BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ CÔNG THƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.04/06-10 BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI “NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ HỆ THỐNG THIẾT BỊ SẢN XUẤT CỒN NHIÊN LIỆU TỪ PHẾ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP (BIOMASS)” MÃ SỐ ĐỀ TÀI: KC.04.07/06-10 Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Công nghiệp Thực phẩm Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. Vũ Nguyên Thành Hà nội -2010 BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ CÔNG THƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.04/06-10 BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI “NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ HỆ THỐNG THIẾT BỊ SẢN XUẤT CỒN NHIÊN LIỆU TỪ PHẾ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP (BIOMASS)” MÃ SỐ ĐỀ TÀI: KC.04.07/06-10 Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì PGS.TS. Vũ Nguyên Thành PGS.TS. Lê Đức Mạnh Ban Chủ nhiệm chương trình Bộ Khoa học và Công nghệ Hà nội -2010 1 VI ỆN CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM __________________ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Hà nội, ngày 05 tháng 10 năm 2010 BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I. THÔNG TIN CHUNG 1. Tên đề tài/dự án: “Nghiên cứu công nghệ và hệ thống thiết bị sản xuất cồn nhiên liệu từ phế phụ phẩm nông nghiệp (biomass)” Mã số đề tài: KC.04.07/06-10 Thuộc: Chương trình: “Nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học” KC.04/06-10 2. Chủ nhiệm đề tài/dự án: Họ và tên: Vũ Nguyên Thành Ngày sinh: 6/9/1968 Nam/Nữ: Nam Học hàm học vị: Phó Giáo Sư, Tiến Sỹ Chức danh khoa học: Nghiên cứu viên chính Chức vụ: Phó CN Bộ môn Vi sinh Điện thoại: Cơ quan: 04.35589004 Nhà riêng: 04.3869 8541 Mobile: 0912 390182 Fax: 04.3858 4554 E-mail: thanh@firi.ac.vn Tên cơ quan đang công tác: Viện Công nghiệp Thực phẩm Địa chỉ cơ quan: 301-Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội Địa chỉ nhà riêng: 72/C8, Tập thể Đại học Kinh tế Quốc dân, Hà Nội 3. Tổ chức chủ trì đề tài/dự án: Tên tổ chức chủ trì đề tài: Viện Công nghiệp Thực phẩm Điện thoại: 04.3558 9004 Fax: : 04.3858 4554 E-mail: manh@firi.ac.vn Website: www.firi.vn Địa chỉ cơ quan: 301-Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội Họ và tên thủ trưởng tổ chức: Lê Đức Mạnh 2 Số tài khoản: 931.01.016 Kho Bạc Nhà Nước Thanh Xuân, Hà nội. Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Công thương II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN 1. Thời gian thực hiện đề tài/dự án: - Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 4 năm 2007 đến tháng 12 năm 2009 - Thực tế thực hiện: từ tháng 4 năm 2007 đến tháng 6 năm 2010 - Được gia hạn (nếu có): - Lần 1 từ tháng 4 năm 2007 đến tháng 4 năm 2010 2. Kinh phí và sử dụng kinh phí: a) Tổng số kinh phí thực hiện: 2370 triệu đồng, trong đó: + Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 2370 triệu đồng + Kinh phí từ các nguồn khác: 0 tr.