3.5. Đánh giá về khả năng phát triển sản xuất Etanol sinh học từ bèo tây
Xây dựng kịch bản ứng dụng quy trình sản xuất Etanol từ bèo tây
Xử lý sơ bộ (phơi khô, nghiền nhỏ)
Bèo tây
Thủy phân bằng axit (3g bèo, H2SO4 7% ở 1000C, 50 phút)
Trung hòa bằng NaOH
Lọc bằng giấy lọc Klebsiella oxytoca THLC0109 Bã ủ làm phân bón
Lên men trong 3 ngày
Ethanol Chƣng cất
Dựa trên các kết quả nghiên cứu về khả năng sinh trƣởng của bèo tây và sản lƣợng Etanol, đề tài này xây dựng một kịch bản ứng dụng quy trình sản xuất Etanol từ bèo tây trên diện tích mặt nƣớc của các hồ trong khu vực thành phố Hà Nội.
Đề tài đã ƣớc tính sản lƣợng bèo tây thu đƣợc trên diện tích mặt nƣớc của các quận trong thành phố Hà Nội với độ che phủ mặt nƣớc của bèo tây là 30kg/m2. Từ đó, tính đƣợc lƣợng Etanol thu đƣợc khi áp dụng quy trình sản xuất Etanol ở trên. Kết quả sản lƣợng Etanol sản phâm trình bày trong bảng 14:
Bảng 16 . Dự kiến sản lượng Etanol ứng với diện tích mặt nước của thành phố
STT Quận Diện tích
mặt nƣớc (ha)
Khối lƣợng bèo tây tƣơi
(tấn)
Khối lƣợng bèo tây khô
(tấn) Sản lƣợng Etanol (kg) 1 Hoàn Kiếm 11,7 3510 403,7 87,59 2 Ba Đình 63,55 19065 2192,5 475,77 3 Đống Đa 36,128 10838 1246,4 270,47 4 Hai Bà Trƣng 40,35 12105 1392,1 302,08 5 Hoàng Mai 100,6 30180 3470,7 753,14 6 Long Biên 25,5 7650 879,8 190,91 7 Tây Hồ 508,5 152550 17543,3 3806,89 8 Thanh Xuân 19,6 5880 676,2 146,74
Kết quả ƣớc tính nhƣ trong bảng 14 cho thấy, bèo tây là một nguồn nguyên liệu để sản xuất Etanol trong tƣơng lai.
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ KẾT LUẬN
Sau quá trình nghiên cứu, đề tài “Nghiên cứu khả năng chuyển đổi bèo tây thành cồn sinh học” đã thu đƣợc một số kết quả:
1. Bèo tây sau khi đƣợc phơi tự nhiên, sấy khô đến khối lƣợng khơng đổi có màu nâu nhạt, độ ẩm 88,5 %.
2. Đề tài đã xác định đƣợc các thơng số tối ƣu cho q trình thủy phân bèo tây bằng dung dịch H2SO4 loãng:
Thời gian thủy phân: 50 phút Nồng độ axit H2SO4: 7% Khối lƣợng bèo thủy phân: 3g
3. Sau quá trình lên men nhờ vi khuẩn Klebsiella oxytoca THLC0109, 3g bèo tây khơ đã đƣợc chuyển hóa thành Etanol và hàm lƣợng Etanol đạt giá trị cao nhất ở thời điểm 3 ngày là 0,217 mg/g.
KHUYẾN NGHỊ
1. Đề tài mới chỉ nghiên cứu 3 điều kiện tối ƣu cho quá trình thủy phân (thời gian thủy phân, nồng độ axit, khối lƣợng bèo tây) mà chƣa xét đến các điều kiện khác cũng có ảnh hƣởng đến lƣợng đƣờng đƣợc tạo ra nhƣ áp suất, nhiệt độ.
2. Trong điều kiện thời gian hạn hẹp, đề tài chƣa nghiên cứu đƣợc quy trình sản xuất Etanol, trong đó q trình thủy phân cellulose diễn ra dƣới tác dụng của enzyme, cần tiếp tục nghiên cứu theo hƣớng này.
3. Trong quá trình nghiên cứu, đề tài mới chỉ xác định đƣợc tổng hàm lƣợng đƣờng khử dựa tính theo glucoza làm cơ sở đánh giá mà chƣa xác định rõ đƣợc hàm lƣợng của từng loại đƣờng 5 Cacbon và 6 Cacbon, cần nghiên cứu thêm vấn đề này.
4. Nghiên cứu, thử nghiệm quá trình lên men dịch thủy phân bèo tây bằng một số vi sinh vật khác để so sánh hiệu suất lên men.
5. Đề tài chƣa nghiên cứu sự ảnh hƣởng của các sản phẩm trung gian trong quá trình thủy phân đến quá trình sinh trƣởng và phát triển của chủng vi sinh vật dùng để lên men nhƣ axit acetic, phenol, andehit aromatic (furfural_OC4H3CHO)...
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Nguyễn Thị Ngọc Bích (2003), Kỹ thuật cellulose và giấy, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh.
2. Nguyễn Lân Dũng (1982), Thực hành Vi sinh vật học, Nxb Đại học và
Trung học Chuyên nghiệp, Hà Nội.
3. Nguyễn Quang Khải, Hội thảo Phát triển năng lƣợng bền vững ở Việt Nam, Những vấn đề phát triển năng lƣợng SK của Việt Nam.
