sản xuất etanol trong công nghiệp

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC

ĐỀ TÀI

SẢN XUẤT ETANOL
TRONG CƠNG NGHIỆP
GVHD: HUỲNH PHAN PHƯƠNG TRANG

TP. HỒ CHÍ MINH – NĂM 2018


BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC

ĐỀ TÀI
SẢN XUẤT ETANOL
TRONG CÔNG NHIỆP
THÀNH VIÊN:
HỌC VÀ TÊN

MSSV

Ngyễn Phước Vinh

2008160160

Phan Thị Kim Thoại

2008160132

Nguyễn Thị Hồng Vân

2008160155

Nguyễn Phương Qun

2008160112

Nguyễn Hồng Sơn

2008160117

TP. HỒ CHÍ MINH – NĂM 2018


LỜI NĨI ĐẦU
Như chúng ta đã biết, Etanol đóng một vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như: tổng
hợp chất hữu cơ, dược phẩm, thực phẩm,.. Đặc biệt trong bối cảnh xã hội hiện nay, khi
mà nguồn nhiên liệu hóa thạch ngày càng cạn kiệt, thì Etanol là một nguồn nhiên liệu đầy
hứa hẹn trong tương lai.
Lên men Etanol là một quy trình đã có từ lâu đời, và phổ biến khắp thế giới
Có nhiều phương pháp lên men Etanol và sử dụng nhiều loại vi sinh vật khác nhau tùy
vào nguồn nguyên liệu mà ta sử dụng
Bài báo cáo sẽ giúp chúng ta tìm hiểu thêm về một số quy trình lên men Etanol trên quy

mơ cơng nghiệp. Cũng như nhận xét về ưu nhượt điểm của nó.
Bài báo cáo dựa trên suy nghĩ của các thành viên trơng nhóm, nếu có sai xót mong cơ và
các bạn góp ý.
Chân thành cảm ơn cơ và các bạn!

i


MỤC LỤC

LỜI NĨI ĐẦU ..................................................................................................................................i
MỤC LỤC........................................................................................................................................ ii
MỤC LỤC HÌNH ........................................................................................................................... iii
NỘI DUNG ..................................................................................................................................... 1
I. Tổng quát ............................................................................................................................. 1
I.1.

Ethano ........................................................................................................................... 1

I.1.

Các chủng vi sinh vật lên men Ethanol ........................................................................ 1

I.2.

ứng dụng ....................................................................................................................... 3

II. QUY TRÌNH SẢN XUẤT ETHANOL............................................................................... 4
II.1. Quy trình chung để sản xuất ethanol ............................................................................ 4
II.2. Một số quy trình sản xuất ethanol từ các nguồn nguyên liệu khác nhau ...................... 5

II.3. Từ tinh bột (ngô) ........................................................................................................... 9
II.4. Từ xenlulose (rơm rạ) ................................................................................................. 10
III.

Ưu nhược điểm:.............................................................................................................. 11

III.1. Ưu điểm ...................................................................................................................... 11
III.2. Nhược điểm: ............................................................................................................... 12
IV.

SO SÁNH ....................................................................................................................... 12

ii


MỤC LỤC HÌNH

Hình 1 Cấu trúc phân tử của ethanol ..................................................................................... 1
Hình 2 Cơng thức cấu tạo của ethanol................................................................................... 1
Hình 3 Saccharomyces ......................................................................................................... 2
Hình 4 Aspergillus................................................................................................................ 3
Hình 5 Mucor ........................................................................................................................ 3
Hình 6 Quy trình chung để sản xuất ethanol ........................................................................ 5
Hình 7 Qui trình lên men dùng phổ biến ............................................................................... 7

iii


Sản xuất Etanol trong công nghiệp

NỘI DUNG
I.

