- Vj詠e"pijk羽o"rj¤p"v ej"sw{"vt·pj"UUH"p衣r"pjk隠w"n亥p"gp¦{og"x噂k"i厩"ecq"uw"x "t挨ọ"uq"
1.7.A員 tv 医p"8隠 và m映c tiêu nghiên c泳u
A員t v医p"8隠:
T瑛 các phân tích phía trên, nghiên c泳u s違n xu医t c欝n sinh h丑c t瑛 nguyên li羽u lignocellulose v磯p"8cpi"e”p"i員p nhi隠w"mj„"mj<p."jk羽u xu医t ti隠n x穎 lý c亥p"8逢嬰c nâng caọ Nghiên c泳u rj逢挨pi"rjƒr"no衣i b臼 lignin ra kh臼i c医u trúc v壱t li羽u, và làm gi違m 8瓜
tinh th吋 (CrI) ho員c ít nh医v"n "mj»pi"n o"vjc{"8鰻k"8瓜 tinh th吋 c栄a v壱t li羽ụ C亥n so sánh các nguyên li羽u có tính ch医v"mjƒe"pjcw"8吋 8ƒpj"ikƒ. và ch丑n l詠a rj逢挨pi"rjƒr"p q"n "
phù h嬰p cho t瑛ng lo衣i nguyên li羽u khác nhaụ
Quá trình th栄{"rj¤p"x "n‒p"ogp"8欝ng th運i SSF có hi羽u su医v"ej逢c"ecq."違pj"j逢荏ng
vƒe"8瓜ng c栄c"nkipkp"8院n kh違p<pi"vj栄y phân c栄a enzyme n "8ƒpi"m吋, vì v壱y c亥n nghiên c泳u nâng cao hi羽u su医t th栄{"rj¤p"e pi"pj逢"jk羽u su医t quá trình lên men trong quy trình SSF.
M映c tiêu nghiên c泳u:
- Nghiên c泳u này ti院n hành ti隠n x穎 n#"óp"e逢c"i厩 ecq"uw"x "t挨o"x噂i các
rj逢挨pi"rjƒr"mjƒe"pjcw."8ƒpj"ikƒ"x "uq"uƒpj"m院t qu違 8衣v"8逢嬰c, l詠a ch丑n
8k隠u ki羽n ti隠n x穎 lý phù h嬰p cho quá trình ti隠n x穎 lý v噂i t瑛ng lo衣i nguyên li羽ụ
- A隠 xu医t m瓜v"rj逢挨pi"rjƒr"v pj"jk羽u su医t ti隠n x穎 lý m噂i, d詠a trên công th泳e"8«"e„."8ƒpj"ikƒ"jk羽u qu違 ti隠n x穎 lý m瓜v"eƒej"dcq"swƒv"j挨p."dcq"i欝m hi羽u qu違 lo衣i b臼 lignin và kh違p<pi"làm giàu thành ph亥p"egnnwnqug"x»"8鵜nh hình.
- Th詠c nghi羽o"rj逢挨pi"rjƒr n衣p nhi隠u l亥n enzyme cho quy trình SSF, h衣n ch院違pj"j逢荏ng c栄c"nkipkp"8院n kh違 p<pi"vj栄y phân c栄a nguyên li羽ụ Nâng cao hi羽u su医t chuy吋n hóa lignocellulose thành bioethanol.
24
EJ姶愛PI"40 RJ姶愛PI"RJèR"XÉ"X一T LI烏U
2.1. V壱t li羽u
2.1.1. Óp"e逢c"i厩 cao su
Cao su là gi嘘ng cây công nghi羽r"8逢嬰e"zgo"n "Ðx pi"vt逸piÑ"v衣i Vi羽t Nam. Cao su có tên khoa h丑c là Hevea Brasiliensis, là m瓜t cây thu瓜c chi Hevea, h丑 Euphorbiaceaẹ
Hình 2.1 Hình 違nh thu ho衣ch cây cao su t衣i t雨pj"D·pj"F逢挨pi"*Xk羽t Nam).
