Khảo sát khả năng sử dụng nguồn dinh dưỡng thay thế cho CSL trong quá trình thủy phân và lên men rơm rạ thành cồn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA VŨ LÊ VÂN KHÁNH KHẢ SÁT KHẢ NĂNG SỬ DỤNG NGUỒN DINH DƯỠNG THAY THẾ CHO CSL TRONG QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN VÀ LÊN MEN RƠM RẠ THÀNH CỒN Chun ngành : CƠNG NGHỆ HĨA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, 07/2013 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học : TS Lê Thị Kim Phụng TS Nguyễn Đình Quân Cán chấm nhận xét : PGS.TS Mai Thanh Phong Cán chấm nhận xét : TS Hoàng Quốc Khánh Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 30 tháng 07 năm 2013 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) PGS.TS Phan Đình Tuấn PGS.TS Mai Thanh Phong TS Hồng Quốc Khánh TS Nguyễn Đình Qn TS Trần Tấn Việt Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA………… ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: VŨ LÊ VÂN KHÁNH MSHV:11056031 Ngày, tháng, năm sinh: 11/09/1988 Nơi sinh: Đồng Nai Chuyên ngành: Công Nghệ Hóa Học Khóa : K2011 I TÊN ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT KHẢ NĂNG SỬ DỤNG NGUỒN DINH DƯỠNG THAY THẾ CHO CSL TRONG QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN LÊN MEN RƠM RẠ THÀNH CỒN II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tiền xử lý rơm rạ - Phân tích thành phần sơ sợi nguồn dinh dưỡng - Phân tích hàm lượng đạm nguồn dinh dưỡng - Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng rơm rạ đến q trình lên men chuyển hóa rơm rạ thành cồn - Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng dinh dưỡng đến q trình lên men chuyển hóa rơm rạ thành cồn III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 01/07/2012 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 21/06/2013 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : Ts Nguyễn Đình Quân Ts Lê Thị Kim Phụng Tp HCM, ngày tháng năm 20 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA….……… (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN ********* Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy TS Nguyễn Đình Quân cô TS Lê Thị Kim Phụng người truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm tạo điều kiện thuận lợi cho em hồn thành tốt luận văn Em xin cảm ơn chị Nguyễn Phước Nhật Uyên, chị Trần Thị Tưởng An, chuyên gia Nhật Bản thành viên Dự Án JICA-JST BIOMASS nhiệt tình giúp đỡ em kiến thức chuyên môn lẫn kinh nghiệm thực nghiệm Phịng Thí Nghiệm Năng Lượng Sinh Học Em xin cảm ơn gia đình bạn bè ln chỗ dựa vững chắc, nguồn động viên lớn học tập sống Vì thời gian có hạn, kinh nghiệm lẫn kiến thức chun mơn thiếu điều kiện khách quan nên q trình làm luận văn cịn nhiều thiếu sót Vì em kính mong nhận đóng góp ý kiến Thầy bạn để em khắc phục sai sót nhằm hồn thiện thân Xin gửi đến tất lời chúc sức khoẻ thành công trong sống! ABSTRACT Ethanol from renewable resources has been of interest in recent decades as an alternative fuel to the current fossil fuels Lignocelluloses biomass such as agricultural crops residue are potential raw materials for producing several high-value productions like bioethanol and biodiesel These renewable materials look promising for replacing environmentally unfriendly fossil hydrocarbon raw material and hence, creating green products In this study, the ethanol production process from rice straw consists of pretreatment, simultaneous saccharification and fermentation (SSF) with multi-loading procedure, and distillation, respectively The aim of this study is to utilize agriculture residues such as soybean residue, potato skin and peanut waste as alternative supplemental nutrients