Tổng quát
I.1. Ethanol

Ethanol được biết đến như là rượu etylic, ancol etylic, rượu ngũ cốc hay cồn, là một
hợp chất hữu cơ nằm trong dãy đồng đẳng của rượu metylic, là một chất lỏng khơng
màu dễ bay hơi dễ cháy. Nó được biết đến nhiều nhất là loại đồ uống có cồn, ngồi
ra cịn được dùng làm dung môi, nhiên liệu từ cồn. Theo cách dùng thơng thường
nó được gọi là rượu uống hay rượu mạnh.
Ethanol là một ancol mạch thẳng có cơng thức cấu tạo : C2H5OH

Hình 2 Cơng thức cấu tạo của ethanol

Hình 1 Cấu trúc phân tử của ethanol

Lên men Ethanol được gọi là quá trình lên men rượu, là một một q trình sinh học
trong đó glucoso, fructoso, sucroso,….được chuyển đổi thành năng lượng cho tế
bào và do đó sản sinh ra ethanol và khí CO2, cũng như các sản phẩm trao đổi chất
khác.
I.1. Các chủng vi sinh vật lên men Ethanol
Có rất nhiều chủng vi sinh vật được dùng để lên men Ethanol , nhưng tùy thuộc vào
đặc tính của từng chủng mà hiệu suất cho sản phẩm cao hay thấp, hiện nay trong
cơng nghiệp sản xuất Ethanol thì các chủng nấm men và nấm mốc là được sử dụng
nhiều nhất vì các đặc tính dễ ni, dễ kiếm và cho hiệu suất cao của nó.
I.1.1. Nấm men_ Saccharomyces
Saccharomyces là một chi nấm men được sử dụng rộng rãi trong ngành cơng nghiệp
sản xt bánh mì và sản xuất cồn. Saccharomyces có nghĩa là nấm đường và là lồi
vi sinh vật duy nhất được sản xuất rộng rãi trên thế giới, nó có khả năng tiết hệ

enzym Zymaza giúp lên men nhanh và hồn thiện hơn. Ngun liệu chính dùng để
Khoa Công nghệ sinh học

1


Sản xuất Etanol trong công nghiệp

sản xuất men là mật rỉ, ngồi ra một số hóa chất khác sẽ được cung cấp trong q
trình ni cấy men để bổ sung các chất dinh dưỡng mà mật rỉ không đủ. Quá trình
ni dưỡng men Saccharomyces là q trình hiếu khí vì vậy người ta phải thổi vào
bồn lên men một lượng khí rất lớn. Nấm men trong cơng nghệ sản xuất bia thường
gồm 2 dạng : nấm men chìm và nấm men nổi
Nấm men nổi là Sacchromyces cerevisiae: Tế bào nấm men mẹ và con sau khi
nảy chồi thường dính lại với nhau tạo thành chuỗi các tế bào nấm men hình
dạng chủ yếu là hình cầu hoặc hình oval với kích thước từ 7 – 10μm.
Sacchromyces cerevisiae sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ cao, lơ lửng trên
bề mặt là chủ yếu, nhiệt độ lên men từ 10 – 25oC.
Nấm men lên men chìm tên là Sacchromyces carlsbergensi: Hầu hết các tế bào
sau khi nảy chồi thường đứng riêng lẻ hoặc cặp đơi, hình dạng chủ yếu là hình
cầu. Thành phần hoá học của tế bào chứa khoảng 75% nước, 15 – 45% protein
của chất khô, 25 – 35% cacbonhydrat, 4 – 7% chất béo, 8 – 9% chất vô cơ.
Sacchromyces carlsbergensis sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ thấp, nhiệt độ
lên men từ 0 – 10oC.
Các loại nấm men lên men bia thuộc loại yếm khí tùy tiện. Khi đó oxy chúng tăng
sinh khối nhờ hơ hấp tế bào, khi khơng có oxy chúng lên men tạo thành ethanol và
CO2 theo phương trình:
Đường + Nitơ amine tự do + Nấm men + Oxy → Ethanol + CO2 + Nấm men

Hình 3 Saccharomyces

I.1.2. Nấm mốc
Khoa Cơng nghệ sinh học

2


Sản xuất Etanol trong công nghiệp

Nấm mốc rất phổ biến trong tựu nhiên chủ yếu trong cỏ cây có cấu tạo sợi và mang
bào tử, khác với nấm men và vi khuẩn thì nấm mốc thuộc vi sinh vật đa bào, hệ sợi
nấm gọi là mixen đan vào nhau tựa như rễ cây nhờ đó mà nấm hút được chất dinh
dưỡng từ môi trường. Trong sẩn xuất đồ uuoongs mcos cồn người ta dùng nhiều
nhất là các chủng nấm mốc như: Aspergillus, sau đó là Mucor.