Cao su là loài thân g厩, có th吋 cao t噂i 30m. Nh詠a hay m栄 màu tr逸ng có trong các m衣ch 荏 v臼e¤{0"E¤{"8衣v"8瓜 tu鰻i 5 Î8"p<o"vj·"pi逢運i nông dân b逸v"8亥u thu ho衣ch m栄 và
ejq"p<pi"uw医t cao nh医v"vtqpi"8瓜 tu鰻i t瑛 11 Î 25, s胤 ng瑛ng s違n sinh m栄mjk"8衣v"8瓜 tu鰻i 26 Î 54"p<o0"Piq k"tc."ecq"uw"e”p"8逢嬰e"f́pi"8吋 s違n xu医v"8欝 g厩."8逢嬰c xem là lo衣i g厩
thân thi羽p"o»k"vt逢運ng vì ch雨 khai thác khi cây k院t thúc chu trình sinh m栄 [54].
Xét v隠 8員e"8k吋m sinh h丑c, g厩 ecq"uw"e„"j o"n逢嬰pi"egnnwnqug"n‒p"8院n 50% kh嘘i
n逢嬰ng nên r医t h泳a h姻n là ngu欝n g厩 ti隠n th栄{"rj¤p"vj pj"8逢運ng inwequg"8吋 chuy吋n hóa thành bioethanol. Ecq"uw"8逢嬰e"8逢c"x q"z逢荏pi"e逢c"z飲 và ph亥n bìa, nhánh nh臼."8逢挨e" d<o" vj pj" óp" e逢c" 8吋 làm ch医v" 8嘘t. Ph亥n ph映 ph育m này chi院m kho違ng 30% kh嘘i
n逢嬰ng. Pj逢"x壱y, qua s嘘 li羽u th嘘ng kê và kh違o sát th詠c t院, 逢噂c tính ph映 ph育m mùn e逢c"
g厩 cao su và các g厩 x医u, g厩 v映n t瑛 cây cao su t衣i Vi羽v"Pco"j pi"p<o"u胤 là t嘘i thi吋u kho違ng 36 t医p1jgevc"z"720222"jgevc1p<o"?"30:220222"v医p1"p<o0"X "8¤{"n "o瓜t con s嘘
r医t l噂n.
Ngu欝n nguyên li羽u c栄a nghiên c泳w"n "óp"e逢c"i厩 cao su, m瓜t d衣ng nguyên li羽u ph鰻 bi院n 荏 mi隠n nam Vi羽v"Pcọ"óp"e逢c"n "vjw瓜c nhóm thân g厩.
25 Ngu欝n cung c医p: công ty TNHH m瓜t thành viên Minh Phát, sau khi thu gom v隠 8逢嬰c nghi隠n nh臼8吋8衣v"m ej"vj逢噂c nh臼j挨p"3oo0
2.1.2. T挨o"t衣
Hình 2.2 T挨o"n¿c"i衣q"ucw"mjk"8逢嬰c thu ho衣ch.
T挨o"là s違n ph育m còn sót l衣i c栄a cây lúa sau khi thu ho衣ch. T鰻ng s嘘 sinh kh嘘i s胤
ph映 thu瓜c vào nhi隠u y院u t嘘pj逢"ik嘘pi"n¿c."sw{"o»"8医t tr欝ng và th運i ti院v0"T挨o s胤8逢嬰c
vjw"iqo"8吋 làm nhiên li羽w"8wp"p医u, r違k"vt‒p"eƒpj"8欝ng, cày x q"8医t ho員c s穎 d映pi"pj逢"
ch医t che ph栄 ejq"eƒpj"8欝ng. T挨o"bao g欝m bông lúa, lá phi院n, b姻p"nƒ"x "vj¤p0"Vt逢噂c
mjk"8逢嬰c dùng làm nguyên li羽w"8吋 t衣q"gvjcpqn"vj·"t挨o"8逢嬰c dùng làm th泳e"<p"ejq"ikc"
súc ho員e"f”pi"8吋 8嘘t còn l衣k"8c"rj亥p"8go"8嘘t b臼. V噂i vi羽e"8嘘t r挨o"8«"n o"v<pi"vj‒o"
khí th違i gây hi羽u 泳pi"pj "m pj"pj逢"EQ2, CH4 và nhi隠u ch医v"8瓜e"mjƒe"pj逢"EQ."UQ2, NOx. 雲 Vi羽v"Pcọ"pi逢運k"p»pi"f¤p"vj逢運pi"8嘘v"t挨o"pic{"vt‒p"eƒpj"8欝ng sau thu ho衣ch.
