0,019 18,48 130 748476 0,374 0,009 40,65 150 832248 0,42 45,65 180 840573 0,421 45,76 D Kết khảo sát tỷ lệ lượng enzyme cho vào theo thời gian lên men Đồ án tốt nghiệp 0,7 0,6 (1) (2) Concentration (% wt) 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Time (hour) Nồng độ ethanol glucose theo thời gian lên men: (1) ethanol; (2) glucose sử dụng enzyme với liều lượng 1,5% khối lượng so với khối lượng lục bình khơ Đồ án tốt nghiệp 0,25 Concentration ( % wt ) 0,20 (1) (2) 0,15 0,10 0,05 0,00 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Time (hour) Nồng độ ethanol glucose theo thời gian lên men: (1) ethanol; (2) glucose sử dụng enzyme với liều lượng 2,5% khối lượng so với khối lượng lục bình khơ Đồ án tốt nghiệp 0,30 Concentration (wt %) 0,25 (1) (2) 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Time (hour) Nồng độ ethanol glucose theo thời gian lên men: (1) ethanol; (2) glucose sử dụng enzyme với liều lượng 3% khối lượng so với khối lượng lục bình khô E Kết chạy HPLC ... trung nghiên cứu nhiệm vụ sau: • Nghiên cứu thành phần lục bình trước sau thuỷ phân lên men đồng thời • Khảo sát nồng độ ethanol, nồng độ glucose trình thuỷ phân lên men đồng thời lục bình theo thời. .. Phương pháp thuỷ phân lên men đồng thời (SSF) Quá trình thuỷ phân lên men đồng thời (Simultaneous saccharification and fermentation) hay viết tắt SSF trình tiến hành đồng thời thuỷ phân lên men thiết... 3.1 Thành phần lục bình ban đầu 49 3.2 Qúa trình thuỷ phân lên men đồng thời .50 3.2.1 Kết thời gian lên men 50 3.2.2 Hiệu suất lên men theo thời gian .51 3.3 Thành