in SSF process Fundamental data based on fiber analysis and protein analysis method is used to compare Nitrogen content of supplemental nutrients To assess fermentation efficiency, ethanol concentration was analyzed by High performance liquid chromatography (HPLC) Results: with 8wt% rice straw, 1wt% supplemental nutrient in fermentation during 120 hours, the maximum ethanol of 1.79wt% was obtained with CSL, 1.49wt%; 1.35wt% and 1.29wt% with potato peel, peanut waste and soybean residue, respectively In case of utilizing potato peel (2.8wt%) as alternative nutrient, the highest ethanol concentration can reach 1.83wt% which is higher than using 1% CSL(1.79wt%) It can be considered as promising alternative nutrients for SSF of rice straw TÓM TẮT Ethanol từ nguồn nguyên liện tái tạo trờ thành xu hướng thập kỷ gần đây, xem nguồn nhiên liệu thay hứa hẹn cho nhiên liệu hóa thạch Lignocelluloses phế phẩm nông nghiệp nguyên liệu tiềm cho trình sản xuất số sản phẩm có giá trị cao Bio-ethanol Biodiesel Những nguyên liệu tái tạo đánh giá nguồn nguyên liệu đầy hứa hẹn để tạo nguồn lượng xanh thân thiện với mơi trường, thay nguyên liệu hóa thạch cạn kiệt Trong nghiên cứu này, trình sản xuất ethanol từ rơm rạ bao gồm trình tiền xử lý, trình thủy phân lên men đồng thời (SSF) với phương thức nhập liệu đợt, cuối chưng cất Mục đích nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp bã đậu nành, vỏ khoai tây bã đậu phộng làm chất dinh dưỡng bổ sung thay cho CSL trình SSF Những kết dựa phân tích chất xơ phương pháp phân tích protein sử dụng để so sánh hàm lượng carbohydrate hàm lượng đạm chất dinh dưỡng bổ sung Để đánh giá hiệu trình lên men, nồng độ ethanol phân tích phương pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC) Kết quả: với 8wt% rơm rạ, 1wt% chất dinh dưỡng bổ sung trình lên men thời gian 96 giờ, ethanol tối đa 1.79wt% thu với CSL, 1.49wt%; 1.35wt% 1.29wt% , tương ứng với vỏ khoai tây, đậu phộng chất thải bã đậu nành Khi sử dụng vỏ khoai tây (2.8wt%), nồng độ etanol cao đạt 1.83wt% cao so với sử dụng 1% CSL (1.79wt%) Như kết luận phụ phẩm nông nghiệp vỏ khoai tây, bã đậu phộng, bã đậu nành có triển vọng thay chất dinh dưỡng cho trình thủy phân lên men chuyển hóa rơm rạ thành cồn MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI, TÌNH HÌNH NGUYÊN LIỆU, SẢN PHẨM 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.2.1 Tình hình sử dụng phát triển nhiên liệu sinh học giới 1.2.2 Khả phát triển nhiên liệu sinh học Việt Nam 1.2.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU VÀ NHIỆM VỤ LUẬN VĂN CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 NGUYÊN LIỆU LIGNOCELLULOSE 2.1.1 Cellulose 10 2.1.2 Hemicellulose 12 2.1.3 Lignin 14 2.1.4 Các chất trích ly 15 2.1.5 Tro 16 2.2 ENZYME CELLULASE 16 2.3 NẤM MEN SACCHAROMYCES CEREVISIAE 20 2.4 QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ETHANOL TỪ RƠM RẠ 24 2.4.1 Sơ đồ quy trình 24 2.4.2 Các quy trình thực 26 2.5 ĐỐI TƯỢNG CỦA LUẬN VĂN 42 2.5.1 Đặt vấn đề 42 2.5.2 Corn steep liquor (CSL) 43 2.5.3 Khoai tây 44 2.5.4 Bã đậu nành 49 2.5.5 Bã đậu phộng 52 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 55 3.1 NGUYÊN LIỆU VÀ HÓA CHẤT 55 3.1.1 Rơm rạ 55 3.1.2 Enzyme cellulase 55 3.1.3 Nấm men Saccharomyces cerevisiae 56 3.1.4 Corn steep liquor (CSL) 56 3.2 CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG 56 3.2.1 Thiết bị sử dụng cho trình phân tích thành phần xơ sợi 57 3.2.2 Thiết bị Puffing 58 3.2.3 Thiết bị lọc ép 59 3.2.4 Tủ lắc điều nhiệt 60 3.2.5 Thiết bị phân tích HPLC 60 3.