Eƒe"t挨o"ej逢c"mj»"jq p"vq p"mjk"8嘘t t衣o nh英pi"8ƒo"mj„k"dcq"vt́o"o瓜t vùng r瓜ng l噂n
違pj"j逢荏pi"8院n s泳c kho飲pi逢運i dân s嘘ng s嘘pi"swcpj."i¤{"piw{"e挨"vck"p衣n giao thông và làm ô nhi宇o"o»k"vt逢運pi0"Vtqpi"mjk"8„."雲 toàn châu Á, g亥n 350 tri羽u lít bioethanol
8逢嬰c s違n xu医t thành công t瑛t挨o"t衣0"Pj逢"x壱y, ch雨 m瓜t s嘘 ít nguyên li羽w"8逢嬰c t壱n d映ng cho s違n xu医t ethanol sinh h丑c. Vì th院 có th吋 th医{"t挨o"là nguyên li羽u l噂n trong vi羽c s違n xu医t ethanol sinh h丑e"vtqpi"p逢噂e"e pi"pj逢"vt‒p"vj院 gi噂ị V噂i tr英n逢嬰pi"pj逢"荏 vi羽t nam, cho th医y ti隠o"p<pi"f欝i dào c栄a ngu欝n nguyên li羽w"p {"mjk"8逢嬰c 泳ng d映ng trong s違n xu医t bioethanol.
Ngu欝n cung c医p: Ru瓜ng nhà dân t衣i th鵜 xã Thái M悦, Huy羽n C栄 Chi, Tp H欝 Chí
26
2.1.3. Hóa ch医t
B違ng 2 Các hóa ch医t c亥n thi院t.
Tên hóa chＸt Kí hiうu Nguげn cung cＸp
Sodium hydroxyde NaOH Hóa ch医t Hóa Nam
Sufuric acid H2SO4 Hóa ch医t Hóa Nam
Enzyme cellulase Japan
Gi嘘ng n医m men S. cerevisiae PTN nhiên li羽u và sinh
h丑c biomass
A逢運ng glucose tinh khi院t C6H12O6 Hóa ch医t Hóa Nam
Agar Hóa ch医t Hóa Nam
Peptone Hóa ch医t Hóa Nam
DNS Hóa ch医t Hóa Nam
Xylose Hóa ch医t Hóa Nam
P逢噂c c医t H2O Oƒ{" ej逢pi" e医t hai l亥n
PTN nhiên li羽u và sinh h丑c biomass
Các thi院t b鵜 s穎 d映ng:
- Cân phân tích PA 214 Ohaus, M悦
- E¤p"8k羽n t穎VG"834""Uctvqtkwụ"A泳c
- N欝i h医p sinh h丑c cao áp (autoclave) ALP, Nh壱t B違n
- Oƒ{"8q"8瓜 pH Schott Lab :72"UK"Cpcn{vkeụ"A泳c
- Máy khu医y t瑛 gia nhi羽t C-OCI"JU"9""KMC."A泳c
- Lò nung nhi羽v"8瓜ecq"Pcdgtvjgtọ"A泳c
- T栄 s医y HN101-1A, Trung Qu嘘c
- Máy l逸c ngang HY-4A, Trung Qu嘘c
27
- Máy li tâm l衣pj"¥54JM""Jgtong."A泳c
- Kính hi吋n vi 8k羽n t穎 MT4200H Meiji, Nh壱t B違n
- T栄 c医y an toàn sinh h丑c c医p 2
- Thi院t b鵜 8q"8瓜 b隠n oxy hóa (UV-Vis NiR V770 Jasco, Nh壱t B違n)
Thi院t b鵜 phân tích HPLC (s逸c ký l臼ng hi羽w"p<pi"ecq+"UJKOCF¥W."Nh壱t B違n G欝m các b瓜 ph壱n:
- A亥u dò RID Î 10A
- D挨o"ecq"ƒr"NE"Î 20AD
- B瓜 ph壱n tách khí DGU Î 20 A3
- B瓜 ph壱n lò c瓜t CTO Î 20A
- C瓜t s穎 d映ng phân tích là SUGAR SH101, H312039, m ej" vj逢噂c c瓜t: 8mmID×300mmL.
