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

ỨNG DỤNG THỰC VẬT TRONG
SẢN XUẤT NHIÊN LIỆU SINH HỌC
Công nghệ sinh học là ngành công nghệ cao, công
nghệ mũi nhọn để phát triển kinh tể đất nước (theo
Nghị quyết 18/CP). Lĩnh vực khoa học công nghệ sinh
học đã đạt được tầm cao mới và ngày càng có nhiều
ứng dụng trong thực tiễn sản xuất nâng cao đời sống
con người
I.Giới thiệu

•
Cuộc cách mạng về công nghệ sinh học đã đem đến các
thành tựu về giải mã bộ gen người, bộ gen cây lúa, bộ
gen chuột, nhân bản động vật, chữa được một số bệnh
nan y … mở ra một thời kỳ mới giúp con người hiểu biết
hơn và thế giới tiến bộ hơn.
•
Công nghệ sinh học ở các nước đang phát triển
còn rất lạc hậu, đi sau các nước phát triển một khoảng
cách rất xa. Những thành tựu khoa học về công nghệ
sinh học là cơ hội lớn để các nước nghèo có thể rút ngắn
khoảng cách với các nước giàu về khoa học và kinh tế.

II. Sinh học thực vật và ứng dụng của nó
trong sản xuất nhiên liệu sinh học
Sinh học thực vật là: sự nghiên cứu chức năng, hay sinh lý
học của cây trồng. Đó là những quá trình cơ bản như
quang hợp, hô hấp, dinh dưỡng, các chức năng hormon
thực vật, tính hướng ( hướng quang, hướng địa),
1. Sinh học thực vật là gì:

tính chu kỳ theo ánh sáng (quang chu kỳ), nảy mần
của hạt giống, chức năng của ngủ nghỉ và đóng mở
khí khổng và quan hệ với chế độ nước của cây
trồng, được nghiên cứu bởi những nhà nghiên cứu
sinh lý học thực vật. Nó có quan hệ gần gũi với hóa
sinh và sinh học phân tử.

2.Ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu sinh học:
•
a. sản xuất nhiên liệu sinh học từ ngô:
Bốn nhà SX cồn ethanol (VeraSun,
Glacíal Lakes Energy, KAAPA
Ethanol và Golden Grain Energy)
và Cty công nghệ Ethanol Oil
Recovery Systems tại Mỹ đã hợp
tác thử nghiệm thành công dự án
mang tên SunSource BioEnergy.
Dự án này cho phép trích từ cây
bắp một loại dầu có chất lượng tốt
để đùng làm nhiên liệu sinh học.

Khi một số quốc gia đang tỏ ra rất
tích cực bàn thảo về việc thực hiện
hạn chế khí thải như là một biện pháp
để giải quyết tình trạng ấm dần lên
của trái đất, thì một chuyên gia Úc có
tên John Wolrath, đồng thời là chủ
một công ty tư nhân ở quần đảo
Solomon thuộc Thái Bình Dương - đã

chính thức giới thiệu loại sản phẩm
mà ông cho là vừa hiệu quả trong tiết
kiệm năng lượng truyền thống, vừa
hoàn toàn thân thiện với môi trường.
Đó là nhiên liệu mới được chế biến từ
dầu dừa
2.2. Sản xuất nhiên liệu từ cây dầu dừa

Thế giới không khoanh tay
đứng nhìn giá dầu thô đang
tăng chóng mặt và nguồn dầu
mỏ đang cạn kiệt. Đã xuất hiện
hàng loạt những nhà máy sản
xuất nguồn nhiên liệu từ cây
mía, hạt cải dầu… để thay thế
dầu thô.
Những nhà chế tạo ôtô đang
cho xuất xưởng những loại ô tô
chạy "xăng mía"
2.3.Nhiên liệu sinh học lên ngôi trước khủng hoảng
dầu mỏ

•
2.4.Nhiên liệu sinh học từ bã cà phê:
Một trong những hướng đi
mới trong việc nghiên cứu
các nguồn nhiên liệu sinh
học đến từ hạt cà phê, chính
xác hơn là từ bã cà phê.
Narasimharao Kondamudi,

Susanta Mohapatra và
Manoranjan Misra ở Đại học
Nevada (Mỹ) nhận thấy
rằng, có thể dễ dàng chế
nhiên liệu sinh học từ bã cà
phê .