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG 61 3.3.1 Phân tích lượng nito tổng 61 3.3.2 Phương pháp phân tích thành phần xơ sợi 66 3.3.3 Phương pháp phân tích nồng độ glucose, ethanol, xyclose 69 3.3.4 Phương pháp đo độ ẩm nguyên liệu 71 3.3.5 Phương pháp nuôi cấy men xác định số OD 72 3.4 TIẾN TRÌNH THỰC HIỆN 74 3.4.1 Phân tích thành phần sơ sợi rơm 70 3.4.2 Tương quan mật độ đo quang số lượng tế bào nấm men 74 3.4.3 Phân tích sơ sợi nguồn dinh dưỡng 75 3.4.4 Phân tích đạm nguồn dinh dưỡng 75 3.4.5 Thủy phân lên men đồng thời 76 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ BÀN LUẬN 78 4.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN SƠ SỢI CỦA RƠM 78 4.1.1 Thành phần rơm ban đầu 78 4.1.2 Thành phần rơm sau nổ nhẹ 79 4.1.3 Thành phần rơm sau xử lý 80 4.2 TƯƠNG QUAN GIỮA MẬT ĐỘ ĐO QUANG VÀ SỐ LƯỢNG TÊ BÀO NẤM MEN 82 4.3 KÊT QUẢ PHÂN TÍCH SƠ SỢI CÁC NGUỒN DINH DƯỠNG 83 4.4 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ĐẠM CÁC NGUỒN DINH DƯỠNG 85 4.4.1 Kết phân tích mẫu phương pháp Kjeldahl 85 4.4.2 Kết phân tích mẫu phương pháp C H N 86 4.4.3 Kết phân tích chuẩn độ formol 88 4.5 KẾT QUẢ THỦY PHÂN LÊN MEN ĐỒNG THỜI 89 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN CHUNG 99 5.1 KẾT LUẬN 99 5.2 ĐỀ XUẤT HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các nguồn biomass Việt Nam Bảng 2.1 Thành phần hóa học rơm rạ Bảng 2.2 Thành phần hoá học rơm rạ Củ Chi Bảng 2.3 Thành phần chất có cấu trúc nấm men lạnh đơng khơ 20 Bảng 2.4 Các thành phần hóa học nấm men đông khô 21 Bảng 2.5: Thành phần CSL 44 Bảng 2.6 Hàm lượng dinh dưỡng khoai tây 45 Bảng 2.7: Tình hình sản xuất khoai tây Việt Nam 46 Bảng 2.8 Năng suất lượng protein số lương thực 46 Bảng 2.9 Hàm lượng dinh dưỡng vỏ khoai tây theo 50g lý thuyết 48 Bảng 2.10 Hàm lượng dinh dưỡng hạt đậu nành Việt Nam 50 Bảng 2.11 Các nghiên cứu bã đậu nành 51 Bảng 2.12 Sản lượng đậu phộng giới mùa vụ 2010/2011(Đơn vị triệu tấn) 53 Bảng 3.1 Lượng nguyên liệu hóa chất cần để thực phương pháp Kjeldahl 63 Bảng 3.2 Ma trận điều kiện thực nghiệm 76 Bảng 3.3 Thành phần bình lên men 76 Bảng 4.1 Thành phần rơm ban đầu 78 Bảng 4.2 Thành phần rơm rạ theo Hồ Sĩ Tráng 79 Bảng 4.3 Thành phần rơm sau nổ nhẹ 79 Bảng 4.4 Thành phần rơm sau xử lý 80 Bảng 4.5 Kết tương quan mật độ đo quang số lượng tế bào nấm men 82 Bảng 4.6 Thành phần nguồn dinh dưỡng 83 Bảng 4.7 Sắp xếp thực nghiệm 88 Bảng 4.8 Tóm tắt kết khảo sát q trình lên men với lượng rơm rạ 4wt%, 8wt% nguồn dinh dưỡng thay với hàm lượng 0.1wt%, 1wt% 93 Bảng 4.9 Tính tốn lượng dinh dưỡng cho cân lượng axit amin với CSL 94 CHƯƠNG KẾT QUẢ - BÀN LUẬN (nhiều hay ít) cá thể nấm men theo thời gian ni cấy Hình 4.12 trình bày kết thí nghiệm Kết xây dựng đường cong sinh trưởng nấm men theo nguồn dinh dưỡng sử dụng cho thấy tác dụng dinh dưỡng CSL > vỏ khoai tây > bã đậu phộng > bã đậu nành Thứ tự thực hoàn toàn phù hợp với khảo sát thành phần dinh dưỡng lên men thủy phân rơm trình bày phần Thực chất, phép so sánh dinh dưỡng liệu sinh trưởng mô tả hàm OD = f(t) phép so sánh trực tiếp trực quan Trong thực tế, sinh trưởng nấm men phức tạp nhiều so với điều kiện nuôi cấy (cultivation) lý tưởng để xây dựng đường cong sinh trưởng Vì vậy, chúng tơi khơng sử dụng phương pháp từ đầu muốn khảo sát tác dụng dinh dưỡng nguyên liệu trực tiếp vào trình thủy phân lên men đồng thời rơm 98 CHƯƠNG KẾT LUẬN CHUNG CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN CHUNG 5.1 KẾT LUẬN Qua trình thực nghiệm, kết luận đúc kết sau: Sau trải qua trình tiền xử lý kết hợp phương pháp vật lý va hóa học , hàm lượng lignin rơm rạ giảm đáng kể từ 22.617% 15.16% Nhờ mà q trình lên men diễn thuận lợi Tuy nhiên lượng lignin cao, tương lai cần nghiên cứu để tối hóa trình tiền xử lý để giảm thiểu lượng lignin