- B瓜 x穎 lý và máy in C Î R8
2.2. Rj逢挨pi"rjƒr"
2.2.1. Rj逢挨pi"rjƒr"rj¤p"v ej"vj pj"rj亥n hóa h丑c
A¤{"n "o瓜t ph逢挨pi"rjƒr"8挨p"ik違p"8吋 zƒe"8鵜pj"j o"n逢嬰ng các ch医v"vtqpi"t挨o0" Rj逢挨pi"rjƒr"p {"u穎 d映pi"cekf"8吋 th栄y phân các hydrolysis thành các d衣pi"8挨p"ik違n
8吋 phân tích, g欝o"4"d逢噂c:
- D逢噂c 1: s穎 d映ng acid H2SO4 72% h医p nguyên li羽u 荏 300襖 trong 60 phút.
- D逢噂c 2: s穎 d映ng acid H2SO4 4% h医p nguyên li羽u 荏 121襖 trong 60 phút. Nguyên li羽w"8逢嬰c chia ra 2 ph亥n
- Ph亥n 1: hòa tan b荏k"cekf0"A逢嬰e"8q"d茨ng máy HPLC
- Ph亥n 2: không hòa tan b荏i acid (tro, ch医v"vt ej"n{."rtqv‒kp"È+"e„"vj吋 xác
8鵜pj"8逢嬰c.
Phân tích thành ph亥n c栄a lignocellulose b茨pi" rj逢挨pi" rjƒr" rj¤p" v ej" PTGN"
Laboratory Analytical Procedurẹ Nguyên li羽w"8逢嬰c th栄y phân v噂i acid H2SO4 n欝ng
28 loang 4%. Thành ph亥p" egnnwnqug" x " jgokegnnwnqug" 8逢嬰c th栄y pj¤p" vj pj" 8逢運ng
inwequg"x "z{nqug"8逢嬰c phân tích nh運 phân tích s逸t ký l臼ng (HPLC), b茨ng máy phân tích s逸t ký shimazu CTO Î 20a). Thành ph亥p"nkipkp"8逢嬰e"zƒe"8鵜nh b茨ng máy phân tích UV Î Vis m磯u NiR V770 (Japan).
2.2.2. Rj逢挨pi"rjƒr"zƒe"8鵜pj"8瓜 tinh th吋
Rj逢挨pi"rjƒr"nhi宇u x衣 tia X (X-tc{"fk悲tcevkqp+"8逢嬰c áp d映pi"8吋zƒe"8鵜pj"8瓜 tinh th吋 c栄c"egnnwnqug0"Oƒ{"8q"vkc"Z"vjg"Dwtmer 8逢嬰c s穎 d映ng v噂k"8亥u phát tia X b茨ng Cu ngu欝n áp là 40kV và 25mẠ Ph鰻 X-tc{"8逢嬰e"swfiv"4 "v瑛7"8院p"72"d逢噂c quét 0.02 và t嘘c
8瓜2047"ik¤{1d逢噂c.
Hình 2.3 Hình 違nh bu欝pi"8q"e栄a máy XRD Burker.
A瓜 tinh th吋8逢嬰c tính theo công th泳c sau [22]:
系堅荊岫ガ岻 噺 "岷岫荊態待待伐"荊津墜津岻峅
荊態待待 ゲ などど"""
Vtqpi" 8„" K200 n " e逢運pi" 8瓜 nhi宇u x衣 t衣i 2 " Ã44̇" *422" n " o員t ph鰯ng trong cellulose) và Inon n "e逢運pi"8瓜 nhi宇u x衣 t衣k"4 "Ã3:̇"*x́pi"x»"8鵜nh hình c栄a cellulose).
2.2.3. Rj逢挨pi"rjƒr"zƒe"8鵜nh n欝pi"8瓜 glucose và ethanol
Evjcpqn"8逢嬰e"8q"p欝pi"8瓜 b茨ng máy s逸c ký l臼ng hi羽w"p<pi"ecq"*JRNE+"u穎 d映ng
rjc"8瓜ng là acid sulfuric 0.005N. M磯u và chu育p"8逢嬰c ch衣y 荏 ch院8瓜:
- Nhi羽v"8瓜 c瓜t: 600C.