•
Nghiên cứu được tiến hành cách nay 2 năm, khi tiến sĩ
Misra, một người nghiện cà phê, chú ý một ly cà phê
uống dở ngày hôm trước được phủ một màng tinh dầu.
Sau đó, ông và đồng nghiệp bắt đầu xem xét tiềm năng
của cà phê.
•
Nhóm nghiên cứu nhận thấy, diesel sinh học chiết xuất
từ cà phê tương đương những loại diesel sinh học tốt
nhất trên thị trường. Hơn nữa, khi dùng nhiên liệu này
cho động cơ, nó không tạo khí thải có mùi khó ngửi, chỉ
mang mùi cà phê

•
2.5.Sản xuất điện từ rơm:
Các nhà nghiên cứu đã phát
triển một nhà máy khí sinh
học chưa từng có chạy hoàn
toàn bằng phế thải nông
nghiệp: Rơm. Nhà máy sẽ
sản xuất ra nhiều khí sinh
học hơn 30% so với những
nhà máy máy trước đây.

•
“Tại nhà máy thử nghiệm của chúng tôi, chúng tôi chỉ
dùng phế liệu của nông nghiệp là lõi ngô và rơm lúa mì
mà không dùng đến hạt. Bằng nguồn nguyên liệu ít giá
trị này chúng tôi đã sản xuất được khí sinh học với hiệu
suất cao hơn các công nghệ truyền thống tới 30%” .

•
2.6. Tảo - dầu mỏ của tương lai
Việc dùng tảo để
sản xuất nhiên liệu
sinh học thay thế
dầu mỏ giống như
một mũi tên bắn
trúng hai đích: vừa
tạo ra năng lượng
vừa làm sạch môi
trường.

•
Mỗi cá thể tảo là một nhà máy sinh học nhỏ xíu sử dụng
quá trình quang hợp để chuyển hóa CO2 và ánh nắng
thành năng lượng .
•
Các nhà khoa học thuộc Đại học Virginia (Mỹ) đang xây
dựng kế hoạch tăng khả năng sản xuất dầu của tảo bằng
cách cho chúng “ăn” thêm CO2 (chất khí gây hiệu ứng
nhà kính chủ yếu) và thả chúng vào các môi trường giàu
chất hữu cơ (như nước thải). Điều này vừa tạo ra nhiên

liệu sinh học, vừa làm sạch môi trường .

•
2.7. Sản xuất dầu điêden sinh học từ dầu cọ:
Ngày 4/5, Bộ trưởng Đồn
điền và Sản xuất hàng tiêu
dùng Malaixia Chin Pah
Kui khẳng định, nước này
sẽ tăng cường các nỗ lực
nghiên cứu và phát triển
nguồn năng lượng thay thế
dầu điêden, đặc biệt là sản
xuất dầu điêden sinh học từ
dầu cọ.

•
2.8. Nhiên liệu sinh học từ hoa quả:
Theo kết quả nghiên
cứu mới nhất do các nhà
khoa học Mỹ vừa công
bố, đường có trong các
loại hoa quả như táo,
cam có thể chuyển
thành một loại nhiên
liệu mới, với hàm lượng
carbon thấp, được sử
dụng cho ô tô.

•
Viết trên tạp chí khoa học uy tín The Nature, các nhà

khoa học thuộc ĐH Wisconsin-Madison cho biết, nhiên
liệu mới là dimethylfuran, được làm từ đường fructoza
có trong các loại hoa quả.
•
Dimethylfuran có thể trữ năng lượng nhiều hơn nhiên
liệu ethanol tới 40% và không dễ bay hơi.
•
Cũng theo các chuyên gia, fructoza có thể được lấy trực
tiếp từ các loại hoa quả, thực vật hoặc làm từ đường glu-
cô. Tuy nhiên cần thực hiện thêm nhiều thí nghiệm nữa
để đánh giá ảnh hưởng môi trường của loại nhiên liệu
mới này.

•
2.9. Trồng cây dầu mè dể thu nhiên liệu sinh
học:
Một nhóm nghiên cứu
thuộc phòng Công nghệ Tế
bào Thực vật - Viện Sinh
học Nhiệt đới (TP.HCM)
đang thử nghiệm trồng cây
dầu mè để sản xuất nhiên
liệu sinh học. Mỗi ha trồng
cây dầu mè có thể chế biến
thành 2.500 - 3.000 lít dầu
biodiesel/năm.