gây cản trở trình lên men Mật độ tế bào độ hấp thu OD có mối tương quan tuyến tính: y = 1.377x + 6.283 Khi giá trị OD tăng từ 0.1 – 0.5 mật độ tế bào tăng từ 2.7*106 – 9.15*106 Kết phân tích thành phần sơ sợi có nguồn dinh dưỡng cho thấy loại phụ phẩm nông nghiệp khảo sát đề làm nguồn dinh dưỡng thay CSL vỏ khoai tây có chứa nhiều glucose 55.57%, nhiều gấp lần so với bã đậu phộng 19.91% bã đậu nành 17.51% Như nguồn dinh dưỡng đóng góp phần glucose vào q trình lên men tạo ethanol Ngồi ra, vỏ khoai tây lại khơng chứa lignin bã đậu phộng đậu nành chứa đến 24.56% 38.85% lignin Cả hai phương thức định lượng Nitơ tồng phương pháp Kjeldahl máy phân tích nguyên tố CHN đưa đến kết lượng Nito tổng CSL cao vỏ khoai tây thấp nguồn dinh dưỡng khảo sát Tuy nhiên, điều chưa đủ đề kết luận nguồn dinh dưỡng tốt cho sinh trưởng phát triển làm việc nấm men Bởi khơng phải nguồn Nito nấm men tiên thụ Thực tế nấm men sử dụng tốt axit amin hịa tan Dựa vào kết phân tích đạm phương pháp Sorenson, vỏ khoai tây có lượng Nito tổng thấp lại có lượng axit amin 2,28% cao so với bã đậu nành 1.31% bã đậu phộng 1.45% 99 CHƯƠNG KẾT LUẬN CHUNG Qua thực nghiệm khảo sát trình lên men với hàm lượng rơm 4%, 8%, liều lượng dinh dưỡng 0.1%, 1%, thấy điều vỏ khoai tây nguồn dinh dưỡng thay tiềm cho trình thủy phân lên men đồng thời Với hàm lượng 1.6% vỏ khoai tây, sản phẩm Ethanol trình SSF 1.83% với hiệu suất chuyển hóa Ethanol 82.06% cao hiệu suất lên men trường hợp sử dụng CSL Bên cạnh kết sử dụng bã đậu phộng bã đậu nành không cao chấp nhận lợi ích kinh tế mà mang lại 5.2 ĐỀ XUẤT HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI Cần nghiên cứu để tối hóa điều kiện cho trình tiền xử lý để giảm thiểu lượng lignin gây cản trở q trình lên men Ngồi vỏ khoai tây, bã đậu phộng, bã đậu nành, nên khảo sát thêm phụ phẩm nông nghiệp khác cám gạo, hèm bia, bã nước mắm…hoặc kết hợp nguồn dinh dưỡng với để nâng cao hiệu sử dụng Để có sở cững để kết luận phụ phẩm nông nghiệp có khả làm nguồn thức ăn giàu dinh dưỡng cho sinh trưởng phát triển làm việc nấm men, ta nên có phương pháp phân tích kỹ yếu tố vi lượng đa lượng cho sinh trưởng nấm men Tuy yếu tố chiếm phần nhỏ thành phần thiết yếu cho sinh trưởng phát triển nấm men Mục tiêu đề tài tận dụng nguồn phụ phẩm nông nghiệm để làm nguồn dinh dưỡng cho q trình lên men chuyển hóa rơm rạ thành cồn, tương lai, nên nâng thành đạt quy mô phịng thí nghiệm lên quy mơ pilot để tiếp tục khảo sát khả ứng dụng nguồn dinh dưỡng cho hệ thơng lên men chuyển hóa rơm thành cồn quy mô công nghiệp 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ công thương nhiên liệu sinh học (http://nlsh.khcnmoit.gov.vn/default.aspx?page=news&do=detail&category_id=111&news_id=9474) [2] ThS Hồng Minh Nam, Nghiên cứu cơng nghệ thiết bị liên tục xử lý rơm rạ nước để lên men ethanol, Đề tài nghiên cứu, Khoa Kỹ Thuật Hóa Học – Đại Học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh, 2009 [3] http://www.energy.ca.gov/ethanol/biofuel_cec_history.html [4] Nguyễn Ngọc Quế, Trần Đình Thao (báo cáo tổng quan ngành lúa gạo Việt Nam ,viện sách viện phát triển nông nghiệp nông thôn 2005) [5] Chahal DS Bioconversions of poysaccharides of lignocellulose and simultaneous degradation of lignin In Kennedy et al (eds) Lignocellulosics: Science, Technology, Development and Use Ellis Horwood Limited, England, pp 83-93, 1992 [6] Arora DS, Chander M, Gill PK Involvement of lignin peroxidase, manganese peroxidase and laccase in the degradation and selective ligninolysis of wheat straw Int Bioterior Biodegrad 50:115-120, 2002 [7] K Karimi, M Shafiei, R Kumar Progress in physical and chemical pretreatment of