29 D詠a trên kh違 p<pi"rj¤p"d嘘 khác nhau c栄a các c医u t穎 khác nhau trên c瓜t, khi dung môi r穎a gi違k"8k"swc."eƒe"e医u t穎 s胤 l亥p"n逢嬰v"8逢嬰c r穎a gi違i ra kh臼i c瓜t theo th泳 t詠
tùy thu瓜c vào b違n ch医t c栄a các c医u t穎. Nh英ng c医u t穎 pj逢"pjcw"*vjw瓜c cùng m瓜t ch医t) s胤 có th運k"ikcp"n逢w"pj逢"pjcw."pj運x q"8„"oƒ{"JRNE"e„"vj吋 tách h厩n h嬰p nhi隠u ch医t ra kh臼i nhaụ Do di羽n tích b隠 m員t ti院p xúc c栄c"rjc"v pj"n噂p."JRNE"e„"8瓜 phân tách khá caọ
Chu育n b鵜:
Chu育n b鵜rjc"8瓜ng (mobile phase)
- Hóa ch医t g欝m acid H2SO4 98 % tinh khi院v"489 n
- P逢噂c c医t 1000 ml
- L丑e"p逢噂c c医t b茨ng màng l丑e"egnnwnqug"cegvcvg."m ej"vj逢噂c l厩 là 20 o
- Cho 1000 on"p逢噂c c医v"8«"8逢嬰c l丑c vào bình ch泳c."ejq"489" n"J2SO4 98 % vào và khu医{"m.
- L丑c dung d鵜ch qua màng l丑c sinh h丑e"RGỤ"m ej"vj逢噂c l厩204" o
- Cho vào t栄8k隠u nhi羽v"8吋 nâng nhi羽v"8瓜 c栄a dung d鵜ch lên 350襖 (15 phút)
Ejq"x q"oƒ{"uk‒w"¤o"*8吋 lo衣i b臼 mj "vtqpi"rjc"8瓜pi+."j¿v"ej逢pi không bình ch泳c"rjc"8瓜ng. Th詠c hi羽n quá trình này trong 45 Î82"rj¿v"8院n khi không còn th医y b丑t khí trong bình.
Inwequg"8逢嬰c phân tích b茨pi"rj逢挨pi"rjƒr"FPU0"F鵜ch c欝n sau quá trình lên men
8逢嬰c pha v噂i DNS v噂i t雨 l羽3<5"x "8逢嬰e"8q"d茨pi"oƒ{"8q"swcpi"rj鰻 vis t衣k"d逢噂c sóng 610nm.
30
2.3. B嘘 trí thí nghi羽m
2.3.1. Nghiên c泳u quá trình ti隠n x穎 lý
2.3.1.1. Thí nghi羽m ti隠n x穎 lý k院t h嬰p acid và base
Kh違o sát 違pj"j逢荏ng c栄a tác ch医t ti隠n x穎 lý S穎 d映ng acid H2SO4 và base NaOH
B嘘 trí thí nghi羽m
Ti院n hành các thí nghi羽m sau
- TN 1: TXL v噂i NaOH 2% KL trong 48 gi運
- TN 2: TXL v噂i H2SO4 2 % KL trong 48 gi運
- TN 3: TXL v噂i H2SO4 2 % KL trong 24 gi運 ucw"8„"VZN"x噂i NaOH 2% KL 24 gi運
- TN 4: TXL v噂i NaOH 2% KL trong 24 gi運 ucw"8„"VZN"x噂i H2SO4 2 % KL 24 gi運
T益 l羽 kh嘘k"n逢嬰ng biomas và dung d鵜ch là 1/10, t嘘e"8瓜 l逸c là 120 vòng/ phút và
8逢嬰c gi英 荏 nhi羽v"8瓜 鰻p"8鵜nh 30襖, k院t qu違8逢嬰c 8q"8衣c thành ph亥p"vt逢噂c và sau ph違n
泳ng, XRD và SEM 8吋8ƒpj"ikƒ"vjc{"8鰻i trong c医u trúc.