đ. + Tỷ lệ và kinh phí thu hồi đối với dự án (nếu có): 0 b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH: Số TT Theo kế hoạch Thực tế đạt được Ghi chú (Số đã được và đề nghị quyết toán) Thời gian Kinh phí VND Thời gian Kinh phí VND 1 2007 833,300,000 2007 583,000,000 2 2008 963,800,000 2008 925,000,000 401,396,000 3 2009 572,900,000 2009 862,000,000 1,226,402,940 2010 742,200,560 3 c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi: Đối với đề tài: Đơn vị tính: đồng Nội dung Tổng kinh phí được cấp Tổng kinh phí đã chi Kinh phí chênh lệch Tổng số Khoán chi Tổng số Khoán chi Tổng số Trả công lao động (khoa học, phổ thông) 813.000.000 813.000.000 813.000.000 813.000.000 0 Nguyên, vật liệu, năng lượng 740.000.000 0 740.000.000 0 0 Thiết bị, máy móc 549.000.000 0 549.000.000 0 0 Xây dựng, sửa chữa nhỏ 35.000.000 0 35.000.000 0 0 Chi khác 233.000.000 96.000.000 220.305.100 96.000.000 12.694.900 Trong đó đoàn ra 137.000.000 124.305.100 Trích quỹ phát sự nghiệp 12.694.900 Tổng Cộng 2.370.000.000 909.000.000 2.357.305.100 909.000.000 12.694.900 3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án: (Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có) Số TT Số, thời gian ban hành văn bản Tên văn bản Ghi chú Quyết định, văn bản của cơ quan quản lý 1 Quyết định số 2092/QĐ- BKHCN ngày 22/9/2006 Quyết định phê duyệt, Chủ nhiệm, Cơ quan chủ trì và kinh phí các đề tài, dự án bắt đầu thực hiện năm 2006 thuộc Chương trình KHCN trọng điểm cấp Nhà nước giai đoạn 2006-2010 “Nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ sinh học” Mã số KC.04/06-10 Đề tài KC.04.07/06-10: Nghiên cứu công nghệ và hệ thống thiết bị sản xuất cồn nhiên liệu từ phế phụ phẩm nông nghiệp (biomass) Chủ nhiệm TS. Vũ Nguyên Thành Cơ quan chủ trì: Viện Công nghiệp Thực phẩm Kinh phí: 2,370 triệu đồng 2 Hợp đồng số Hợp đồng nghiên cứu khoa Đ ề t ài KC.04.07/06 - 10: Nghiên 4 07/2006/HĐ- ĐTCT- KC.04/06-10 ngày12/5/2007 học và phát triển công nghệ cứu công nghệ và hệ thống thiết bị sản xuất cồn nhiên liệu từ phế phụ phẩm nông nghiệp (biomass) Thời gian thực hiện đề tài 33 tháng từ tháng 4 năm 2007 đến tháng 12 năm 2009 Kinh phí: 2,370,000,000 VND 3 Quyết định số 1111/QĐ- BKHCN ngày 13/6/2008 Quyết định về việc cử đoàn đi công tác nước ngoài Cử 03 người đi học tập kinh nghiệm trong lĩnh vực enzyme tại Thái Lan 29 ngày. Kinh phí: 137 triệu đồng 4 Quyết định 4890/QĐ-BCT Quyết định về việc cử cán bộ đi công tác Thái Lan Cử Nguyễn Thanh Thủy đi Thái Lan 29 ngày 5 Quyết định số số 2397/QĐ- BKHCN ngày 28/10/2009 Quyết định về việc cử các đoàn đi công tác nước ngoài Cử 01 người đi học tập kinh nghiệm tại nghiên cứu về lĩnh vực lên men vi sinh vật tại Hàn Quốc 29 ngày. Kinh phí: 89,527,900 VNĐ 6 Quyết định số 2398/QĐ- BKHCN ngày 28/10/2009 Quyết định về việc phê duyệt kế hoạch đấu thầu mua sắm thiết bị của đề tài KC.04.07/06 - 10 Đấu thầu chào hang cạnh tranh 01 hệ thống cất cồn 96% giá 144,000,000 VNĐ 7 Quyết định số 2506/QĐ- BKHCN ngày 09/11/2009 Quyết định về việc điều chỉnh thời gian thực hiện của đề tài KC.04.07/06-10 Thời gian thực hiện đề tài điều chỉnh: 4/2007 - 4/2010 8 Quyết Định số 5952/QĐ-BCT ngày 25/11/2009 Quyết định về việc cử cán bộ đi công tác Hàn Quốc Cử Đinh Thị Mỹ Hằng đi Hàn Quốc 29 ngày V ăn b ả n c ủa t ổ chức chủ tr ì đ ề t ài 1 Công văn số 147/VTP ngày 14/10/2009 Công văn xin điều chỉnh đoàn ra Đề tài đã cử 01 người đi Thái Lan 29 ngày và đã quyết toán 47,472,400 VNĐ, đề tài xin điều chỉnh sử dụng số