lignocellulosic biomass Springer Berlin Heidelberg, Editors: Gupta, V K.; Tuohy, M G, Eds, pp.53-96, 1/2013 [8] Shengdong Zhu Yuanxin Wu Comparison of Three Microwave/Chemical Pretreatment Processes for Enzymatic Hydrolysis of Rice Straw Biosystems Engineering Volume 93, Issue 3, March 2006, Pages 279–283 [9] TS.Bùi Thế Thảo, TS Bùi Tuyên,( Điều tra quy hoạch dạnh lượng địa bàn Tp Hồ Chí Minh, sở khoa học cơng nghệ Tp Hồ Chí Minh, 2001) [10] Yukihiko Matsumuraa, Tomoaki Minowab, Hiromi Yamamoto, Amount, availability, and potential use of rice straw (agricultural residue) biomass as an energy resource in Japan, 2005 [11] Hồ Sĩ Tráng, Cơ sở hoá học gỗ cellulose, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, trang 30-81 [12].Wadood Hamad,Cellulosic Materials: Fibers, Networks, and Composites, Kluwer Academic Publishers, 2002 [13] Takashi Sasaki, Keiji Kainuma Correlation between X-ray diffraction measurements of cellulose crystalline structure and the susceptibility to microbial cellulose ,Biotechnology and Bioengineering,Volume 21, Issue 6, pages 1031– 1042, 2004 [14] Eva-Lena Hult, Characterization of the supermolecular structure of cellulose in wood pulp fibres., Volume 10, Issue 2, pp 103-110, 2003 [15] Badal C Saha.Hemicellulose bioconversion Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology Volume 30, Issue 5, pp 279-291, 2003 [16] H Yang, Dong Ho Lee Characteristics of hemicellulose, cellulose and lignin pyrolysis Elsevier, Volume 86, Issues 12–13, Pages 1781–1788, 2007 [17] Alfredo Martinez, Maria E Rodriguez Effects of Ca(OH)2 treatments (“overliming”) on the composition and toxicity of bagasse hemicellulose hydrolysates Biotechnology and Bioengineering, Volume 69, Issue 5, pages 526–536, September 2000 [18] M V Ramiah Thermogravimetric and differential thermal analysis of cellulose, hemicellulose, and lignin Journal of Applied Polymer Science Volume 14, Issue 5, pages 1323–1337, 2003 [19] T Higuchi Lignin biochemistry: biosynthesis and biodegradation Wood Science and Technology, Springer, 1990 [20] KEB Knudsen Carbohydrate and lignin contents of plant materials used in animal feeding, Animal feed science and technology, Elsevier 1997 [21] G Idarraga, J Ramos Pulp and paper from blue agave waste from tequila production Journal of agricultural, ACS Publications 1999 [22].Jaime Rodríguez, André Ferraz Lignin biodegradation by the ascomyceteChrysonilia sitophila Applied Biochemistry and Biotechnology, Volume 62, Issue 2-3, pp 233-242, Springer 1997 [23] Diao She, Feng Xu Physicochemical characterization of extracted lignin from sweet sorghum stem Industrial Crops and Products,Volume 32, Issue 1, Pages 21– 28 Elsevier, 2010 [24] Yong-Chang Sun, Jia-Long Wen Fractional and structural characterization of organosolv and alkaline lignins from Tamarix austromogoliac Scientific Research and Essays Vol 5(24), pp 3850-3864, 18 December, 2010 [25] Tor P Schultz , Chris J Biermann , Gary D McGinnis Steam explosion of mixed hardwood chips as a biomass pretreatment Ind Eng Chem Prod Res Dev., 1983, 22 (2), pp 344–348 [26] K Karunanandaa, G.A Varga Botanical fractions of rice straw colonized by whiterot fungi: changes in chemical composition and structure Animal Feed Science and Technology, Volume 55, Issues 3–4, , Pages 179–199, 1995 [27] Shengdong Zhu, Yuanxin Wu Pretreatment by microwave/alkali of rice straw and its enzymic hydrolysis Process Biochemistry Volume 40, Issue 9, Pages 3082–3086 2005 [28] Bärbel Hägerdal, John D Ferchak, E Kendall Pye Saccharification of cellolulose by the cellulolytic enzyme system ofThermonospora sp I Stability of cellulolytic activities