5.1. Kết luận:
5.1.1. Quỏ trỡnh tiền xử lý:
Quỏ trỡnh sản xuất bioethanol từ bựn giấy, việc tiền xử lý loại bỏ cỏc thành ảnh hưởng khụng tốt đến quỏ trỡnh thủy phõn là rất cần thiết.
Bựn giấy là một loại cơ chất cú thành phần cellulose tương đối cao, mạch carbon của cellulose trong bựn giấy là ngắn, quỏ trỡnh tiền xử lý khụng tớnh đến xử lý kớch thước mà chỉ loại bỏ cỏc thành phần khụng cú ớch.
Qua phõn tớch ta thấy, trong bựn giấy lấy từ nhà mày Newtoyo cú hàm lượng lignin khỏ thấp, hàm lượng hemicellulose khỏ cao và tan tốt trong acid loĩng, trong khi đú lignin cũng tan được trong mụi trường này. Vỡ vậy quỏ trỡnh tiền xử lý với acid loĩng (0.5%) trong 3h đĩ được để nghiờn cứu.
Hàm lượng tro trong bựn giấy rất cao, cản trở sự tiếp xỳc của enzyme cellulase với cellulose, nờn cần loại bỏ thành phần này. Do cú khối lượng riờng cao hơn hẳn so với lignocellulose, nờn đất sột cú thể loại bỏ bằng phương phỏp hũa tan bựn giấy vào nước rồi lắng loại bỏ thành phần chỡm dưới đỏy. Phương phỏp này dễ thực hiện, chi phớ thấp nhưng cú nhược điểm là sau đú lại phải tỏch ẩm ra khỏi bựn, cụng việc này tốn khỏ nhiều thời gian và chi phớ.
Vỡ thế một khi đĩ xỏc định mục đớch của bựn giấy là để phục vụ sản xuất bbioethanol thỡ nờn cú hướng tỏch thành phần đất sột ra khỏi bựn giấy ngay từ khõu thu hồi bựn giấy. Cụ thể cú thể dựng phương phỏp tuyển nổi, lắng trọng lực để tỏch đất sột riờng và lignocellulose riờng. Cựng với sự tỏch đất sột ta cũng tỡm cỏch “làm sạch” bựn giấy trước khi thu hồi. Vớ dụ trong quỏ trỡnh sản xuất giấy cú sử cỏc húa chất phụ gia, chất tẩy trắng…cỏc chất này khi thải ra nờn cho đi theo đường ống riờng, khụng cho tiếp xỳc với bựn giấy.
5.1.2. Quỏ trỡnh tạo chế phẩm vi sinh:
Quỏ trỡnh tạo chế phẩm vi sinh Trichoderma reesei được nuụi cấy trong mụi trường bỏn rắn, cơ chất là cỏm trộn với bựn giấy để nấm mốc quen với mụi trường bựn giấy. Trong luận văn đĩ tiến hành nghiờn cứu độ ẩm, tỉ lệ bựn cỏm, thời gian nuụi tạo chế phẩm cú sinh khối nấm mốc cao nhất. Kết quả cú được là độ ẩm 70%, tỉ lệ càm:bựn là 4:6, thời gian nuụi 5 ngày sẽ cho sinh khối nấm mốc cao nhất.
Cỏc yếu tố về pH, nhiệt độ khụng được nghiờn cứu. pH mụi trường nuụi cấy khụng được khảo sỏt mà được cố định pH 5 (pH tối ưu cho nấm mốc phỏt triển) bằng cỏch
Luận văn tốt nghiệp Chương V. Kết luận và kiến nghị
SVTH: Lờ Hựng Triết Trang 69
điều chỉnh pH bựn giấy về 5 sau khi tiền xử lý rồi mới tiến hành sấy khụ tỏch ẩm. Nhiờt độ nuụi là nhiệt độ phũng.
5.1.3. Quỏ trỡnh lờn men bỏn rắn:
Tiến hành cỏc thớ nghiệm riờng lẻ thỡ thời gian lờn men 3 ngày, tỉ lệ chế phẩm 12% sẽ cho lượng đường cao nhất. Tuy nhiờn hiệu suất chuyển húa bựn giấy thành đường cao nhất cũng chỉ là 0.711% so với cơ chất, nếu tớnh trờn hàm lượng cellulose cú trong bựn giấy thỡ hiệu suất là 1.97%.
Nguyờn nhõn cú thể xuất phỏt từ chớnh thành phần của bựn giấy, hoạt tớnh của nấm mốc được sử dụng. Theo kết quả cú được thành cỏc kim loại trong bựn giấy mặc dự khụng cao nhưng rất cú thể với hàm lượng như vậy đĩ đủ để ức chế sự sinh trưởng và troa đổi chất của nấm mốc Trichoderma reesei . Do đú cần cú nghiờn cứu cụ thể ảnh hưởng của cỏc kim loại đến nấm mốc, tỡm cỏch loại bỏ những kim loại này ra khỏi bựn giấy…
STT CHỈ TIấU PHÂN TÍCH ĐƠN VỊ KẾT QUẢ
1 As àg/l 12,13 2 Hg àg/l 0,349 3 Cd mg/l 0,100 4 Zn mg/l 0,428 5 Ni mg/l 2,863 6 Fe mg/l KPH 7 CrTC mg/l 0,21 8 Cr (VI) mg/l 0,041 9 Cu mg/l 21,85 10 Mn mg/l 0,8 11 Al mg/l 0,037
Luận văn tốt nghiệp Chương V. Kết luận và kiến nghị
SVTH: Lờ Hựng Triết Trang 70
Hàm lượng đất sột chiếm khỏ cao trong bựn giấy cũng là nguyờn nhõn làm hiệu suất chuyển húa đường thấp do cản trở sự tiếp xỳc của cellulase với cellulose.