Hình 5 Mucor

Hình 4 Aspergillus

I.2. ứng dụng
Ethanol đang được sử dụng rộng rãi, nó là tương lai của nhiều ngành công nghiệp
và là nhiên liệu có tiềm năng vơ cùng lớn đối với con người trong xã hội ngày nay.
I.2.1. Trong công nghiệp

Dùng sản xuất nhiên liệu sinh học: thông thường Ethanol được trộn với xăng theo
những tỷ lệ khác nhau để tạo ra xăng E5, E10…., đây là một loại nhiên liệu tiềm
năng trong tương lai.
Được sử dụng trong các sản phẩm chống đông lạnh vì điểm đóng băng thấp.
Được sử dụng như là một dung môi dùng trong ngành công nghiệp in ấn, sơn, điện
tử, dệt may, pha hương liệu công nghiệp,..

Là thành phần quan trọng trong công nghiệp và sử dụng để sản xuất một số hợp
chất hữu cơ khác như: ethyl halogenua, ethyl ester, diethyl ether, acid acetic,
ethylamin ,…
Ứng dụng làm các sản phẩm trong gia đình: tẩy rửa sơn mực, dầu mỡ nhà bếp,
nhiên liệu đốt …
I.2.2. Trong ngành thực phẩm và đồ uống có cồn
Khoa Cơng nghệ sinh học

3


Sản xuất Etanol trong công nghiệp

Khi loại bỏ các tạp chất có hại, ethanol là thành phần chính của đồ uống có cồn như:
các loại rượu,bia,…., khi uống ethanol chuyển hóa như một năng lượng cung cấp
chất dinh dưỡng. Nhưng nếu hấp thụ một lượng lớn thì nó lại là một độc tố gây hôn
mê sâu hoặc tử vong nếu nồng độ trong máu vượt quá 0.5%
Dùng trong chế biến thực phẩm, bảo quản thực phẩm
I.2.3. Ngành y tế, dược
Cồn Ethanol được sử dụng rộng rãi trong y tế và chống vi khuẩn
Dùng để sản xuất thuốc ngủ vì có thể gây mê, gây buồn ngủ.
Có thể tiệc trùng các thiết bị, dụng cụ, vết thương,… vì nó có khả năng sát khuẩn
cao. Dung dịch thường dùng hiện nay chứa 70%, 90% ethanol. Nó là hiệu quả trong
việc chống lại phần lớn các loại vi khuẩn và nấm cũng như nhiều loại virus,…
Trong sát khuẩn vết thương, việc sử dụng nồng độ nào tùy theo chỉ dẫn của bác sĩ.
I.2.4. Ngành nước hoa, mỹ phẩm
Là một dung mơi hịa tan một số thành phần trong mỹ phẩm vừa có tác dụng giữ
hương thơm trong các sản phẩm khi sử dụng, nhờ đó hương thơm được giữ lâu hơn.
Là một dung mơi hồn hảo giúp hịa tan các chất và ngăn ngừa sự kết tinh của thành
phần trong mỹ phẩm. Khả năng này của cồn khiến kết cấu sản phẩm trở nên nhẹ

hơn, đồng thời giúp các dưỡng chất quan trọng thấm nhanh và sâu hơn.
Trong sản xuất, cồn là một thành phần vơ cùng hữu ích trong việc bảo quản và tăng
tuổi thọ cho mỹ phẩm , bởi nhờ đặc tính chống khuẩn và khử trùng hữu hiệu của
mình
Là thành phần chủ yếu trong các loại nước hoa cao cấp, nước xịt phịng, dùng để
pha lỗng hương liệu.
II. QUY TRÌNH SẢN XUẤT ETHANOL
II.1. Quy trình chung để sản xuất ethanol