with respect to time, temperature, and pH Biotechnology and Bioengineering Volume 22, Issue 8, pages 1515–1526, John Wiley & Sons, Inc 2004 [29] M.K Bhat Cellulases and related enzymes in biotechnology Biotechnology Advances, Volume 18, Issue 5, , Pages 355–383 Elsevier Science Inc2000 [30] Perry A Frey Robert H Enzymatic Reaction Mechanisms Oxford University Press.2007, Amazon.com [31] Lương Đức Phẩm Nấm men công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ Thuật Hà Nội 2005 [32] Nguyễn Đức Lượng Thí Nghiệm Cơng Nghệ Sinh Học Tập 2, Thí nghiệm Vi Sinh Vật Học NXB ĐHQG TPHCM, ĐHBK 2003 [33] TL Trần, HL Nguyễn Giáo Trình Cơng Nghệ Lên Men Trong Cơng Nghiệp, 2007 [34] Pascal Ribéreau-Gayon, Denis Dubourdieu, B Donèche, A Lonvaud Handbook of Enology, The Microbiology of Wine and Vinifications John Wiley & Sons 2006 [35] Wen-I Wu, Virginia M McDonough Glucose, Nitrogen, and Phosphate Repletion in Saccharomyces cerevisiae: Common Transcriptional Responses to Different Nutrient Signals The Journal of Biological Chemistry, 270,13171-13178 1995 [36] Broach, J R., Jones, E W and Pringle, J R (Eds.): The Molecular and Cellular Biology of the Yeast Saccharomyces, Vol Genome Dynamics, Protein Synthesis, and Energetics Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY 1991 [37] DeRisi, J L., V R Iyer and P O Brown Exploring the metabolic and genetic control of gene expression on a genomic scale Science 278, 680-686 (1997) Shengdong Zhu, Yuanxin Wu Pretreatment by microwave/alkali of rice straw and its enzymic hydrolysis Process Biochemistry, Volume 40, Issue 9, September 2005, Pages 3082–3086, Elsevier 2005 [39] Parameswaran Binod, Raveendran Sindhu Bioethanol production from rice straw: An overview Bioresource Technology, Volume 101, Issue 13, July 2010, Pages 4767– 4774, Elsevier 2009 [40] Godliving Y S Mtui Recent advances in pretreatment of lignocellulosic wastes and production of value added products African Journal of Biotechnology Vol (8), pp 1398-1415, 20 April, 2009 [41] Teng-Chieh Hsu,Gia-Luen Guo Effect of dilute acid pretreatment of rice straw on structural properties and enzymatic hydrolysis Bioresource Technology, Volume 101, Issue 13, Pages 4907–4913, 2010 [42] Yu-Shen Cheng, Yi Zheng, Chao Wei Yu Evaluation of High Solids Alkaline Pretreatment of Rice Straw Applied Biochemistry and Biotechnology, Volume 162, Issue 6, pp 1768-1784, 2010 [43] Kaar, W E., C V Gutierrez, C M Kinoshita 1998 Steam Explosion of Sugarcane Bagasse as a Pretreatment for Conversion to Ethanol Biomass and Bioenergy 14(3): 277287 [44] Tanahashi, M., S Takada, T Aoki, T Goto, T Higuchi, S Hanai 1983 Characterization of Explosion Wood Structure and Physical Properties Wood Research 69:36-51 [45] McKendry P Energy production from biomass (part I): overview of biomass Bioresour Technol 83:37–46 2002 [46] Trịnh Hoài Thanh, nghiên cứu trình xử lý rơm rạ để chế biến cồn nhiên liệu, luận văn thạc sỹ ĐH Bách khoa HCM, 2007 [47] María Boluda Aguilar, Yulissa Y Belisario Sánchez Modified steam explosion process for pre-treatment of citrus peel wastes International Conference on Food Innovation, Food Innova 2010 [48] Mohammad J Taherzadeh 1,* and Keikhosro Karimi, Pretreatment of Lignocellulosic Wastes to Improve Ethanol and Biogas Production: A Review International Journal of Molecular Sciences ISSN 1422-0067, 2008 [49] Prabhakar, A.