Tuy hiệu suất chuyển húa đường là cao nhất khi sử dụng chế phẩm vi sinh với tỉ lệ 12%. Nhưng chưa chắc với tỉ lệ này sẽ cho hiệu quả kinh tế cao nhất, cần phải cần bằng với cỏc chi phớ tạo chế phẩm enzyme, chi phớ tỏch dịch đường ra khỏi mụi trường bỏn rắn…Cần phải cú nghiờn cứu cụ thể mới cú thể đưa ra kết luận về vấn đề này.
5.2. Kiến nghị:
Do những hạn chế về mặt thiết bị và thời gian nờn đề tài chưa nghiờn cứu sõu và phỏt triển thờm cỏc hướng khỏc. Sau đõy là những nội dung đề nghị thực hiện để phỏt triển đề tài:
Nghiờn cứu cỏc phương phỏp tiền xử lý thớch hợp nhất để loại bỏ đồng thời lignin, hemicellulose, cỏc kim loại trong bựn giấy.
Nghiờn cứu khả năng phối trộn bựn giấy với cỏc nguồn nguyờn liệu phế phẩm nụng nghiệp cú chưa hàm lượng lignocellulose cao đờ nõng cao hiệu quả kinh tế cho quỏ trỡnh sản xuất bioethanol .
Nghiờn cứu cỏc sản phẩm chế phẩm vi sinh khỏc cú hoạt tớnh tổng hợp cellulase tốt để tăng hiệu suất chuyển húa cellulose.
Nghiờn cứu chế phẩm vi sinh cú khả năng chuyển húa đồng thời cellulose và hemicellulose.
Chạy mụ hỡnh và tớnh toỏn hiệu quả kinh tế của quỏ trỡnh sản xuất bioethanol từ bựn giấy.
Luận văn tốt nghiệp Tài liệu tham khảo
SVTH: Lờ Hựng Triết Trang 71
Tài Liệu Tham Khảo
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Đức Lượng (chủ biờn), Cụng nghệ enzym, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chớ Minh, 2004.
[2] Nguyễn Đức Lượng, Cụng nghệ vi sinh tập 1, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chớ Minh, 2006.
[3] Nguyễn Đức Lượng, Cụng nghệ vi sinh tập 2, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chớ Minh, 2006.
[4] Nguyễn Lõn Dũng, Nguyễn Đỡnh Quyến, Phạm Văn Ty, Vi sinh vật học, Nhà xuất bản Giỏo Dục, 2003.
[5] Nguyễn Thị Thanh Kiều, Nghiờn cứu sự phõn hủy lignin của một số nấm đảm và khả năng ứng dụng, Luận ỏn tiến sĩ Sinh học, Đại học Khoa học tự nhiờn Tp. Hồ Chớ Minh, 2004.
[6] Nguyễn Đức Lượng, Phan Thị Huyền, Nguyễn Ánh Tuyết, Thớ nghiệm Cụng nghệ Sinh học Tập 2 - Thớ nghiệm vi sinh vật học. Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia, Tp. Hồ Chớ Minh, 2006.
[7] Nguyễn Đức Lượng, Cao Cường, Thớ nghiệm Cụng nghệ Sinh học Tập 1 - Thớ nghiệm húa sinh học. Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia, Tp. Hồ Chớ Minh, 2003. [8] Viện Cụng nghiệp Giấy và Xenluylụ, Giấy và bột giấy - Sổ tay phũng thớnghiệm.
Hà Nội, 2004.
[9] Lờ Ngọc Tỳ, La Văn Chứ, Phạm Trõn Chõu, Nguyễn Lõn Dũng, Enzym vi sinh vật, tập 2, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 1982).
[10] Khởi cụng xõy dựng Nhà mỏy sản xuất cồn nhiờn liệu sinh học (bioethanol)
khu vực phớa bắc, 22/06/2008, tại link:
http://www.pvn.vn/?portal=news&page=detail&category_id=11&id=516. [11] Hetti Palonen, Role of lignin in the enzymatic hydrolysis of lignocellulose,
Luận văn tốt nghiệp Tài liệu tham khảo
SVTH: Lờ Hựng Triết Trang 72
[12] C.S.Gong, N.J.Cao, J.Du, G.T.Tsao, Bioethanol Production from Renewable Resources, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Biochemical Engineering / Biotechnology,Vol. 65,1999.
[13] Charles E.Wyman, Handbook on Bioethanol: Product and Utilization, Taylor&Francis, 1996. p 119-285.
[14] Tina Jeoh, Steam Explosion Pretreatment of Cotton Gin Waste for Fuel Bioethanol Production, Master of science thesis, Biological Systems Engineering, 1998.