•
Sau khi tiến hành trồng thử nghiệm trên tỉnh Bình
Phước, nhóm nghiên cứu nhận thấy cây dầu mè

(Jatropha curcas L.) là một loại cây năng lượng sinh học
có triển vọng ở Việt Nam.
Việt Nam đã đáp ứng được nhiều điều kiện để có thể
phát triển cây dầu mè. Trong điều kiện đất đai, khí hậu
nhiệt đới, cây dầu mè có thể sinh trưởng nhanh, và bắt
đầu cho ra quả sau khi trồng từ 6 - 12 tháng.
•
Hàm lượng dầu của hạt dầu mè khoảng 35 - 40%, nên
năng suất cho dầu của cây rất cao, từ 2.500 - 3.000 lít
dầu biodiesel/ha/năm.

•
2.10. Sản xuất dầu nhờn từ thực vật:
Dầu nhờn được làm
từ dầu thực vật như
đậu tương, ngũ cốc,
canola và cây
rapeseed mang lại
nhiều khả năng tự
phân huỷ và an
toàn hơn đối với
nhiều ứng dụng.

•
Hơn một thập kỷ qua, sự tiến bộ về mặt công nghệ đã
cải thiện được việc sản xuất dầu nhờn sinh học và trong
5 năm qua với viẹc giá dầu tăng cao và sự cần thiết về an
toàn năng lượng, chúng đã trở thành mặt hàng cạnh
tranh với giá dầu nhờn gốc dầu mỏ truyền thống.
•

“Sẽ đến lúc chúng ta thấy sự gia tăng nhanh hơn của các
loại dầu này”, Lou Honary người sáng lập ra Trung
tâm Dầu nhờn nông nghiệp (NALB) thuộc trường đại
học Northern Iowa nói. Ông cho rằng những sản phẩm
này sẽ được sử dụng rộng rãi trong vòng 2 năm tới .

•
2.11. Sản xuất polyme mới có nguồn gốc từ
cây đậu tương:
Các sản phẩm dưỡng tóc,
băng gạc điều trị vết thương
và bao nang thuốc là những
ứng dụng tiềm năng của loại
polyme mới có gốc từ dầu
đậu tương mang tên
"Hydrogel", do các nhà khoa
học thuộc Tổ chức Dịch vụ
Nghiên cứu Nông nghiệp
(ARS) tại Peoria, Ill., Mỹ
triển khai.

•
Các nhà hóa học Sevim Erhan và Zengshe Liu đã phát
triển các Hydrogel như một loại thay thế có khả năng
suy thoái sinh học cho các polyme tổng hợp hiện nay
đang sử dụng, trong đó có polyacrylic acid và
polyacrylamide.
•
Dầu đậu tương là một loại nguyên liệu thô dồi dào, dễ
sử dụng bởi có tính linh hoạt cao và là nguồn nguyên

liệu tái tạo, có nghĩa là loại cây trồng này có thể trồng
hàng năm để đáp ứng nguồn cung ứng. Năm 2006, nông
dân Mỹ đã trồng 76 triệu mẫu cây đậu tương, chiếm
khoảng 38% tổng sản lượng hạt có dầu của thế giới.

•
2.12. Sản xuất điện từ vỏ trấu ,mùn cưa:
Sau hơn 10 năm
nghiên cứu, các nhà
khoa học thuộc Viện
Cơ điện Nông nghiệp
và Công nghệ sau thu
hoạch đã bước đầu
hoàn chỉnh công
nghệ sản xuất điện từ
các loại phế phụ
phẩm nông nghiệp.

•
Hiện nay, các phế phụ phẩm nông nghiệp chủ yếu ở
nước ta bao gồm vỏ trấu, lõi ngô, bã mía, mùn cưa, vỏ
dừa với tổng sản lượng lên tới hàng triệu tấn (nếu
được tập trung lại). TS. Phạm Văn Lang - nguyên Viện
trưởng Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu
hoạch, chủ trì đề tài nghiên cứu, cho biết: "So với các
nguồn khai thác điện năng lớn từ thuỷ điện, nhiệt điện,
nguồn điện năng từ các chất thải nông nghiệp tuy không
nhiều, nhưng nếu tận dụng được nguồn chất thải này sẽ
vừa giúp giảm bớt ô nhiễm môi trường, lại vừa có thể
cung cấp điện tại chỗ cho các vùng nông thôn, nhất là

các vùng sâu ".

•
2.13. Nhiên liệu sinh học tù nấm:
Các nhà khoa học mới phát
hiện ra một loại nấm màu hồng
trong rừng nhiệt đới phía Bắc
Patagonia (Nam Mỹ) có khả
năng tiết ra khí hydrocacbon.
Phát hiện này được coi là một
bước tiến quan trọng hứa hẹn
cung cấp một nguồn nhiên liệu
sinh học mới. Nghiên cứu cụ
thể được công bố trên tạp chí
Microbiology