*, Krishnaiah An overview of Engineering Aspects of Solid State Fermentation, Malaysian Journal of Microbiology, Vol 1(2) 2005, pp.10-16 [50] P J Morjanoff, P P Gray Optimization of steam explosion as a method for increasing susceptibility of sugarcane bagasse to enzymatic saccharification Biotechnology and Bioengineering Volume 29, Issue 6, pages 733–741, 20 April 1987 [51] Xiang Q, Kim JS, Lee YY A comprehensive kinetic model for dilute-acid hydrolysis of cellulose Appl Biochem Biotechnol 2003 Spring;105 -108:337-52 [52] Yi-Heng Percival Zhang, Lee R Lynd Toward an aggregated understanding of enzymatic hydrolysis of cellulose: Noncomplexed cellulase systems Biotechnology and Bioengineering Volume 88, Issue 7, pages 797–824, Wiley Periodicals 2004 [53] David J Gregg, John N Saddler Factors affecting cellulose hydrolysis and the potential of enzyme recycle to enhance the efficiency of an integrated wood to ethanol process Biotechnology and Bioengineering Volume 51, Issue 4, pages 375–383, John Wiley & Sons 1996 [54] Vincent S Chang, Mark T Holtzapple Fundamental Factors Affecting Biomass Enzymatic Reactivity Twenty-First Symposium on Biotechnology for Fuels and Chemicals Applied Biochemistry and Biotechnology 2000, pp 5-37 [55] Moselio Schaechter Encyclopedia of Microbiology Vol1, P 139 Elsevier 2009 [56] James A Barnett Beginnings of microbiology and biochemistry: the contribution of yeast research 10.1099/mic.0.26089-0Microbiology March 2003 vol 149 no 557-567 [57] Yan Lin, Wei Zhang Factors affecting ethanol fermentation using Saccharomyces cerevisiae Biomass and Bioenergy Volume 47, December 2012, Pages 395–401 [58] FW Bai, WA Anderson Ethanol fermentation technologies from sugar and starch feedstocks Biotechnology Advances, Volume 26, Issue 1, 2008, Pages 89–105 [59] C I Ehrman, M E Himmel Simultaneous saccharification and fermentation of pretreated biomass Biotechnology Techniques Spring Link February 1994, Volume 8, Issue 2, pp 99-104 [60] Steven R Hull,† Byung Yun Yang Composition of Corn Steep Water during Steeping J Agric Food Chem., 1996, 44 (7), pp 1857–1863 [61] Nguyễn Thị Mai Thao,Điều tra tình hình sản xuất khoai tay Thái Nguyên,Đại học Thái Nguyên,09/2008 [62] Mendel Friedman Nutritional Value of Proteins from Different Food Sources J Agric Food Chem., 1996, 44 (1), pp 6–29 [63] http://taophoviet.com/tin-tuc-su-kien/thanh-phan-dinh-duong-cua-dau-nanh.html [64] Danji Fukushima Recent progress of soybean protein foods: Chemistry, technology, and nutrition Food Reviews International Volume 7, Issue 3, 1991 [64] Irene Espinosa-Martos, Pilar Rupérez Indigestible fraction of okara from soybean: composition, physicochemical properties and in vitro fermentability by pure cultures of Lactobacillus acidophilus andBifidobacterium bifidum European Food Research and Technology March 2009, Volume 228, Issue 5, pp 685-693 [65] Carroll L Hoffpauir Peanut Composition, Relation to Processing and Utilization J Agric Food Chem., 1953, (10), pp 668–671 [66] Nguồn USDA:United State Department Agriculture 12/2010 [67] Bài giảng thực hành hóa sinh - Hutech [68] Michael Thompson Amc technical briefs Analytical Methods Committee AMCTB No 29 April 2008 [69] http://www.nrel.gov/ [70] Nguyễn Tuấn Anh Nhà máy sữa đậu nành Việt Nam Vinasoy, 2013 http://luanvan.net.vn/luan-van/de-tai-nha-may-sua-dau-nanh-viet-nam-vinasoy-8593/ [71] Một số sách công ty cổ phần dầu thực vật Tường An nhằm tạo dựng giá trị thương hiệu, 2013 PHỤ LỤC ĐƯỜNG CHUẨN CỦA GLUCOSE, XYLOSE, EHTANOL ĐỐI VỚI MÁY HPLC Chuẩn bị dung dịch chuẩn ethanol, glucose, xyclose để khảo sát quan hệ chất thời gian lưu, nồng độ – diện tích peak Chuẩn ethanol, glucose, xyclose : Pha dung dịch chuẩn theo nồng độ định sẵn, sau đo máy HPLC, để xác định thời gian lưu Kết thu được, trình bày bảng PL1 Bảng PL1 Kết phân tích HPLC cho dung dịch chuẩn 0.2 0.3 0.4 0.5 glucose 1104669 1564652 2024633 