Khoa Công nghệ sinh học

4


Sản xuất Etanol trong cơng nghiệp

Hình 6 Quy trình chung để sản xuất ethanol

II.2. Một số quy trình sản xuất ethanol từ các nguồn nguyên liệu khác nhau
II.2.1. Từ tinh bột(sắn )

a. Nguyên liệu sắn khô
Nguyên liệu sắn trước khi đem đi sản xuất phải được làm sạch và nghiền nhỏ
nhằm loại bỏ các tạp chất và phá vỡ cấu trúc màng tế bào thực vật của nguyên
liệu, giải phóng các hạt tinh bột khỏi các mô, giúp cho nước thẩm thấu vào tinh
bột tốt hơn để quá trình hồ hóa diễn ra nhanh hơn.
Tuy nhiên, việc lựa chọn cơng nghệ nghiền phải được tính tốn cân nhắc kỹ và
thiết kế phù hợp với thực tế nguyên liệu để tránh hư hỏng thiết bị làm gián đoạn
sản xuất.
Hiện nay, với công nghệ sản xuất ethanol từ nguyên liệu chứa tinh bột thường sử

dụng 02 cơng nghệ nghiền chính là nghiền ướt và nghiền khô.

Khoa Công nghệ sinh học

5


Sản xuất Etanol trong cơng nghiệp

b. Hồ hóa – đường hóa (đối với ngun liệu sắn khơ)
Mặc dù tồn tại song song 02 cơng nghệ hồ hóa - đường hóa bằng axít và bằng
chế phẩm enzyme amylaza. Tuy nhiên, hầu hết các nhà cung cấp công nghệ sản
xuất ethanol hiện nay đều lựa chọn cơng nghệ hồ hóa - đường hóa bằng chế
phẩm enzyme amylaza.
Tinh bột có màng tế bào bảo vệ nên enzyme amylaza không thể tác động trực
tiếp được. Khi nghiền nguyên liệu, chỉ một phần rất ít tế bào tinh bột bị phá vỡ.
Mặt khác ở nhiệt độ mơi trường tinh bột khơng hịa tan trong nước, khi đường
hóa,enzyme amylaza tác dụng rất chậm.
Q trình hồ hóa tiếp tục phá vỡ tế bào tinh bột, biến tinh bột ở trạng thái khơng
hịa tan trong nước thành trạng thái hồ tan, giúp cho q trình đường hóa thuận
lợi hơn.
Q trình đường hóa sử dụng enzyme amylaza chuyển hóa tinh bột hịa tan
thành đường có thể lên men được.
c. Lên men
Quá trình lên men là quá trình chuyển đường đơn thành ethanol, khí CO2 và các
sản phẩm trung gian khác.
Quá trình lên men là quá trình sinh nhiệt, một lượng lớn nhiệt được tạo ra gây ức
chế quá trình lên men, do vậy dịch lên men cần được duy trì nhiệt độ ổn định
bằng cách làm nguội dịch cưỡng bức ở thiết bị trao đổi nhiệt bên ngoài bồn.
Thời gian lên men đối với dịch đường hóa từ 48-72 giờ, pH của khối dịch lên

men từ 4,2-4,5; nhiệt độ lên men tối ưu là 320 o C. Dấm chín thu được sau q
trình lên men được chuyển đến cơng đoạn chưng cất để tách ethanol ra khỏi dấm
chín.
d. Nhân giống men
Công đoạn nhân giống men là bộ phận cung cấp men cho bồn lên men. Men
được phát triển theo ba công đoạn. Hai công đoạn đầu được thiết kế cho men
Khoa Công nghệ sinh học

6


Sản xuất Etanol trong công nghiệp

phát triển trong điều kiện vô trùng chặt chẽ. Trong bồn nhân giống, dung dịch
lên men đã được thanh trùng được sử dụng để làm dịch chủng men. Quá trình
nhân giống men chỉ cần thiết tiến hành ở thời điểm ban đầu, khi khởi động nhà
máy, hoặc khi dừng nhà máy rất lâu và các bồn lên men được tháo khô.
Công nghệ lên men:
Hiện nay có 02 qui trình lên men được dùng phổ biến: Lên men liên tục và lên
men gián đoạn. Công suất nhà máy và loại nguyên liệu là nhân tố quyết định để
lựa chọn quy trình lên men.