kinh phí còn lại là 89,527,600 VNĐ để cử 01 ngư ờ i đi Hàn Qu ốc 29 ng ày 2 Công văn số 148/VTP ngày14/10/2009 Công văn xin gia hạn thực hiên đề tài KC.04.07/06-10 Xin gia hạn thời gian thực hiện đề tài thêm 6 tháng đến hết tháng 6/2010 3 Công văn số 158/VTP ngày 21/10/2010 Công văn xin đăng ký đấu thầu thiết bị Đăng ký đấu thầu 01 hệ thống cất cồn 96% với kinh phí 144,000,000 VNĐ 4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án: 5 T T Tên tổ chức đăng ký theo Thuyết minh Tên tổ chức đã tham gia thực hiện Nội dung tham gia chủ yếu Sản phẩm chủ yếu đạt được 1 Viện khoa học lâm nghi ệp Việt Nam Phân lập và sàng lọc chủng gi ống l ên men xylose Một số chủng lên men xylose - Lý do thay đổi: Viện khoa học lâm nghiệp Việt Nam thường xuyên đi công tác các tỉnh nên dễ dàng lẫu mẫu đa dạng từ nhiều vùng địa lý khác nhau để phân lập. 6 5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án: (Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10 người kể cả chủ nhiệm) Số TT Tên cá nhân đăng ký theo Thuyết minh Tên cá nhân đã tham gia thực hiện Nội dung tham gia chính Sản phẩm chủ yếu đạt được Ghi chú * 1 TS. Vũ Nguyên Thành PGS.TS. Vũ Nguyên Thành Chủ nhiệm đề tài: bao quát toàn bộ nội dung nghiên cứu của đề tài Thiết kế, quản lý hoạt động của toàn bộ đề tài 2 PSG. TS. Ngô Tiến Hiển PSG. TS. Ngô Tiến Hiển Cố vấn đề tài Đề xuất, định hướng nghiên cứu đề tài 3 ThS. Nguyễn Thúy Hường ThS. Nguyễn Thúy Hường Nghiên cứu công nghệ sử lý nguyên liệu Ứng dụng enzyme công nghiệp phục vụ thủy phân nguyên liệu Công nghệ sử lý nguyên liệu Ứng dụng enzyme công nghiệp phục vụ thủy phân celluloses 4 TS. Nguyễn Thị Việt Anh TS. Nguyễn Thị Việt Anh Phân lập chủng giống sinh cellulase Một số chủng giống sinh cellulase 5 ThS. Nguyễn Thị Hương Giang ThS. Nguyễn Thị Hương Giang Xác chủng giống lên men glucose và điều kiện nuôi cấy Chủng giống lên men glucose và điều kiện nuôi cấy 6 ThS. Đinh Thị Mỹ Hằng ThS. Đinh Thị Mỹ Hằng Tuyển chọn chủng giống thủy phân cellulose, xác định điều kiện nuôi cấy. Xây dựng quy trình công nghệ lên men Sản xuất thực nghiệm cồn nhiên liệu Chủng giống thủy phân cellulose, điều kiện nuôi cấy để sinh tổng hợp cellulases. Quy trình công nghệ lên men 7 ThS. Dương Anh Tuấn ThS. Lê Thùy Mai Nghiên cứu thành phần hệ enzyme ngoại bào, thử nghiệm tạo chủng lên sinh enzyme thủy phân tái tổ hợp Ứng dụng enzyme thương phẩm phục vụ thủy phân nguyên liệu. Xây d ựng quy tr ình Xác định thành phần hệ enzyme ngoại bào, tạo chủng tái tổ hợp sinh enzyme thủy phân Ứng dụng enzyme thương phẩm phục vụ thủy phân cellulose Quy trình công ngh ệ 7 công nghệ lên men. Sản xuất thực nghiệm cồn nhiên liệu lên men. 8 CN. Đào Anh Hải CN. Đào Anh Hải Nghiên cứu thiết kế thiết bị và đặt hàng chế tạo trọn gói Sản xuất thực nghiệm cồn nhiên liệu Thiết kế thiết bị và đặt hàng chế tạo trọn gói 9 KS. Nguyễn Thanh Thủy ThS. Nguyễn Thanh Thủy Xác định chủng giống lên men xylose và điều kiện nuôi cấy Chủng giống lên men xylose và điều kiện nuôi cấy 10 ThS. Khuất Thị Thủy ThS. Khuất Thị Thủy Nghiên cứu công nghệ xử lý nguyên liệu. Ứng dụng enzyme công nghiệp phục vụ thủy phân nguyên li ệu Công nghệ xử lý nguyên liệu Ứng dụng enzyme công nghiệp phục vụ th ủy phân cellulose - Lý do thay đổi: ThS. Dương Anh Tuấn đi làm