(TIỂU LUẬN) slide thuyết trình tiểu luận ETHANOL SINH học từ bèo tây

Các giai đoạn trong sản xuất Ethanol sinh họcQuá trình xử lý sơ bộ Bằng hơi Hiệu quá với gỗ cứng Phân hủy xylanh 7... Các giai đoạn trong sản xuất Ethanol sinh họcQuá trình thủy phân Axi

ETHANOL SINH HỌC

1 Tổng quan

Những lợi ích khi sử dụng nhiên liệu sinh học

nhà kính

kinh tế nông nghiệp

năng lượng

3

Ethanol sinh học

Chất lỏng, khôngmàu, mùi thơm dễchịu, vị cay, nhẹhơn nước, sôi ởnhiệt độ 78.39oC,tan vô hạn trongnước

Rượu no, đơn chức,

có công thức

C2H5OH Mang đầy

đủ tính chất củamột rượu đơn chức

4

Nguyên liệu sản xuất ethanol sinh học

Quá trình chuyển hóa từ nguyên

liệu chứa cellulose

6

Các giai đoạn trong sản xuất Ethanol sinh học

Quá trình xử lý sơ bộ

Bằng hơi

Hiệu quá với gỗ cứng

Phân hủy xylanh

7

Các giai đoạn trong sản xuất Ethanol sinh học

Quá trình thủy phân

Axit loãng

B1: chuyển hóa hemicellulose thành đường 5C

và 6C B2: chuyển hóa hoàn toàn cấu trúc cellulose thành đường

glucocacbon

Axit đặc

B1: thủy phân hemicellulose

B2: axit đặc phá hủy liên kết hidro, biến đổi chúng thành dạng vô định hình.

Enzyme

Tách riêng: quá trình thủy phân và lên men được tiến hành tách rời Đồng thời: xuất hiện các phản ứng lên men phức tạp, phát sinh chất ức chế hoạt động enzyme

8

Các giai đoạn trong sản xuất Ethanol sinh học

0 Ethanol 32 từ – đường 0.54 euro/lít

Tình hình sản xuất và sử dụng Ethanol sinh học

Mỹ

6.498

Brazil 5.019

LM Châu Âu

570.3

Trung Quốc 486

Trước 2007: Hạn chế phát triễn xăng

10

- Là thành phần chủ yếu của vách tế bào thực vật

- Dễ bị phân hỷ bởi acid → hydro celullose

- Phản ứng với kiềm/KL kiềm → celullose ancolat

- Bị oxi hóa → oxi-celullose

Vi sinh vật

Có khả năng tổng hợp được hệ enzyme Celulloza

xylan

12

Quá trình lên men rượu

13

Yêu cầu chung của nấm men dung trong sản xuất cồn etylic là

phải có năng lực lên men mạnh, biến đường thành rượu nhanh và hoàn toàn Đồng thời phải ổn định và chịu được

những biển đổi của môi trường

 Thuốc kháng sinh trong y học nhân gian

phân giải các chất độc hại

2.Phương Pháp

Nghiên Cứu

Phương Pháp Tiền Xử

Lý

Rửa sạch cắt bỏ phần rễ

Bảo quản hộp kín, tránh bị ẩm mốc

Sấy 70 độ => Cắt ngắn

không đổi

Nghiền thành bột

17

Phương pháp thủy phân

120ml ddBèo tây Thủy phân

H2SO4 loãng 2,5%

Giấy lọc băng

Xác định hàm lượng đườngkhử của dung dịch thu đượcbằng phương pháp so màu

Trung hòa Làm lạnh => nhiệt

Phương pháp xác định hàm lượng đường khử

Nguyên tắc: dựa trên cơ sở tạo màu giữa đường khử

và thuốc khử acid dinitrosalicylic (DNS)

Dựa vào đồ thị đường chuẩn của glucose với thuốc thử DNS sẽ tính được hàm lượng đường khử của mẫu

D-Tiến hành so màu ở bước sóng

550nm

19

Phương pháp xác định hàm lượng đường khử

20

Phương pháp lên men

Pepton 5g/l Môi trường Lấy 100ml

nhân giống dung dịch

Nacl 5g/l

 Nhân giống vi khuẩn lên men

 Lên men mẫu

100ml dd lọc Khử trùng 1ml bình nuôi Nuôi ở nhiệt độ

bèo của quá 60-70 độ C cấy vào bình

trình thùy phân trong 60p lên men 6ml

21

Phương pháp xác định hàm lượng ethanol

Điều kiện phân tích đã lựa chọn:

- Cột mao quản chiều dài 30m, đường kính trong

0,23mm

mẫu Splitless

- Chương trình nhiệt độ cột: Nhiệt độ ban đầu là 120 độ

C (giữ trong 1 phút), sau đó tang lên 150 độ C với tốc độ 10 độ C/ phút

và giữ ở 150 độ C trong 4 phút

22

Phương pháp xác định hàm lượng ethanol

23

3.Kết luận

Thành phần khối lượng của cây bèo tây ( theo Viện Chăn nuôi Viêt Nam, % khối lượng khô)

Theo các nghiên cứu đã chỉ ra rằng: hầu hết hàm lượng cellulose và

hemicellulose tập trung ở thân và lá của bèo tây, bộ phận rễ chủ yếu là lignin

25

Kết quả thí nghiệm thủy phân chuyển hóa bèo tây thành đường

1.Ảnh hưởng thời gian 2.Ảnh hưởng nồng độ axit 3.Ảnh hưởng tỷ lệ rắn lỏng

2.5g bèo tây 3g bèo tây Bèo tây được thủy phân trong120ml dd H2SO4 2.5% 120ml dd H2SO4 khảo sát thừ 120ml H2SO4 7% theo tỷ lệTrong khoảng 35-60 phút 3%-8% trong 50 phút ở R/L 1:20, 1:60, 1:40, 1:30,Lượng đường tao ra lớn 100°C 1:24, 1:20 ở 100°C trong 50nhất ở thời điểm 50 phút Lượng đường tạo ra ở 7% là phút

đạt giá trị lớn nhât là lớn nhất à 2.754g Khối lượng bèo tây là

Thành phần chất rắn còn lại sau

quá trình thủy phân

Ban đầu

Cellulose Hemicellulose Lignin Khác Tổng

Còn lại

0.692g 0.593g 0.218g 0.415g 1.685g

27

Khả năng chuyển hóa hydrocacbon trong quá trình thủy phân bằng axit

ban đầu (g) hydrocacbon

Kết quả cho thấy hemicellulose là hợp chất có khả năng chuyển hóa hydrocacbon tốt

nhất 54,08% trong quá trình thủy phân bằng axit H2SO4, tiếp đến là cellulose 32,2%,

lignin 9,21% Kết quả này chỉ ra rằng: lignin là hợp chất rất khó chuyển hóa trong quá

trình thủy phân bằng axit

28

Khả năng chuyển hóa sản phẩm thủy phân thành Etanol

Ngày thứ 3: Nồng độ Etanol đạt giá trị cao nhất (7,22 mg/l), tương đương hàm lượng Etanol 0,217 mg/g

Hàm lượng Etanol tạo ra sau quá trình lên men

-Mối quan hệ tỉ lệ nghịch -Ban đầu hàm lượng đường giảm chậm và lượng Etanol sinh ra ít

-Khi hàm lượng đường giảm mạnh thì lượng Etanol sinh ra tăng vọt

-Sau khi hàm lượng Etanol đến cực đại thì bắt đầu giảm, hàm lượng đường khử tiếp Mối quan hệ giữa Etanol và đường khử tục giảm gần đến 0

Competitor

29 trong quá trình lên men

Quy trình sản xuất

Etanol từ bèo tây

Bèo tây

Xử lý sơ bộ (phơi khô, nghiền

khô)

Thủy phân bằng axit (3g bèo, H 2 SO 4 7% ở 100°C, 50 phút)

Trung hòa bằng NaOH

Kết luận

cellulose và hemicellulose, qua quá trình thủy phân và lên men nhờ VSV, chuyển hóa cellulose trong bèo tây thành Etanol sinh học

tiềm năng để sản xuất Etanol trong tương lai