2484615 xylose 1201831 1706118 2210404 2714691 ethanol 401076 599844 798611 997379 Bảng số liệu biểu diễn kết diện tích peak chất nồng độ pha sẵn Từ suy phương trình biểu diễn mối quan hệ diện tích peak với nồng độ C % glucozo  2,174.107 S  0,0402 C % xy cose  2,225.10 7 S  0,0383 C %ethanol  5,03.10 7 S  0,0018 Đường chuẩn mẫu chuẩn 0.6 y = 2E-07x - 0.0402 R² = y = 5E-07x - 0.0018 R² = 0.5 nồng độ % 0.4 y = 2E-07x - 0.0383 R² = 0.3 Glucose Xylose 0.2 Etanol 0.1 0 500000 1000000 1500000 2000000 2500000 3000000 diên tích peak Hình PL1 Đường chuẩn glucose, xylose ethanol TƯƠNG QUAN GIỮA MẬT ĐỘ ĐO QUANG VÀ SỐ LƯỢNG TÊ BÀO NẤM MEN log( số tế bào x10-6 / ml) Đồ thị tương quan mật độ tế bào độ hấp thu OD 6.9 6.8 y = 1.3775x + 6.2834 R² = 0.9763 6.7 6.6 6.5 6.4 6.3 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 OD Hình PL2 Đồ thị tương quan mật độ tế bào OD 610nm  Bảng tổng kết nồng độ cồn lên men với 4% rơm 0.1% dinh dưỡng CSL C401-T0 C401-T1 C401-T2 C401-T3 C401-T4 0.44 0.697 0.746 0.73431 4% Rơm rạ, 0.1% Dinh dưỡng Vỏ khoai tây Bã đậu phộng Bã đậu nành Po401 t0 Pe401 t0 B401-T0 Po401 t1 0.345 Pe401 t1 0.336 B401-T1 0.371808 Po401 t2 0.541 Pe401 t2 0.487 B401-T2 0.522575 Po401 t3 0.681 Pe401 t3 0.692 B401-T3 0.620165 Po401 t4 0.625 Pe401 t4 0.658 B401-T4 0.602011 Khơng có dinh dưỡng O4-T0 O4-T1 0.1432 O4-T2 0.353875 O4-T3 0.382321 O4-T4 0.324245  Bảng tổng kết nồng độ cồn lên men với 4% rơm 1% dinh dưỡng CSL C41-T0 C41-T1 C41-T2 C41-T3 C41-T4 0.59431 0.718267 0.780326 0.756654 4% Rơm rạ, 1% Dinh dưỡng Vỏ khoai tây Bã đậu phộng Bã đậu nành Po41 t0 Pe41 t0 B41-T0 Po41 t1 0.443 Pe41 t1 0.376 B41-T1 0.508569 Po41 t2 0.583 Pe41 t2 0.525 B41-T2 0.717525 Po41 t3 0.658 Pe41 t3 0.628 B41-T3 0.75456 Po41 t4 0.612 Pe41 t4 0.593 B41-T4 0.715189 Không có dinh dưỡng O4-T0 O4-T1 0.1432 O4-T2 0.353875 O4-T3 0.382321 O4-T4 0.324245  Bảng tổng kết nồng độ cồn lên men với 8% rơm 0.1% dinh dưỡng CSL C801-T0 C801-T1 0.55436 C801-T2 0.962427 C801-T3 1.201606 C801-T4 1.188734 8% Rơm rạ, 0.1% Dinh dưỡng Vỏ khoai tây Bã đậu phộng Bã đậu nành Po801 t0 Pe801 t0 B801-T0 Po801 t1 0.448 Pe801 t1 0.387 B801-T1 0.371506 Po801 t2 0.8652 Pe801 t2 0.7593 B801-T2 0.75831 Po801 t3 1.0132 Pe801 t3 1.025 B801-T3 0.98872 Po801 t4 0.9823 Pe801 t4 0.934 B801-T4 0.8965 Khơng có dinh dưỡng O8-T0 O8-T1 0.090208 O8-T2 0.27594 O8-T3 0.545933 O8-T4 0.507654  Bảng tổng kết nồng độ cồn lên men với 8% rơm 1% dinh dưỡng C81 t0 C81 t1 C81 t2 C81 t3 C81 t4 8% Rơm rạ, 1% Dinh dưỡng CSL Vỏ khoai tây Bã đậu phộng Bã đậu nành Po81 t0 Pe81 t0 B81-T0 0.991325 Po81 t1 0.76 Pe81 t1 0.854 B81-T1 0.605682 1.5643 Po81 t2 1.287 Pe81 t2 1.198 B81-T2 1.171174 1.79084 Po81 t4 1.487 Pe81 t3 1.354 B81-T3 1.286009 1.74325 Po81 t4 1.402 Pe81 t4 1.29 B81-T4 1.205847 Khơng có dinh dưỡng O8-T0 O8-T1 0.090208 O8-T2 0.27594 O8-T3 0.545933 O8-T4 0.507654 ... TÀI: KHẢO SÁT KHẢ NĂNG SỬ DỤNG NGUỒN DINH DƯỠNG THAY THẾ CHO CSL TRONG QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN LÊN MEN RƠM RẠ THÀNH CỒN II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tiền xử lý rơm rạ - Phân tích thành phần sơ sợi nguồn. .. nguồn dinh dưỡng - Phân tích hàm lượng đạm nguồn dinh dưỡng - Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng rơm rạ đến q trình lên men chuyển hóa rơm rạ thành cồn - Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng dinh dưỡng đến q trình. .. Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng rơm rạ đến q trình lên men chuyển hóa rơm rạ thành cồn - Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng dinh dưỡng đến q trình lên men chuyển hóa rơm rạ thành cồn CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI