Tài liệu ỨNG DỤNG THỰC VẬT TRONG SẢN XUẤT NHIÊN LIỆU SINH HỌC pptx

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC


DANH SÁCH NHÓM 9:

Lê Thị Phượng 0707028

Trần Hùng Dũng 0707054

Chu Ngọc Tuấn 0707066

Hồ Viết Cảnh 0707099

Nguyễn Thị Vui 0707111

Trần Thị Hải Yến 0707406

Triệu Thị Huệ Phương 0707414

Đoàn Thị Thanh Loan 0707417

Nguyễn Thị Lệ 0707442


CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vần đề
Dầu liên tục tăng giá, ô nhiễm môi trường

luôn là một vấn đề nhức nhối trong các hội
nghị quốc tế. Năng lượng luôn là tiêu điểm
chính trên thế giới trong những năm gần đây.
Việc lệ thuộc quá nhiều vào dầu mỏ đang làm
cho nguồn nhiên liệu quý giá và không thể tái
sinh này ngày một cạn đi. Vì vậy nhiều nước
trên thế giới đang tìm cách phát triển các
nguồn nhiên liệu thay thế khác, trong đó phải
kể đến nhiên liệu sinh học.


Kể từ 2000, các quốc gia trên thế giới lần lượt
tìm kỹ thuật hạn chế sa thải khí nhà kiếng
(CO
2
, methane, N
2
O v.v.) của nhiên-liệu-cổ-
sinh, thay thế bằng năng-lượng-xanh (green
energy như năng lượng mặt trời, gió, thuỷ
điện, v.v.), nên nhiên-liệu-sinh-học đang trên
đà bộc phát.


1.2. Mục đích
Taọ ra nguồn nhiên liệu mới thay thế
nhiên liệu truyền thống.
Sử dụng các nguyên liệu phế thải để
sản xuất tránh lãng phí.
Sử dụng nguồn nguyên liệu từ thưc

vật,dễ tìm…


Chương 2 CƠ SỞ LÍ LUẬN
2.1. Khái niệm
Nhiên liệu sinh học (Biofuel hay Agrofuel)
là loại nhiên liệu được hình thành từ các
hợp chất có nguồn gốc động thực vật (sinh
học). Ví dụ như nhiên liệu chế xuất từ chất
béo cuả động thực vật (mỡ động vật, dầu
dừa,…), ngũ cốc (lúa mỳ, ngô, đậu
tương…), chất thải trong nông nghiệp (rơm
rạ, phân, …), sản phẩm thải trong công
nghiệp (mùn cưa, sản phẩm gỗ thải…), …


Hình: Nhiên liệu sinh học sẽ là một dạng
năng lượng mới


2.2. Ưu và nhược điểm cuả nhiên liệu
sinh học
2.2.1. Ưu điểm
Loại nhiên liệu này có nhiều ưu điểm nổi bật
so với các loại nhiên liệu truyền thống (dầu
khí, than đá…)
Tính chất thân thiện với môi trường: chúng
sinh ra ít hàm lượng khí gây hiệu ứng nhà
kính và ít gây ô nhiễm môi trường hơn các loại
nhiên liệu truyền thống.

Nguồn nhiên liệu tái sinh lấy từ hoạt động sản
xuất nông nghiệp và có thể tái sinh. Chúng
giúp giảm sự lệ thuộc vào nguồn tài nguyên
nhiên liệu không tái sinh truyền thống


Hình: Một hệ thống chiết xuất nhiên liệu
sinh học điển hình


2.2.2. Nhược điểm
Hiện nay vấn đề sử dụng nhiên liệu sinh
học vào đời sống còn nhiều hạn chế do
chưa hạ được giá thành sản xuất xuống
thấp hơn so với nhiên liệu truyền thống.
Trong tương lai, khi nguồn nhiên liệu
truyền thống cạn kiệt, nhiên liệu sinh
học có khả năng là ứng cử viên thay thế.


2.3.Các dạng nhiên liệu sinh học:
có 3 dạng:
Nhiên-liệu-sinh-học ở thể rắn như củi, than củi
(than-đá thuộc loại cổ sinh, không tái tạo)
Nhiên-liệu-sinh-học ở thể lỏng (như xăng-sinh-
học, diesel-sinh-học)
Nhiên-liệu-sinh-học ở thể khí như khí methane-
sinh-học (sản xuất từ lò ủ chất phế thải)
Nhiên liệu ở thể lỏng được ưa chuộng hơn vì
có độ tinh khiết cao, chứa nhiều năng lượng,

dễ dàng chuyên chở, dễ tồn trữ và bơm vào
bình nhiên liệu của xe.


2.4. Một số nhiên liệu sinh học được
taọ ra từ thực vật
2.4.1. Xăng-Ethanol (E)
Là loại xăng thông
dụng nhất hiện nay
trên thế giới vì dễ dàng
biến chế từ đường
(sugar - của mía, củ cải
đường, sorgho-đường)
và tinh bột (starch –
của ngũ cốc, khoai tây,
khoai mì).