nghiên cứu sinh ở nước ngoài ThS. Lê Thùy Mai làm nghiên cứu sinh tại Viện Công nghiệp Thực phẩm với đề tài: Ứng dụng công nghệ enzyme và vi sinh vật trong sản xuất cồn nhiên liệu từ phế phụ phẩm nông nghiệp 6. Tình hình hợp tác quốc tế: Số TT Theo kế hoạch (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia ) Thực tế đạt được (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia ) Ghi chú* 1 Đoàn Đi Hàn Quốc Số người 03 Thời gian 21 ngày Học công nghệ lên men SSF tại Hàn Quốc Đoàn đi Thái Lan Số người: 01 người Thời gian: 29 ngày từ 22/9/2008 đến 17/10/2008 Địa điểm: Trường Kinh Mong Kutt, Thonburi, Bangkok, Thái Lan Kinh phí 47,472,400 VNĐ Học tập kinh nghiệm trong lĩnh vực enzyme Đoàn đi Hàn Quốc Số người: 01 người Thời gian: 29 ngày từ 25/12/2009 đến 22/1/2010 Địa điểm: Trường Dongguk, Seoul, Hàn Quốc Kinh phí: 89,527,900 VNĐ 8 Học tập kinh nghiệm tại nghiên cứu về lĩnh vực lên men vi sinh vật tại - Lý do thay đổi (nếu có): Cùng một mức kinh phí đề tài mong muốn tiếp nhận được nhiều kinh nghiệm hơn trong cả lĩnh vực enzyme và lên men 7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị: Số TT Theo kế hoạch (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm ) Thực tế đạt được (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm ) Ghi chú* 1 - Lý do thay đổi (nếu có): 8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu: (Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát trong nước và nước ngoài) Số TT Các nội dung, công việc chủ yếu (Các mốc đánh giá chủ yếu) Thời gian (Bắt đầu, kết thúc - tháng … năm) Người, cơ quan thực hiện Theo kế hoạch Thực tế đạt được I Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất cồn nhiên liệu từ phế phụ phẩm nông nghiệp 11/2009 12/2009 Viện CNTP 1 Nghiên cứu công nghệ xử lý nguyên liệu 1/2007- 12/2007 4/2007- 12/2007 N.T. Hường, K.T. Thủy, V.N. Thành 2 Xác định/tạo chủng thủy phân cellulose và điều kiện nuôi cấy 1/2007- 12/2008 4/2007- 12/2008 Đ.T.M. Hằng, L.T.Mai, Đ. A. Hải, N.T.V. Anh, V. N. Thành 3 Xác định chủng giống lên men glucose và điều kiện nuôi cấy 1/2007- 12/2008 4/2007- 12/2008 N.T.H. Giang, N.T.Thủy, V. N. Thành 4 Xác định chủng giống lên men xylose và điều kiện nuôi cấy 1/2007- 12/2008 4/2007- 12/2008 N.T.H. Giang, N.T.Thủy Đ.A.Hải, V.N.Thành 5 Nghiên cứu ứng dụng enzyme phục vụ thủy phân nguyên liệu 1/2008- 12/2008 4/2008- 12/2008 N.T. Hường, K.T. Thủy, L.T.Mai, [...]... công nghệ sản xuất cồn nhiên liệu từ phế phụ phẩm nông nghiệp Có thể sản xuất cồn 96% từ nguyên liệu phế phụ phẩm nông nghiệp Đã sản xuất cồn 96% từ nguyên liệu phế phụ phẩm nông nghiệp 02 quy trình 5 Bản thiết kế thiết bị 02 bản thiết kế thiết bị (thiết bị nuôi cấy vi sinh vật, thiết bị cất cồn 96) 03 bản thiết kế thiết bị (thiết kế thiết bị thủy phân nguyên liệu, thiết bị nuôi cấy vi sinh vật, thiết. .. vật, thiết bị cất cồn 96) 03 bản vẽ thiết kế 10 6 Báo cáo khả thi Phân tích khả năng ứng dụng công nghệ sản xuất cồn nhiên liệu từ phế phụ phẩm nông nghiệp Đã phân tích quy trình công nghệ và khả năng ứng dụng công nghệ sản xuất cồn nhiên liệu từ phế phụ phẩm nông nghiệp 01 báo cáo c) Sản phẩm Dạng III: Số TT Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học cần đạt Theo Thực tế kế hoạch đạt được Số lượng, nơi công bố (Tạp... học và