Luận Văn Nghiên cứu sản xuất ethanol nhiên liệu từ bã mía

TÓM TẮT
Bã mía chiếm tỉ lệlớn trong các phụ phẩm nông nghiệp ở Việt Nam. Với thành phần chứa hơn 45% là cellulose, bã mía là nguồn nguyên liệu thích hợp cho quá trình sản xuất ethanol. Luận văn này nghiên cứu quá trình sản xuất ethanol nhiên liệu từbã mía và được chia làm hai phần. Phần đầu: nghiên cứu quá trình thuỷ phân. Và phần hai: nghiên cứu quá trình thuỷ phân và lên men đồng thời.
Bã mía được cắt nhỏvà được tiền xử lý bằng NaOH để phá vỡ cấu trúc. Sau đó, được tiến hành thuỷ phân bằng enzyme cellulase hoặc thuỷ phân và lên men đồng thời bằng enzyme cellulase và nấm men Saccharomyces cerevisiae.Kết quả cho thấy rằng, quá trình thuỷ phân diễn ra tốt nhất trong điều kiện: 10% bãrắn, 5% enzyme, pH 4.8 và các mẫu được lắc với vận tốc100 rpm trong 28 giờ ở 50 0C.
Với điều kiện này thì nồng độ glucose thu được là 62.32g/l và hiệu suất đạt 83.72%.
Quá trình thuỷ phân và lên men đồng thời đạt được kết quảtốt ở10% bã rắn, 5% enzyme,10% giống nấm men,pH 4.8 và các mẫu được lắc với vận tốc100 rpm trong 48 giờ ở 37 0C. Quá trình này thu được 32.7g/l ethanol tương ứng hiệu suất là 87.13%. Kết quả này cho thấy quá trình thuỷ phân và lên men đồng thời rất thích hợp cho việc sản xuất ethanol từ bã mía.
----------------------------------------------
MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
1.2 Mục tiêu cần đạt
1.3 Nội dung nghiên cứu
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Tình hình sản xuất bioethanol trên thế giới và trong nước
2.1.1 Lịch sửcủa bioethanol
2.1.2 Trên thế giới
2.1.3 Trong nước
2.1.4 Triển vọng phát triển của bioethanol
2.2 Nguyên liệu lignocellulose
2.2.1 Cấu trúc lignocellulose
2.2.2 Cellulose
2.2.3 Hemicellulose
2.2.4 Lignin
2.2.5 Các chất trích ly
2.2.6 Tro
2.3 Bã mía
2.3.1 Nguồn bã mía ở Việt Nam
2.3.2 Hiện trạng sử dụng năng lượng từ bã mía ở Việt Nam
2.4 Quá trình sản xuất ethanol từ bã mía
2.4.1 Tổng quát
2.4.2 Quá trình tiền xử lý
2.4.3 Quá trình thủy phân
2.4.4 Quá trình lên men
2.4.5 Quá trình thủy phân và lên men đồng thời
CHƯƠNG 3: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Nguyên liệu và hóa chất
3.1.1 Bã mía
3.1.2 Enzyme
3.1.3 Giống nấm men
3.2 Các thiết bị sử dụng chính
3.3 Các phương pháp sử dụng
3.3.1 Phương pháp xác định độ ẩm
3.3.2 Phương pháp phân tích thành phần xơ sợi trong biomass -bã mía
3.3.3 Phương pháp định lượng đường khử
3.3.4 Phương pháp xác định độ cồn
3.3.5 Phương pháp nuôi cấy và đếm nấm men
3.4 Trình tự nghiên cứu
3.4.1 Sơ đồquy trình
3.4.2 Quá trình tiền xử lý bằng NaOH
3.4.3 Quá trình thủy phân bằng enzyme
3.4.4 Quá trình thủy phân và lên men đồng thời bằng enzyme và nấm men
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢVÀ BÀN LUẬN
4.1 Quá trình tiền xử lý
4.1.1 Tiền xử lý bã mía bằng NaOH
4.1.2 Thành phần xơ sợi trong bã mía trước tiền xử lý
4.1.3 Thành phần xơ sợi trong bã mía sau tiền xử lý
4.1.4 So sánh bã mía trước và sau tiền xử lý
4.2 Quá trình thủy phân
4.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của % bã rắn đến quá trình thủy phân
4.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của % enzyme đến quá trình thủy phân
4.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của giá trị pH đến quá trình thủy phân
4.2.4 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân
4.2.5 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân
4.3 Quá trình thủy phân và lên men đồng thời
4.3.1 Đường cong sinh trưởng của tếbào nấm men
4.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme đến nồng độ ethanol
4.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ giống nấm men đến nồng độ ethanol
4.3.4 Khảo sát ảnh hưởng của pH đến nồng độ ethanol
4.3.5 Hiệu suất toàn quá trình thủy phân và lên men đồng thời theo thời gian.
CHƯƠNG 5:KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1 Kết luận
5.2 Kiến nghị
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
---------------------------------------------------
GVHD: TS. LÊ ĐỨC TRUNG
KS. LÊ THỊ QUỲNH TRÂM
Trường ĐH Bách Khoa TPHCM