Luận Văn Bước đầu nghiên cứu đánh giá khả năng sản xuất bioethanol từ nguyên liệu bùn thải nhà máy giấy

Tóm tắt
Mẫu bùn giấy được lấy từ nhà máy giấy New Toyo, Bình Dương với thành phần chứa khoảng 34% cellulose, 16% hemicelluloses và 37% tro. Sau đ́, được xử lý với acid phosphoric loãng ở chế độ 121oC, 1,5atm trong 60 phút. Sử dụng enzyme Cellusoft L của hãng Novo Nordisk để khảo sát quá trình thủy phân bùn giấy. Đồng thời, sử dụng hai chủng giống vi sinhvật lên men bao gồm S. cerevisiae và Z. mobilis để khảo sát quá trình thủy phân và lên men đồng thời từ bùn giấy. Tế bào tự do của chủng Z. mobilis không thể tạo ethanol trong sút 48 giờ lên men bởi vì t́c động ức chế của ion kim loại có trong bùn giấy. Trong khi đ́, qú trình thủy phân và lên men đồng thời bằng chủng Z. mobilis được ć định trong gel Ca-alginate cho kết quả 13,1 g/l ethanol trong vòng 60 giờ ở h̀m lượng bùn giấy là 200 g/l. Đồng thời, tế bào tự do nấm men S. cerevisiae cũng cho kết quả 16,6 g/l ethanol trong vòng 72 giờ ở cùng hàm lượng bùn giấy. Kết quả nghiên cứu cho thấy quá trình thủy phân và lên men đồng thời chỉ đạt hiệu suất khoảng 60%, thấp hơn so với quá trình thủy phân và lên men riêng lẻ.
------------------------------------------------------------
MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN
KÍ HIỆU VIẾT TẮT
TÓM TẮT
ABSTRACT
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
CHƯƠNG 1: MỞ ĐÂU
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Bioethanol
2.1.1. Lịch sử ph́t triển của bioethanol
2.1.2. Ưu, nhược điểm cua bioethanol
2.1.3. Ứng dụng hiện nay của bioethanol
2.1.4. Triển vọng phát triển của bioethanol
3.2. Các phương ph́áp sản xuất bioethanol
3.2.1. Phương phap truyền thống
3.2.2. Phương pháp khác
3.3. T̀ình hình nghiên cứu bioethanol từ bùn thải giấy trên thế giới và trong nước
3.4. Quy trình sản xuất giấy
3.5. B̀ùn giấy
3.5.1. Nguồn gốc và các thành phần chủ yếu trong bùn giấy
3.5.2. Các phương pháp tiền xử lý bùn giấy
3.6. Qúa trình thủy phân b̀ùn giấy
3.6.1. Enzyme cellulase
3.6.2. Phân loại
3.6.3. Cấu trúc và tính chất enzyme cellulase
3.6.5. Các yếu t́ố ảnh hưởng đến qúa trình thủy phân
3.7. Qúa tr̀nh lên men
3.7.1. Cơ sở sinh hóa của quá trình lên men
3.7.1.1. Cơ chất laglucose
3.7.1.2. Cơ chất là Xylose
3.7.2. Các yếu t́ô ảnh hưởng đến qúa trình lên men
3.7.3. Vi sinh vật sử dụng trong lên men
3.7.3.1. Nấm men Saccharomyces cerevisiae
3.7.3.2. Vi khuẩn Zymomonas mobilis
CHƯƠNG III: VẬ T LIỆ U VÀ PHƯƠNG PHÁP
3.1. Vật liệ u
3.1.1. Bùn thải giấy
3.1.2. Enzyme
3.1.3. Giống vi sinh vật lên men
3.2. Phương pháp
3.2.1. Phương ph́áp phân tích thành phần xơ sợi trong bùn thải giấy
3.2.2. Phương pháp xác định độ ẩm trong bùn giấy
3.2.3. Phương pháp xác định hàm lượng đường khử DNS
3.2.4. Phương pháp nuôi cấy và giữ giống nấm men
3.2.5. Phương pháp nhân giống nấm men
3.2.6. Phương pháp xác định mật độ tế bào nấm men
3.2.7. Phương pháp hoạt hóa và giữ giống Zymomonas mobilis
3.2.8. Phương pháp nhân giống vi khuẩn
3.2.9. Phương pháp xác định mật độ tế bào vi khuẩn
3.3. Tr̀nh tự nghiên cứu
3.3.1. Sơ đồ nội dung thí nghiệm.
3.3.2. Khảo sát quá trình tiền xử lý bằng acid
3.3.3. Khảo sát quá trình thủy phân bùn giấy
3.3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian thủy phân
3.3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của % bã rắn
3.3.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của % enzyme
3.3.4. Qú trình thủy phân và lên men đồng thời
CHƯƠNG IV: KÊT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
4.1. Phân tich thanh phần xơ sợi trong b̀ùn giấy
4.2. Quá trình thủy phân
4.2.1. Ả̉nh hưởng của thời gian
4.2.2. Ả̉nh hưởng của phần trăm bã rắn
4.2.3. Ả̉nh hưởng của nồng độ enzyme cho vào
4.2.4. Hiệu suất toàn quá trình thủy phân theo thời gian
4.3. Quá tr̀nh thủy phân và lên men đồng th̀ời
4.3.1. Khảo sát ảnh hưởng giữa cố định và không cố định vi sinh vật
4.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của thơi gian.
4.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của pH
4.3.4. Khảo sát ảnh hưởng cua nhiệt độ
4.3.5. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme
4.3.6. Hiệu suất toàn quá trình theo thời gian
CHƯƠNG V: NHẬN XÉT VÀ ĐÊ NGHỊ
5.1. Nhận xét.
5.2. Một số đề nghị.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
----------------------------------------------------------------------
GVHD:
TS. Lê Đức Trung – Viện Tài nguyên Môi trường - thuộc Đại Học Quốc Gia TPHCM
KS. Lê Thị Quỳnh Trâm – Viện Tài nguyên và Môi trường
PGS.TS Nguyễn Thúy Hương – Trường ĐH Bách Khoa TPHCM
TS. Lê Thị Thủy Tiên - Trường ĐH Bách Khoa TPHCM
TS. Lê Phi Nga – Trường ĐH Khoa học Tự nhiên TPHCM