A吋 tính hi羽u su医t c栄a quá trình ti隠n x穎 lý b茨ng vi羽e"zƒe"8鵜pj"n逢嬰ng cellulose
8逢嬰e"n o"ik w"vt‒p"n逢嬰pi"nkipkp"x "mj»pi"zƒe"8鵜nh các thành ph亥n khác. Quá trình ti隠n x穎 lý nh茨m lo衣i b臼 ch栄 y院u lignin và không 違pj"j逢荏ng ho員c ch雨 lo衣i b臼 m瓜t ph亥n nh臼 8院n các thành ph亥n còn l衣ị Vì v壱y, hi羽u su医t quá trình ti隠n x穎 n#"8逢嬰c tính theo công th泳c:
茎怠岫ガ岻 噺 などど岫ガ岻 岾な 伐超鉄
超迭峇 (1)
Vtqpi"8„"[1 và Y2 là t益 l羽 kh嘘k"n逢嬰ng c栄a lignin/cellulose c栄a nguyên li羽u ban
8亥u và nguyên li羽u sau quá trình ti隠n x穎 lý.
M瓜t hi羽u su医t hi羽u ch雨nh t瑛 công th泳e"4"pj逢pi"f詠a vào s詠 thay 8鰻k"j o"n逢嬰ng
egnnwnqug"x»"8鵜nh hình sau quá trình ti隠n x穎 lý, Hi羽u su医t hi羽u ch雨nh này nh茨o"8ƒpj" ikƒ"8逢嬰e"vƒe"8瓜ng c栄a các quá trình ti隠n x穎 n#"8院n c医u trúc tinh th吋 c栄a cellulose có
違pj"j逢荏pi"8院n kh違 p<pi"vj栄y phân c栄a cellulose trong quá trình SSF. Tính hi羽u su医t theo công th泳c 2:
31
茎態岫ガ岻 噺 などど岫ガ岻 岫な 伐超超嫦鉄嫦迭岻 (2)
Vtqpi"8„"[Ó1 và YÓ2 là t益 l羽 kh嘘k"n逢嬰ng c栄c"nkipkp1egnnwnqug"x»"8鵜nh hình c栄a nguyên li羽w"dcp"8亥u và nguyên li羽u sau quá trình ti隠n x穎 lý.
J o"n逢嬰pi"egnnwnqug"x»"8鵜pj"j·pj"8逢嬰e"v pj"pj逢"ucw<
系結健健憲健剣嫌結"懸ù"Ì怙券月"月Ý券月 噺 系結健健憲健剣嫌結 岫な 伐 系堅荊岻 (3) Xây d詠ng mô hình quy ho衣ch th詠c nghi羽o"8ƒpj"ikƒ"rj逢挨pi"rjƒr"vk隠n x穎 lý k院t h嬰p acid và basẹ
Hình 2.4 B嘘 trí thí nghi羽m nghiên c泳w"eƒe"rj逢挨pi"rjƒr"vk隠n x穎n#"óp"e逢c"i厩
ecq"uw"x "t挨o0 Ecq"uw"x "t挨o Vk隠p"z穎"n# Phân tích Acid Base Thành rj亥p A瓜"vkpj"vj吋 Acid Base H2 CrI Sw{"jq衣ej"vj詠e" pijk羽o Quá trình SSF Acid Base
32
B違ng 3 Ma tr壱n b嘘 trí thí nghi羽m kh違o sát ti隠n x穎 lý k院t h嬰p acid và basẹ
FACTOR 1 FACTOR 2 FACTOR 3
R UN
A:N欝pi"8瓜 acid (%KL) B:Tg TXL acid (gi運) C:n欝pi"8瓜 base (%KL) 1 0.5 9 1 2 2 3 2 3 3.5 3 1 4 2 6 3 5 3.5 9 3 6 2 9 2 7 0.5 9 3 8 0.5 3 3 9 3.5 3 3 1 0 2 6 2 1 1 0.5 6 2 1 2 2 6 1 1 3 3.5 9 1 1 4 0.5 3 1 1 5 3.5 6 2
33 1 6 2 6 2 V噂k"g?3."m?"5 s嘘 thí nghi羽m l員p t衣i tâm N0 = 2 T鰻ng s嘘 thí nghi羽m: N = 2k + 2k + N0 = 16. (4)
V噂i tác ch医t NaOH, ti院n hành v噂i th運i gian là 24 gi運, t雨 l羽 kh嘘k"n逢嬰ng biomass và dung d鵜ch là 1/10, t嘘e"8瓜 l逸c là 120 vòng/phút và c嘘8鵜nh t衣i nhi羽v"8瓜 là 30 襖 trong t栄 栄 l逸c.