4. Nguyễn Đức Lƣợng (1996), Nghiên cứu tính chất một số vi sinh vật có khả năng tổng hợp xenluloza cao, Luận án PTSKHKT, Hà Nội
5. Trần Diệu Lý (2008), Nghiên cứu sản xuất ethanol nhiên liệu từ rơm rạ, khóa luận tốt nghiệp, Thành phố Hồ Chí Minh.
6. Nguyễn Thị Hằng Nga (2009), Nghiên cứu khả năng sản xuất ethanol sinh ho ̣c từ phụ phẩm nông nghiệp, luận văn thạc sỹ, Hà Nội.
7. Lê Đình Quang (2008), “Nhiên liệu sinh học – Lợi ích khổng lồ nhƣng cịn đó những nguy cơ”, Tạp chí Tài ngun mơi trƣờng, số 21, tr.24-25
8. Nguyễn Đình Thƣởng (2000), Cơng nghệ sản xuất & kiểm tra cồn etylic, Nxb Khoa học và Kỹ thuật, tr.107-173
9. Nguyễn Thị Tĩnh (2009), Đánh giá tiềm năng năng lƣợng sinh khối và đề xuất phƣơng án sử dụng phụ phẩm cây ngô ở huyện Phúc Thọ, Hà Nội, khóa luận tốt nghiệp, Hà Nội.
10. Trần Cẩm Vân (2004), Giáo trình vi sinh vật môi trƣờng, Nhà xuất bản
Đại học Quốc Gia, tr.79-82.
11. Thủ tƣớng chính phủ (2007), “Đề án phát triển nhiên-liệu-sinh-học đến
năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025”, Hà Nội.
12. Tổng Cục Thống kê, Niên giám thống kê 2010.
13. http://www.khoahoc.com.vn/khampha/sinh-vat-hoc/thuc-vat/3247_Beo-
14. http://www.hieuhoc.com/khoahochay/chitiet/cong-nghe-che-tao-giay-tu-
beo-tay-2010-05-03
15. http://www.ovsclub.com.vn/show_article.php?aid=17844&lg=vn, Nhiên
liệu sinh học Etanol: hy vọng hay ảo vọng.
16. http://tailieu.vn, Nhiên liệu sinh học - nguồn năng lƣợng tái tạo quan
trọng trong tƣơng lai.
17. http://tailieu.vn/view-document/vi-sao-nhien-lieu-sinh-hoc-chua-duoc-
quan-tam-o-nuoc-ta.14940.html?lang=en, 2007, Vì sao nhiên liệu sinh học chƣa đƣợc quan tâm ở nƣớc ta, Sinh học Việt Nam.
Tiếng Anh
18. Anjanabha Bhattacharya (2010), Water hyacinth as a potential biofuel
crop, USA.
19. Badger, P.C (2002), Trends in new crops and new uses, Etanol from
cellulose: Ageneral review, p. 17–21.
20. Berg, Jeremy M.; Tymoczko, John L.; and Stryer, Lubert (2002),
Biochemistry,Spinger.
21. Biotechnology for Fuels and Chemicals- Applied Biochemistry and
Biotechnology.
22. Cheng-shung gong, li-fu chen, Michael C. Flickinger, Ling- Chang
Chiang, andGeorge T. Tsao (1981), Applied and environmental microbiology: Production of Etanol from D-Xylose by Using D- Xylose Isomerase and Yeasts, p. 430-436.
23. Gaur A.C (1980), Microbial decomposition of organic matterial and
humus in soiland compost, .FAO/UNDP,p.59.
24. Isarankura-Na-Ayudhya (2007), Appropriate Technology for the
Bioconversion of Water Hyacinth (Eichhornia crassipes) to Liquid Ethanol, Mahidol University, Bangkok, Thailand.
25. James D. Kerstetter, Ph.D.John Kim Lyons(2001), Wheat straw for
ethanol.
26. Jeris J. S and A. W. Regan (1973), “The effect of pH, nutrient, storage
and paper content”, Controllong environmental for oplimal composting, p 16- 22.
27. Naoto Urano (2007), Ethanol production from the water hyacinth
Eichhornia crassipes by yeast isolated from various hydrospheres, Tokyo University, Japan.
28. Production in Washington: A Resource, Technical, and Economic
Assessment,p.18.
29. E.F. Ruiz, E.G. Uribe and J.M. Martínez, Biomass and Productivity of
Water Hyacinth and Their Application in Control Programs, E.L. Gutiérrez.
30. Rockville Maryland (2005), Breaking the biological barriers to cellulosic
ethanol.
31. Se Hoon Kim (2004) , Lime pretreatment and enzymatic hydrolysis of
corn stover, p.6.
32. Sheela Srivastava, P S Srivastava (2003), Understanding Bacteria,
Springer.
33. Sin R.G.H (1951), Microbial decomposition of cellulose, Rainhold, New
York.
34. Tran Dang Thuan (2009), Single-Stage Conversion of Lignocellulosic
Materials to Ethanol in a Single-Strain and Co-Culture System, luận văn thạc sỹ, Taipei.
35. Yan Lin (2006), “Ethanol fermentation from biomass resources: current
state and prospects”, Microbiol Biotechnol 69, pp. 627-642.
36. Ye Sun, Jiayang Cheng (2001), Hydrolysic of lignocellulosic materials
37. http://www .wikipedia.org.