SIMINAR SINH HỌC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHÂN TỐ ENZYME ĐẾN SỰ THỦY PHÂN CELLULOSE SAU KHI TIỀN XỬ LÝ CHẤT LỎNG ION

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNGKHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG SEMINAR CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT HÓA CHẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHÂN TỐ

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

SEMINAR CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT HÓA CHẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHÂN TỐ ENZYME ĐẾN SỰ THỦY

PHÂN CELLULOSE SAU KHI TIỀN XỬ LÝ CHẤT LỎNG ION

1 TỔNG QUAN VỀ CELLULOSE

Cellulose là 1 loại nhiên liệu sinh học tồn tại

rộng rãi trên thới giới.

Nguyên liệu Cellulose được xếp vào loại khá

quan trọng trong công nghiệp hóa chất Ứng

dụng quan trọng nhất là sử dụng Cellulose làm

Cellulose có nhiều trong bông ( 95 – 98 )%,

tre, nứa, mía, ngô….

Công thức hóa học của Cellulose

Chất lỏng ion là gì?

Chất lỏng ion (Ils) là muối ở dạng lỏng ở điều

kiện thường ( dưới 100, nhiệt độ nóng chảy thấp, khó bay hơi và tạo hợp chất mới, được tạo thành

từ các ion dương và ion âm.

Chất lỏng ion được tạo thành từ các cation gốc

hưu cơ ( chủ yếu là amoni, photphoni, sunfoni)

và các anion vô cơ ( thường là halogen, một số

trường hợp là anion sunfat hữu cơ)

Tính chất đặc trưng của chất lỏng ion.

• Thể hiện tính dẫn điện cao ngay khi

có mặt đồng thời mạch

hydrocacbon dẫn điện yếu.

Hòa tan nhiều dung môi hữu

cơ phân cực.

• 1 số ái nước,

1 số kỵ nước.

• ILs khá bền nhiệt.

Năm 2002 Rogers và cộng sự lần đầu tiên công

bố hiệu quả của chất lỏng ion [C4min]Cl trong

việc thủy phân cellulose.

Chất lỏng ion.

Giảm thời gian lưu

Không cần cung cấp nhiều năng lượng Ít hư hỏng

thiết bị

2 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

2.1 Nguyên liệu

N – methylimidazole ( 99%)

Nhựa trao đổi ion Amberlyst A – 26 (OH)

Enzyme cellulase ( hoạt độ 7.5 FPU/ mg)

Vi tinh thể Cellulose ( kích thước hạt trung bình là 50 )

2.2 Chuẩn bị chất lỏng ion.

Chất lỏng ion sử dụng là [BMIM]Cl và [AMIM]Cl

Cacboxylic dựa trên chất lỏng ion hóa được chuẩn bị bằng

nhựa trao đổi ion (mẫu Amberlyst – 26 OH) theo những bước sau:

+ Đầu tiên, nhựa trao đổi ion được thêm vào anion mong

muốn trên nhựa

+ 300 mL dung dịch HCOOH ( 10%) được xối qua cột

chứa 100 g nhựa

+ Sau đó, cột được xối bởi dung dịch muối chloride hay

bromine ngậm nước của cation mong muốn được thay thế

nhanh các anion

+ Sau khi phản ứng hoàn tất, dung dịch chứa acid formic

trên nền chất lỏng ion ngậm nước được cô đặc và sấy

Những ion Chloride hay Bromine còn dư được xác định

bằng điện cực lọc ion đến khi các ion chứa trong chất

lỏng ion hóa acid formic thấp hơn 20 ppm

+ [BMIN]Cl và [AMIM]Cl được chế tạo bằng cách cho 5.0

g hòa tan trong 50 mL nước cất và thêm vào cột chưa ion

formic Chất thể chiết được cô đặc và sấy dưới 90 , áp suất chân không hơn 24h

2.3 Chuẩn bị dung dịch đệm và DNS

Hệ đệm Citrate (pH = 4.8, 0.05 mol/L )

Nước cất

Sodium citrate

Na3C6H5O7( 8.56 g/L)

Acid citric

C6H8O7 ( 4.01

g/L)

Dung dịch DNS được pha theo công thức của

IUPAC.

