Bã mía sau tiền xử lý, xác định hàm ẩm được đưa đi thủy phân và lên men đồng thời. Tiến hành thí nghiệm với thể tích dung dịch tổng cộng 100ml. Dịch thủy phân và lên men đồng thời được bổ sung khoáng và nitơ như ở bảng 3.5.
Bảng 3.5Thành phần các chất bổ sung vào dịch thủy phân và lên men đồng thời.
Tên chất bổ sung Nguồn khoáng Nguồn nitơ
K2HPO4 MgSO4.7H2O Dịch chiết nấm men
Khối lượng (g/100ml) 0.30 0.25 1.00
Trong nghiên cứu này, các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân và lên men đồng thời như tỷ lệ giống nấm men, % enzyme, pH, thời gian sẽ được khảo sát. Mục đích là xem xét sự ảnh hưởng của chúng đến nồng độ ethanol tạo thành. Các yếu tố khác được giữ cố định: nhiệt độ 370C, % bã rắn 10%, tốc độ lắc 100 rpm. Sau khi kết thúc quá trình thủy phân và lên men đồng thời, tiến hành xác định nồng độ glucose và độ cồn có trong mẫu (theo phương pháp đã được trình bày ở mục 3.3.3 và 3.3.4).
Bộ dụng cụ thủy phân và lên men đồng thời được lắp như hình 3.11. Bộ dụng cụ này chỉ cho phép CO2 thoát ra khỏi dung dịch chứ không cho khí từ môi trường ngoài lọt vào. Sau đó, chúng được đặt vào bể lắc điều nhiệt.
CHƯƠNG 3: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
51
Hình 3.12Bộ dụng cụ thủy phân và lên men đồng thời được đặt trong bể lắc điều nhiệt.
3.4.4.1 Xác định đường cong sinh trưởng của tế bào nấm men
Thực hiện giai đoạn nhân giống nấm men cấp 1 và cấp 2 theo phương pháp đã trình bày ở mục 3.3.5.3. Ở giai đoạn nhân giống cấp 2, ghi nhận thời điểm bắt đầu, đếm số tế bào nấm men (phương pháp đếm được trình bày ở mục 3.3.5.4) và đo độ hấp thu ở thời điểm đó ở bước sóng 620 nm (sử dụng máy đo quang phổ). Tiếp theo, thu mẫu theo thời gian để đo độ hấp thu và đếm mật độ tế bào, từ đó vẽ đồ thị biểu diễn sự tương quan giữa độ hấp thu và mật độ tế bào nấm men theo thời gian nuôi cấy. Mục đích của bước nghiên cứu này là để xác định được thời gian nhân giống cấp 2 thích hợp mà tại đó lượng giống nấm men cao nhất để phục vụ cho quá trình thủy phân và lên men đồng thời.
3.4.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme đến nồng độ ethanol
Tiến hành thí nghiệm thủy phân và lên men đồng thời cho các mẫu bã mía (dịch lên men có bổ sung khoáng và nitơ với thành phần như ở bảng 3.5), tỷ lệ enzyme cho vào lần lượt là 3%, 5%, 7% và 9% so với thể tích dịch thủy phân và lên men. Các yếu tố khác được giữ cố định: 10 % bã mía, 10% giống, pH 4.8, nhiệt độ 370C và lắc ở 100 rpm.
Xác định độ cồn, nồng độ glucose còn của các mẫu sau 24 giờ. Tiến hành so sánh để chọn tỷ lệ enzyme thích hợp nhất cho quá trình thủy phân và lên men đồng thời.
3.4.4.3 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ giống nấm men đến nồng độ ethanol
Tiến hành thí nghiệm thủy phân và lên men đồng thời cho các mẫu bã mía (dịch lên men có bổ sung khoáng và nitơ với thành phần như ở bảng 3.5), tỷ lệ giống cho vào lần lượt là 5%, 10%, 15% và 20% so với thể tích dịch thủy phân và lên men. Các yếu tố khác được giữ cố định: 10 % bã mía, 5% enzyme, pH 4.8, nhiệt độ 370C và lắc ở 100 rpm.
Xác định độ cồn, nồng độ glucose còn của các mẫu sau 24 giờ. Tiến hành so sánh để chọn tỷ lệ enzyme thích hợp nhất cho quá trình thủy phân và lên men đồng thời.
3.4.4.4 Khảo sát ảnh hưởng của pH đến nồng độ ethanol
Tiến hành thí nghiệm thủy phân và lên men đồng thời cho các mẫu bã mía (dịch lên men có bổ sung khoáng và nitơ với thành phần như ở bảng 3.5), điều chỉnh pH của mẫu thủy phân và lên men đồng thời về 3; 4; 4.4; 4.8; 5.2 và 6. Các yếu tố khác được giữ cố định: 10 % bã mía, 5% enzyme, 10% giống, nhiệt độ 370C và lắc ở 100 rpm.
Xác định độ cồn, nồng độ glucose còn của các mẫu sau 24 giờ. Tiến hành so sánh để chọn tỷ lệ enzyme thích hợp nhất cho quá trình thủy phân và lên men đồng thời.
3.4.4.5 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến nồng độ ethanol
Tiến hành thí nghiệm thủy phân và lên men đồng thời cho các mẫu bã mía (dịch lên men có bổ sung khoáng và nitơ với thành phần như ở bảng 3.5) với các yếu tố thích hợp chọn được từ các thí nghiệm trên. Mẫu được lấy tại 4 giờ; 24 giờ; 36 giờ; 48 giờ; 60 giờ; 72 giờ và 96 giờ, xác định lượng glucose còn và lượng ethanol tạo thành theo thời gian.
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
53
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 4.1 Quá trình tiền xử lý