Hình 7 Qui trình lên men dùng phổ biến

Việc lựa chọn công nghệ lên men liên tục hay gián đoạn tùy thuộc vào nguồn
nguyên liệu và công nghệ sản xuất. Đối với lên men nguyên liệu gốc tinh
bột, quy trình lên men gián đoạn thường được lựa chọn. Ngược lại lên men
từ nguyên liệu chứa đường, quy trình lên men liên tục lại thường được sử
dụng hơn vì nó giúp giảm được vốn đầu tư, giảm thời gian lên men nhưng
vẫn đảm bảo được hiệu suất lên men.

Khoa Công nghệ sinh học

7


Sản xuất Etanol trong công nghiệp

e. Chưng cất và khử/tách nước
Đối với nhà máy sản xuất ethanol nhiên liệu, công đoạn chưng cất và tách nước
được thiết kế liên hoàn thành một dây chuyền đồng bộ nhằm giảm chi phí đầu tư
và để tiết kiệm năng lượng.
Chưng cất:
 Công đoạn này nằm tách ethanol ra khỏi dấm chín, loại bỏ các tạp chất và
nâng nồng độ ethanol lên > 95% (v/v). Dịch sau lên men có nồng độ ethanol
thấp cần được chưng cất nhằm loại bỏ tối đa lượng nước và các tạp chất
khác để thu được ethanol có nồng độ và chất lượng phù hợp với yêu cầu.
 02 quy trình cơng nghệ chưng cất được dùng phổ biến hiện nay là chưng cất
áp suất dư và chưng cất áp suất chân không. Tuy nhiên, đối với các nước
tiên tiến thường áp dụng hệ thống chưng cất chân không do các ưu điểm
vượt trội như: Đạt được cồn có chất lượng cao với tiêu hao năng lượng tối
thiểu và có hiệu suất cao; Hệ thống chưng cất vận hành liên tục, không cần
dừng để vệ sinh tháp; Công suất chưng cất ổn định, khơng có sự giảm cơng
suất do hiện tượng bám cáo cặn; Điểm sôi của dung dịch thấp hơn nên tiêu
hao hơi thấp hơn và giảm khả năng hình thành cặn canxi.
 Cơng đoạn tách nước
 Do hiện tượng “điểm đẳng phí” của hỗn hợp ethanol-nước, nên sau công
đoạn chưng cất thông thường, ethanol thu được chỉ đạt nồng độ tối đa
96,5% (v/v). Để sử dụng làm nhiên liệu, ethanol thô được đưa qua công
đoạn tách nước để đạt nồng độ đến 99,7% (v/v).
 Có 03 phương án công nghệ được sử dụng để tách nước trong sản

xuất ethanol nhiên liệu là: công nghệ chưng cất sử dụng hỗn hợp 3 cấu tử
(như benzen) để phá “điểm đẳng phí”, cơng nghệ hấp phụ nước bằng rây
phân tử, công nghệ tách nước bằng hệ thống lọc màng.
 Trong ba phương pháp trên, phương án công nghệ hấp phụ nước bằng rây
phân tử được sử dụng rộng rãi vì có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp

