(TIỂU LUẬN) slide thuyết trình tiểu luận ETHANOL SINH học từ bèo tây

ETHANOL
SINH HỌC
TỪ BÈO
TÂY
Trần Thị Thúy Quỳnh
Lê Kim Ngân
Nguyễn Thị Ngọc Dung


1. Tổng quan


Những lợi ích khi sử
dụng nhiên liệu sinh
học
⊷

⊷

⊷

3

Giảm thiểu ơ nhiễm và khí
nhà kính
Góp phần nâng cao hiệu quả
kinh tế nơng nghiệp
Lợi ích với kỹ thuật và kinh tế
năng lượng

Ethanol sinh học
Lý học
Chất lỏng, không
màu, mùi thơm dễ
chịu, vị cay, nhẹ
hơn nước, sơi ở
nhiệt độ 78.39oC,
tan vơ hạn trong
nước.

4

Hóa học
Rượu no, đơn chức,
có cơng thức
C2H5OH. Mang đầy
đủ tính chất của
một rượu đơn chức.


Nguyên liệu sản xuất
ethanol sinh học
2 – 4 tấn vật liệu → 1 tấn ethanol

Sẵn có, rẻ tiền, tuy nhiên q trình chuyển hóa khó khăn hơn

5


Q trình chuyển hóa từ ngun

liệu chứa cellulose

6


Các giai đoạn trong sản xuất Ethanol sinh học

Quá trình xử lý sơ bộ
Bằng hơi

AFEX

Ozone

Hiệu quá với gỗ cứng

Đường hóa nhanh

Hiệu quả với lignin

Phân hủy xylanh

Khơng hình thành sự
ức chế

Nhiệt độ áp suất TB

Hiệu quả thấp

Giá thành đắt

Ức chế vi sinh vật

Đòi hỏi ozone lớn

Thu hồi amoniac

Axit

Kiềm

Sinh học

Năng suất cao

Loại bỏ este hiệu quả

Phân hủy Lignin

Ăn mòn và độc

Tăng diện tích bề mặt

Năng lượng thấp

Giá thành cao

Giá thành cao

Ức chế VSV

Năng suất thấp

7


Các giai đoạn trong sản xuất Ethanol sinh học

Quá trình thủy phân
Axit lỗng

Axit đặc

Enzyme

B1: chuyển hóa
hemicellulose
thành đường 5C
và 6C

B1: thủy phân
hemicellulose

Tách riêng: quá
trình thủy phân và
lên men được tiến
hành tách rời
Đồng thời: xuất
hiện các phản ứng
lên men phức tạp,
phát sinh chất ức

chế hoạt động
enzyme

B2: chuyển hóa
hồn tồn cấu trúc
cellulose thành
đường
glucocacbon

8

B2: axit đặc phá
hủy liên kết hidro,
biến đổi chúng
thành dạng vô
định hình.


Các giai đoạn trong sản xuất Ethanol sinh học

0Ethanol.32từ–đường0.54

euro/lít
Ethanol từ ngũ cốc

0.43 euro/lít

0Ethanol.11từ–cellulose0.32

euro/lít

9


Tình hình sản xuất và sử dụng Ethanol sinh học
LM Châu Âu

570.3
Mỹ
6.498

Trung Quốc
486

Brazil
5.019

Trước 2007: Hạn chế phát triễn xăng
sinh học
Sau 2007: Nhiên liệu sinh học thay thế
nhiên liệu truyền thống
Lúa miến ngọt được quan tâm trong SX
ethanol sinh học


10


Celullose
Là thành phần chủ yếu của vách tế bào thực vật
- Dễ bị phân hỷ bởi acid → hydro celullose

- Phản ứng với kiềm/KL kiềm → celullose ancolat
- Bị oxi hóa → oxi-celullose
-

Vi sinh vật
Có khả năng tổng hợp được hệ enzyme Celulloza


Hemicelullose

n
h
i
ê
n

-

Là

một

polysacarit

phần
thường

gặp trong vách tế
bào thực vật
-

Xylan là một

hemicalullose phổ
biến nhất trong tự


Vi sinh vật
Có khả năng tổng hợp xynalaza để phân hủy
xylan

12


Quá trình lên men rượu

Trong sản xuất
cồn, rượu vang và
bia hay dùng lồi
Saccharomyces

13

Nấm men chìm: một số chủng có chứa enzyme
-galactozidaza có khả năng lên men hồn tồn
đường rafinoza.