S穎 d映ng ph亥n m隠o"Fgukip"Gzrgtv"x033"8吋 thi院t k院 thí nghi羽m, tính toán và l壱p bi吋w"8欝 phân tích d英 li羽u c栄a thí nghi羽m quá trình ti隠n x穎 lý k院t h嬰p acid và basẹ T瑛
các thông s嘘 thí nghi羽n trên ti院n hành 8q"x "v pj"jk羽u su医t ti隠n x穎 lý, và hi羽u su医t ti隠n x穎 lý hi羽u ch雨nh và 8瓜 tinh th吋 t瑛8„"8ƒnh giá 違pj"j逢荏ng c栄a các y院u t嘘 t噂k"8瓜 tinh th吋
và quá trình chuy吋p" j„c" nkipqegnnwnqug" vj pj" dkqgvjcpqn" 8逢嬰c ki吋m ch泳ng b茨ng thí nghi羽m lên men SSF.
2.3.1.2. Thí nghi羽m lên men ki吋m ch泳ng
Chu育n b鵜 o»k"vt逢運ng vi sinh v壱t: S. cerevisiea
Vt逢噂c khi lên men, n医m men khô (Saccharomyces cerevisiae, Ethanol ReD TM)
8逢嬰c ho衣v"j„c"vtqpi" o»k"vt逢運ng l臼pi" UFD"*uwetqug" cpf"rgrvqpg"x "p逢噂c c医t), Môi
vt逢運pi"8逢嬰c h医p kh穎vt́pi"vtqpi"343"冽"vtqpi"32"rj¿v0"P医o"ogp"8逢嬰c nuôi c医y trong t栄 栄 l逸e"*342"x1r."57"冽."vtqpi"x”pi"6:"ik運). M壱t 8瓜 n医o"ogp"8逢嬰e"8q"d茨pi"rj逢挨pi"
pháp quang h丑c (OD) 荏d逢噂c sóng 610 nm, b茨ng thi院t b鵜 UV Î Vis Hach DR 5000.
Ti院n hành thí nghi羽m lên men SSF
Nguyên li羽u sau quá trình ti隠n x穎n#."8逢嬰c n衣p vào bình erlen 250 on."vj‒o"p逢噂c v噂i t雨 l羽 t<p1n臼ng là 0.1, b鰻 sung ch医v"fkpj"f逢叡ng, 荏 8¤{"n "rgrvqpg"4'"mj嘘k"n逢嬰ng,
8逢嬰c h医p ti羽v"vt́pi"*343冽."32"rj¿v+0"Ucw"mjk"j医p ti羽t trùng và h衣 nhi羽v"8瓜 xu嘘ng còn
57"冽."d鰻 sung n医m men S. cerevisiae 5%v/v và enzyme Acremonium Cellulase (Meiji Seika Cọ) 5%v/v có ho衣v"8瓜 100 IU/ml. Môi vt逢運pi"n‒p"ogp"8逢嬰c 栄 l逸c 荏57冽"x "342" tro"vtqpi"swƒ"vt·pj"UUH0"Eƒe"d·pj"8逢嬰c b鵜v"m p"8吋 CO2 không bay ra ngoài và môi
vt逢運ng không b鵜 nhi宇m các vi sinh v壱t khác. Hi羽u su医t chuy吋n hóa bioethanol:
34 茎件怡憲"嫌憲徑建"潔月憲検悳券"月 欠"決件剣結建月欠券剣健"岫ガ岻 噺 岷帳痛潮張峅岷帳痛潮張峅茅"などど岫ガ岻 (5)
Vtqpi"8„"]GvQJ̲"n "p欝pi"8瓜 ethanol cao nh医v"vjw"8逢嬰c sau quá trình SSF
Và [EtOH]* là n欝pi"8瓜 ethanol lý thuy院v"8w丑c tính trên thành ph亥n cellulose c栄a nguyên li羽u, trong thí nghi羽m này v噂i g厩 cao su là 2,785 vol% và v噂k" t挨o" n " 4,69 vol%.