Khoa Cơng nghệ sinh học

8


Sản xuất Etanol trong công nghiệp

dùng hỗn hợp 3 cấu tử và chi phí vận hành thấp hơn so với phương án lọc
màng.
 Phương án hấp phụ nước bằng rây phân tử có các ưu điểm: Sử dụng ít nhân
cơng; Vận hành ổn định; Hiệu suất thực tế gần với thiết kế; Tiêu hao hơi
thấp; Hệ thống làm việc hoàn tồn tự động.
II.3. Từ tinh bột (ngơ)
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 hồ
tan để tách ngơ thành các thành phần (tinh bột, protein, mầm, dầu, chất
xơ,…) trước khi chuyển hoá tinh bột thành đường để lên men thành 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. Các bước cơ bản trong q trình nghiền
khơ bao gồm:
- Ngun liệu: ngơ được nghiền xay thành bột mịn.
- Hố lỏng và đun nóng bột mịn: bổ sung chất lỏng vào bột mịn để làm hỗn
hợp nghiền nhừ, sau đó dùng nhiệt để chuyển tinh bột thành dạng lỏng và

loại bỏ vi khuẩn.
- Thuỷ phân: enzyme được bổ sung để phá vỡ chuỗi carbonhydrate để
chuyển tinh bột thành chuỗi đường ngắn và thậm chí phân tử đường
glucose.
- Lên men: hỗn hợp nghiền nhừ sau thuỷ phân được chuyển vào bồn lên
mem nơi men được bổ sung để chuyển hoá glucose thành ethanol.
- Chưng cất: nước súp tạo ra trong quá trình lên men là dung dịch ethanol
hồ tan (10-12%). Dịch được bơm qua nhiều tháp trong khoang chưng cất
để tách ethanol khỏi chất lỏng và nước. Sau khi chưng cất, ethanol có độ
tinh khiết 96%. Chất rắn được bơm ra khỏi đáy thùng và được chế biến
thành sản phẩm phụ giàu protein cho sản xuất thức ăn chăn nuôi DDGs.

Khoa Công nghệ sinh học

9


Sản xuất Etanol trong công nghiệp

- Tách nước: lượng nước rất nhỏ trong ethanol vừa chưng cất được tách ra
bằng vi lưới lọc để cho ethanol tinh khiết.
II.4. Từ xenlulose (rơm rạ)
a. Chuẩn bị nguyên liệu
Nguyên liệu sau khi được lấy sẽ được cân - đánh tơi – rửa sạch – băm thô –
khử từ - nghiền – tiền thủy phân. Bước này nhằm mục đích phá vỡ cấu trúc
màng tế bào thực vật, tạo điều kiện thuận lợi để quá trình thủy phân diễn ra
tốt hơn, tăng năng suất của q trình.
b. Tiền xử lí
Để chuyể hóa các cacbohydrat thành ethanol, các polymer phải bị bẽ gãy
thành những phân tử đường nhỏ hơn trứơc khi các vi sinh vật có thể hịan

thành q trình chuyển hóa.
Sau đây là một số cơng nghệ tìền xử lí phổ biến
–

Các phương pháp tiền xử lí hóa học: sử dụng tác động của hóa chất

trong q trình, gồm có các q trình chính: với acid, với kiềm, ngịai ra cịn
có phương pháp xử lí với dung mơi hữu cơ.
–

Các phuơng pháp tiền xử lí cơ học: khơng sử dụng hóa chất trong q

trình xử lí, gồm các phương pháp như nghiền nát, rọi bằng những bức xạ
năng luợng cao,…
–

Nổ hơi nuớc: để thủy phân tạo ra dịch đường để dẫn đến quá trình đừong

hóa.
c. Đường hóa
Mục đích của cơng đọan này là đường hóa cellulose thành đường glucose
nhờ enzyme amylaza để chuẩn bị cho quá trình lên men
d. Lên men
Quá trình lên men là quá trình chuyển đường đơn thành ethanol, CO2 và các
sản phẩm trung gian khác.
Quá trình nhân giống nấm men
Chọn men có tên là Zymomonas mobils
Khoa Cơng nghệ sinh học

10

Sản xuất Etanol trong công nghiệp

Zymomonas mobils được phát triển trong bình sản xuất men giống. Ở đó,
cặn đường, chất dinh dưỡng cùng với men giống được cho vào bình nhỏ và
quá trình này cứ tiếp tục diễn ra cho đến khi đạt được số lượng men giống
cần thiết cho quá trình lên men. Cuối cùng men giống, dinh dưỡng và cặn
đường được cho liên tục vào thùng lên men.
Hỗn hợp sau khi lên men gọi là giấm chín