Nấm men nổi: chỉ có một số ít chúng có khả năng
chuyển hóa đường rafinoza thành rượu và CO và
đường chỉ vào khoảng 1/3 tổng số đường

Yêu cầu chung của nấm men dung trong sản xuất cồn etylic là
phải có năng lực lên men mạnh, biến đường thành rượu
nhanh và hoàn toàn. Đồng thời phải ổn định và chịu được
những biển đổi của môi trường














14

Thuốc kháng sinh trong y
học nhân gian
Làm sạch nguồn nước và
phân giải các chất độc hại
Cung cấp năng lượng
Chế biến và gia công đồ
mỹ nghệ
Sản xuất giấy
Làm môi trường trồng

nấm rơm và phân hữu cơ
Ethanol sinh học


2.Phương Pháp
Nghiên Cứu



Phương Pháp Tiền Xử Lý
Rửa sạch
cắt bỏ phần rễ

Sấy 70 độ =>
khối lượng
khơng đổi

Bảo quản hộp
kín, tránh bị
ẩm mốc

Nghiền
thành bột
17


Phương pháp thủy phân
120ml dd

Thủy phân

loãng 2,5%

H2SO4

Giấy lọc băng
xanh
Xác định hàm lượng đường
khử của dung dịch thu được
bằng phương pháp so màu
18

NaOH

Đun 100 độ
35 phút

Làm lạnh => nhiệt
độ phòng

Trung hòa





Thời gian
Nồng độ acid
Tỷ lệ rắn lỏng

Phương pháp xác định hàm lượng đường khử
Nguyên tắc: dựa trên cơ sở tạo màu giữa đường khử
và thuốc khử acid dinitrosalicylic (DNS)
Ban đầu dd DNS
có màu vàng nhạt

Sau khi phản ứng với
đường khử chuyển sang
màu da cam

Dựa vào đồ thị đường chuẩn của Dglucose với thuốc thử DNS sẽ tính
được hàm lượng đường khử của mẫu
19

Cường độ màu của hỗn hợp phản
ứng tỉ lệ thuận với nồng độ đường
khử trong phạm vi nhất định

Tiến hành so màu ở bước sóng
550nm


Phương pháp xác định hàm lượng đường khử

20


Phương pháp lên men
Pepton
5g/l



Nhân giống vi khuẩn lên men



Lên men mẫu

Bình thủy tinh
có nút cao su

Mơi trường
nhân giống

Khử trùng 60-70 độ C,
15 phút

Nacl
5g/l

Cấy VSV

dung dịc

100ml dd
bèo của q
trình thùy

21


Phương pháp xác định hàm lượng ethanol
Điều kiện phân tích đã lựa chọn:
-

-

-

-

22

Cột mao quản chiều dài 30m, đường kính trong
0,23mm
Nhiệt độ cổng bơm mẫu 1200C
Nhiệt độ detector ECD 2800C
Khí mang N2 tốc độ dòng 1ml/phút
Phương pháp bơm mẫu Splitless
Chương trình nhiệt độ cột: Nhiệt độ ban đầu là 120 độ
C (giữ trong 1 phút), sau đó tang lên 150 độ C với tốc
độ 10 độ C/ phút và giữ ở 150 độ C trong 4 phút
Tổng thời gian chạy mẫu là 8 phút