Dung dịch DNS

1416 mL nước cất

10.6 g dinitrosalicylic

3,5-acid

19.8 g NaOH

306 g

7.6 mL phenol n/c

508.3 g sodium metabisunfit

2.4 Thủy phân Cellulose bằng enzyme

- Chuẩn bị dung dịch : cellulose, enzyme

cellulase, đệm citric

- Lây 1.0 g cellulose + 0.015 g enzyme cellulase + 150 mL hệ đệm citric tạo thành 1 dung dịch huyền phù để tiến hành thủy

- Lấy 1 mL dung dịch huyền phù cho vào ống nghiệm,

thêm 3.0 mL dung dịch DNS Đậy kín và đun khoảng 15

phút

- Sau đó tiến hành làm lạnh ống nghiệm đến nhiệt độ

Tỷ lệ enzyme thủy phân được xác định thông qua hàm

lượng đường khử bằng phương pháp DNS sử dụng đường

glucose tiêu chuẩn

Tỷ lệ enzyme thủy phân (%) = x 0.9 x 100

3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

3.1 Đặc tính của Cellulose tái sinh

Mật độ phổ FTIR của cellulose tái tạo từ [BMIM]Cl và

Quang phổ XRD của cellulose tái sinh từ [BMIM]Cl tại 80 và

120 so với cellulose gốc

3.2 Ảnh hưởng của anti –solvent đến sự tái tạo cellulose

3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ tiền xử lý

Nhiệt độ ảnh hưởng khá lớn đến quá trình thủy phân

Cellulose tạo thành glucose Lý do là vì Ils thủy phân

cellulose nhiều hơn ở nhiệt đồ cao

Thực tế, trong hệ thống [BMIM]Cl, nồng độ TRS đạt

được :

+ 8.49 mg/mL ở 120 trong 5h+ 4.60 mg/mL ở 80 trong 5hChất lỏng ion nền Chloride chứa Acetad có khuynh hướng sệt hơn và nhiệt độ ổn định hơn so với ILS nền Chloride

chưa Formate

Chloride nền ILs có thể hòa tan cellulose một cách hiệu quả bởi vì sự hình thành liên kết hydro giữ proton hydro của

3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến enzyme

thủy phân Cellulose.

4 KẾT LUẬN

Cellulose được xử lý với Ils sẽ giúp cho

việc thủy phân dễ dàng hơn là không xử lý

hay xử lý bằng base, acid

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tái sinh và thủy phân sau khi tiền xử lý bằng Ils: ảnh hưởng

của các loại dụng môi, nhiệt độ tiền xử lý, nhiệt độ

Có thể kết luận rằng, cellulose được xử lý bằng

chất lỏng ion sẽ cho năng suất TRS và tốc độ

thủy phân cao hơn.

THANK YOU

FOR YOUR ATTENTION !

CÂU HỎI CỦNG CỐ KIẾN THỨC

Câu 1 : Liên kết trong phân tử cellulose là liên kết?

A

B

C

D

Câu 2 : Enzyme sử dụng để thủy phân cellulose là?

A Amylase

B Catalase

C Cellulase

D Cả 3 đều đúng

Câu 3 Nhiệt độ tối ưu để thủy phân Cellulose

bằng enzyme Cellulase là bao nhiêu độ ?

A 30

B 40

C 50

D 60

Câu 4 Dung dịch đêm được sử dụng trong

phương pháp này có pH là bao nhiêu?

A 7.8

B 4.8

C 5.8

D 6.8

Câu 5 : Sắp xếp theo thứ tự giảm dần

lượng đường khử được tạo ra khi sử dụng

các chất chống dung dụng khác nhau.

A H2O > MeOH > EtOH

B MeOH > EtOH > H2O

C H2O > EtOH > MeOH

D EtOH> H2O> MeOH