Nấm men

Zymomonas mobils

Nhiệt độ

41oC

Phần rắn

20%

Thời gian lưu

1.5 ngày

Hàm lượng men

10% tổng dịch đường lên men

Corn Steep Liquor(CSL)

0.25%

Diammonium Phosphate(DAP)

0.33 g/L giấm chín

Điều kiện của quá trình lên men:
Quá trình lên men được thực hiện trong một thùng lớn với thời gian dự đoán
để lwen men đường thành ethanol khoảng 36h. Men giống từ thùng sản xuất
men giống ( khoảng 10% tổng dịch đường) được cho vào thùng lên men.
Trong quá trình này người ta bổ sung 0.33g DAP/ lít giấm chín để cung cấp
dinh dưỡng cho nấm men hoạt động.
e. Chưng cất
Chưng cất – Tách nước – Bốc hơi – Phân tách lỏng rắn
Giấm chính thu được sau q trình lên men có nồng độ ethanol rất thấp(
khoảng 5,7% ethanol). Vì vậy ta cần tinh chế sản phẩm để nâng nồng độ
ethanol lên 99,5%.
III. Ưu nhược điểm:
III.1. Ưu điểm
Khoa Công nghệ sinh học

11


Sản xuất Etanol trong công nghiệp

Tận dụng được nguồn nguyên liệu có giá thành thấp(rơm rạ, rỉ đường, ngơ, sắn,..)

Tạo ra sản phẩm có lợi nhuận cao hơn so với nguyên liệu.
Sản phẩm có thể lên men ở nhiều nồng độ cồn khác nhau, thuận lợi cho sự sinh
trưởng của vi sinh vật. ( lên men liên tục)
Quá trình lên men quan trọng và rất phổ biến được con người ứng dụng trong cuộc sống và
nhiều lĩnh nhằm cải thiện gia đình và phát triển cuộc sống

III.2. Nhược điểm:
Quy trình phức tạp cần phải tính tốn kĩ lưỡng trước khi sản xuất.
Đòi hỏi kiểm tra nhiệt độ kĩ lưỡng cho quá trình lên men.
Quá trình chuẩn bị nguyên liệu trải qua nhiều giai đoạn chưa tối ưu hóa được lợi
nhuận.
Nguyên liệu chưa đảm bảo chất lượng, chưa vô trùng triệt.
IV. SO SÁNH
So sánh giữa hai con đường sản xuất Etanol: hóa học và sinh học

Quy trình:

Con đường hóa học
 Hydrat hóa etylene
 Khơng thể sử dụng
cho thực phẩm
 Đơn giản

Hiệu xuất:
Nguyên liệu

 Hiệu xuất cao
 Khí Ethylene

Phương pháp tạo ra:

Sử dụng:

Con đường sinh học
 Lên men
 Có thể sử dụng cho
thực phẩm
 Qua nhiều gai đoạn,
địi hỏi độ chính xác
 Hiệu xuất thấp
 Rơm rạ, ngơ, sắn, rỉ
đường,…

Các quy trình lên men Etanol ngày càng hoàn thiện, nhưng hầu hết đều phải qua xử
lí để đưa Xenlulose hay tinh bột về các dạng đường đơn giản, sau đó mới tiến hành
lên men. Điều này làm cho chúng ta tốn nhiều thời gian và chi phí.
Trong tương lai việc tạo ra các chủng vi sinh vật có thể lên men trực tiếp Xenlulose
và tinh bột thành etanol sẽ giúp chúng ta tối ưu hóa được lợi nhuận và làm đơn giản
hóa quy trình lên men.
Việc xây dựng các quá trình khép kín cũng phần nào giúp cho ngun liệu khơng bị
nhiễm trong các giai đoạn trước khi lên men.
Khoa Công nghệ sinh học

12


TÀI LIỆU THAM KHẢO
/> /> /> />
Khoa Công nghệ sinh học