công nghệ: 12 Kết quả sơ bộ (Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình độ công nghệ so với khu vực và thế giới…) Đề tài đã góp phần làm sáng tỏ những thuận lợi và khó khăn trong công nghệ sản xuất cồn nhiên liệu từ phế phụ phẩm nông nghiệp và đưa ra những định hướng rõ ràng trong nghiên cứu lâu dài Kinh nghiệm nghiên cứu trong lĩnh vực enzyme, vi sinh, công nghệ. .. N Thành 6 Xây dựng quy trình công nghệ lên men 1/200911/2009 4/200912/2009 L.T.Mai, Đ.T.M.Hằng, V N Thành II Nghiên cứu xây dựng hệ thống thiết bị sản xuất cồn nhiên liệu từ phế phụ phẩm nông nghiệp 12/2009 5/2010 Viện CNTP 1 Nghiên cứu thiết kế thiết bị và đặt hàng chế tạo trọn gói 1/20086/2009 4/200811/2009 Đ.A.Hải, L H Điển, V.N Thành 2 Sản xuất thực nghiệm cồn nhiên liệu 1/200911/2009 12/20095/2010... đây Nghiên cứu của chúng tôi được thực hiện theo đơn đặt hàng của Nhà Nước với tiêu đề: "Nghiên cứu công nghệ và hệ thống thiết bị sản xuất cồn nhiên liệu từ phế phụ phẩm nông nghiệp (biomass)", mã số: KC.04.07/06-10 Đề tài bao gồm những nội dung chính sau: 1 Nghiên cứu công nghệ xử lý nguyên liệu 2 Xác định/tạo chủng thủy phân cellulose và điều kiện nuôi cấy 3 Xác định chủng giống lên men glucose và. .. chủng giống lên men xylose và điều kiện nuôi cấy 5 Nghiên cứu ứng dụng enzyme phục vụ thủy phân nguyên liệu 6 Xây dựng quy trình công nghệ lên men 7 Nghiên cứu thiết kế thiết bị và đặt hàng chế tạo 8 Sản xuất thực nghiệm cồn nhiên liệu 13 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 GIỚI THIỆU VỀ CỒN NHIÊN LIỆU 1.1.1 Xu thế phát triển công nghiệp cồn nhiên liệu Nhiên liệu hoá thạch (than đá và dầu mỏ) là nguồn năng... các thiết bị thành phần của hệ thống tháp chưng luyện Danh mục và hệ thống dây truyền các thiết bị Kết quả sản xuất cồn nhiên liệu từ bã mía Chỉ tiêu chất lượng sản phẩn cồn bã mía ở quy mô pilot Tiêu chuẩn kỹ thuật ASTM D 4806 cho cồn nhiên liệu (cồn khan, Mỹ) Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với cồn chưa làm khan của Braxin Tiêu hao nguyên, nhiên liệu và giá thành cho sản xuất 1000 lít cồn từ bã mía Sản lượng... lên men cồn SSF 83 2.2.25 Phương pháp cất cồn 83 CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 85 2 3.1 NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU 85 3.1.1 Khảo sát và lựa chọn nguyên liệu 85 3.1.1.1 Sản xuất lúa gạo và hiện trạng sử dụng phế phụ phẩm 85 3.1.1.2 Công nghiệp mía đường và hiện trạng sử dụng phế phụ phẩm 86 3.1.1.3 Phế phụ phẩm từ cây ngô và hiện... nghệ sản xuất ethanol 15 1.1.3 Tình hình sản xuất ethanol nhiên liệu toàn cầu 16 1.1.4 Sản xuất và nghiên cứu ethanol ở Việt Nam 19 1.2 QUY TRÌNH XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU 22 1.2.1 Nguyên liệu sản xuất cồn nhiên liệu 22 1.2.2 Sản xuất ethanol từ phế phụ phẩm nông nghiệp 23 1.2.3 Phương pháp thủy phân nguyên liệu 26 1.2.3.1 Tiền xử lý nguyên liệu. .. án tạo ra so với các sản phẩm cùng loại trên thị trường…) Việt Nam đang hòa nhập vào xu thế của thế giới và có những bước đi mạnh mẽ trong lĩnh vực ứng dụng nhiên liệu sinh học, và đặc biệt là cồn nhiên liệu Nhu cầu thị trường về cồn nhiên liệu là rất lớn và không giới hạn quốc gia Với ưu thế sử dụng một nguồn nguyên liệu rẻ và thực sự dồi dào, cồn nhiên liệu từ phế phụ phẩm nông nghiệp thực sự sẽ có