35
2.3.2. Thí nghi羽p n衣p enzyme nhi隠u l亥n
Quá trình ti隠n x穎 lý 8逢嬰c th詠c hi羽n 荏 8k隠u ki羽n sau: TXL c医p 1 v噂i acid H2SO4 1% KL trong vòng 6 gi運."ucw"8„"n丑c b臼 dung d鵜ch ti院n hành TXL c医p 2 v噂i base NaOH 3% KL trong 24 gi運. A吋 nghiên c泳u nâng cao hi羽u qu違 cho quá trình th栄y phân và lên
ogp"vjgq"rj逢挨pi"vj泳c SSF, ti院n hành các thí nghi羽p"8逢嬰c b嘘vt "pj逢"ucw:
B違ng 4 B嘘 trí thí nghi羽m n衣p nhi隠u l亥n enzymẹ
Thí nghi羽m S嘘 l亥n n衣p Th運i gian n衣p (h) Enzyme n衣p (ml)
1 1 0 6
2 2 0 12 3 3
3 3 0 8 16 2 2 2
Aq"eƒe"ikƒ"vt鵜 n欝pi"8瓜 ethanol và n欝pi"8瓜 glucose và pH. M厩i thí ghi羽n ti院n hành hai l亥n l員p l衣ị S穎 d映ng các ngu欝n nguyên li羽u là g厩 cao su x "t挨o"t衣0"A嘘i ch泳ng l衣i b茨ng nguyên li羽u là gi医y l丑e0"Eqk"8¤{"n "nguyên li羽u không ch泳a lignin.
Các thí nghi羽o"ucw"mjk"8«"ejw育n b鵜 8逢嬰c ti院n j pj"pj逢"d違ng 4, quá trình n衣p
gp¦{og"8逢嬰c ti院n hành nhi隠u l亥n, quá trình n衣r"gp¦{og"8逢嬰c th詠c hi羽n b茨ng xylanh có v衣ch chia th吋 tích. M厩i thí nghi羽o"8逢嬰c ti院n hành l員p l衣i 3 l亥n và l医y k院t qu違 trung bình, có tính sai s嘘. Ti院n hành trên nguyên li羽w"ecq"uw."t挨o"x "8嘘i ch泳ng là gi医y l丑c.
36
Hình 2.5 Quy trình nghiên c泳u thí nghi羽m n衣p nhi隠u l亥n enzyme cho quy trình
th栄{"rj¤p"x "n‒p"ogp"8欝ng th運i (SSF). Ecq"uw"x "t挨o H2SO4 1% KL N丑e"fir NaOH 3% KL N丑e"fir Trung hòa J医r"mj穎"vt́pi Vj栄{"rj¤p"x "n‒p" men SSF Bioethanol Phân tích Thành rj亥p A瓜"vkpj"vj吋 Ik医{"n丑e P逢噂e"e医v Enzyme P医o"ogp Peptone
37
EJ姶愛PI"50 K蔭T QU謂 VÀ TH謂O LU一N
3.1. Thành ph亥n c栄a óp"e逢c"i厩ecq"uw"x "t挨o"t衣
Phân tích thành ph亥n c栄c"óp"e逢c"i厩 cao su, cellulose chi院o"j o"n逢嬰ng cao nh医t chi院m 41,20%. Cao su e„" j o" n逢嬰ng cellulose cao, cho th医y ti隠o" p<pi" e栄a nguyên li羽w"p {"8吋 s違n xu医t bioethanol. Ngoài cellulose, các thành ph亥n khác c栄a cao su bao g欝m hemicellulose (23,19%), lignin (23,56%), h嬰p ch医v"x»"e挨"*6.64'+"x "o瓜t s嘘 thành ph亥p"ej逢c"zƒe"8鵜nh (7,63%).
Hình 3.1 Thành ph亥n c栄c"óp"e逢c"i厩 cao sụ
Hình 3.2 Thành ph亥n c栄c"t挨o"t衣.
E”p" 8嘘i v噂k" t挨ọ" egnnwnqug" e pi" ejk院o" j o" n逢嬰ng cao nh医t (39,87%), pj逢pi"