Ethanol (C
2
H
5
OH) 99.9%
có thể chạy động cơ xe-
hơi-chạy-bằng-xăng. Khi
cháy, một phân tử
ethanol sinh một nhiệt
lượng 1409 kJ
Ethanol chứa 33% năng
lượng ít hơn xăng cổ

sinh, nên cần nhiều
ethanol hơn để xe chạy
cùng một đoạn đường.


 Xăng chứa ethanol chứa nhiều octane hơn xăng
thường nên động cơ mau nóng hơn, máy cũng mau hao
mòn hơn, nhất là các vòng đệm cao su.
 Ethanol hút ẩm nên xăng-ethanol có chứa nhiều nước,
làm máy khó “đề”, làm rỉ sét kim loại, hư mòn chất nhựa
(plastic), nên phải thay đổi vật liệu làm động cơ, phải bảo
trì xe thường xuyên. Bồn chứa ethanol cũng phải làm từ
kim loại đặc biệt, việc chuyên chở cũng khó khăn hơn
xăng thường (bồn đặc biệt, đắt hơn, khoảng £120,000/xe
bồn xăng ở Anh – USD 200,000), nên tổn phí cao.


Nếu tính từ lúc canh tác cây, phân bón, thuốc sát
trùng, tưới nước, thâu hoạch, lên men, chưng
cất cho tới khi sử dụng, biến cải xe hơi, v.v. thì
chạy xe bằng xăng-ethanol tốn kém hơn chạy
bằng xăng thường. Ngày nay mọi hiệu xe hơi
đều có thể chạy xăng-ethanol E10 (xăng thường
pha 10% ethanol), tuy nhiên để bảo đảm máy
móc, khuyến cáo nên dùng xăng-ethanol E5
(Xăng pha 5% ethanol).


2.4.2. Diesel sinh học (biodiesel)
Diesel sinh học có những đặc tính

vật lý tương tự diesel, thành phần
hoá học chính là acít béo - Fatty acid
methyl (hay ethyl) ester. Diesel sinh
học chứa ít năng lượng hơn, nhiệt
độ bắt cháy là 150°C, trong khi diesel
là 70°C.


2.5. Sản xuất xăng ethanol
2.5.1. Cơ chế
2.5.1.1. Từ ngô
Có hai phương pháp để sản xuất ethanol
từ ngô: nghiền ướt hoặc nghiền khô.
Theo phương pháp nghiền ướt, ngô
được nhúng vào nước hay axits hoà tan
để tách ngô thành các thành phần (tinh
bột, protein, mầm, dầu, chất xơ,…) trước
khi chuyển hoá tinh bột thành đường để
lên men thành ethanol


Hình: Quy trình từ ngũ cốc tạo ra ethanol


Theo phương pháp nghiền khô, ngô được
nghiền thành bột mịn và chế biến mà không
phân tách ngô thành các thành phần.
Phần lớn ethanol được sản xuất theo phương
pháp nghiền khô.

Nghiền
 Hoá lỏng và đun nóng bột mịn
 Thuỷ phân enzyme
 Lên men
 Chưng cất
 Tách nước
Các bước cơ bản trong quá trình nghiền khô


Hình: Bắp, một trong những nguyên liệu chế
tạo ra nhiên liệu sinh học


Ưu điểm
Ngô là loại nguyên liệu có nhiều trong
tự nhiên.
Được trồng rộng rãi vì dễ trồng ,dễ
chăm sóc và đạt hiệu qủa kinh tế cao.
Ngô chịu thâm canh, khả năng sinh
trưởng khoẻ, có tiềm năng cho năng
suất cao và phù hợp với cơ cấu đất
của nước ta.


Nhược điểm
Để sản xuất ra một thùng hoá chất
ethanol, cần tiêu tốn khoảng hai phần năm
thùng nhiên liệu (thường là khí đốt tự
nhiên). đó là chưa tính đến nhiên liệu để

sản xuất ra phân bón để trồng ngô, chạy
máy móc ở trang trại hay vận chuyển
ethanol ra chợ.
Do sản lượng thấp nên nhu cầu đất để
trồng cây nông lâm nghiệp làm nguyên
liệu sản xuất ethanol rất lớn


2.5.2. Từ chất xơ:
Công nghệ xử lý rơm, rạ hoặc trấu thành
Ethanol - nguồn nhiên liệu thay thế xăng
dầu.
Để “biến” thành Ethanol, rơm, rạ, trấu
được xử lý bằng thiết bị phản ứng thủy
nhiệt ở quy mô phòng thí nghiệm. Sau đó
được tiếp tục nghiên cứu ở quy mô pilot
trên thiết bị cấp hơi nước áp suất cao


Hình: Rơm rạ nguyên liệu sản xuất ethanol trong tương lai