Đề tài: ỨNG DỤNG CỦA VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT XĂNG SINH HỌC docx




ĐỀ TÀI:
 
! "#$#%

GVDH:
Thực hiện: Nhóm DH09QM
TRẦN MINH HIỀN
HỒ PHAN TÂN CƯƠNG
PHAN MINH

&'()
 *+, /0/12134/56
7481319:
;<.'1=:.4)3>
?@16AB.C@/12134/56
D(:E)@36AF3>
G3>E)@3/0HI3>21344F.
7481319:/J+K.42L.C@HI3>21344F.
;8.+MN1HI3>21344F.64O3>PQ3>41933@R
?>)S33>)RT3+19).4UV1U3HI3>21344F.
D)34, '1=:.C@HI3>21344F.
8.W4,*3>W48W.4UV1U3HI3>21344F.
196@:/JHI3>21344F.
G3>XU6
J1+19)64@:X4YM
&'()

ZTheo thống kê của Vụ Môi trường - Bộ GTVT, hiện nay, tại các đô thị của
Việt Nam, phương tiện đi lại chủ yếu vẫn là mô tô, xe gắn máy. Riêng ở TP.HCM, số
hộ gia đình có xe gắn máy chiếm đến 98% và tại Hà Nội con số đó là trên 87% tổng
lưu lượng xe hoạt động trong nội thành. Tính chung cả nước hiện có khoảng trên 27
triệu xe gắn máy, hơn một triệu ô tô cá nhân. Hai loại phương tiện nói trên, gồm nhiều
chủng loại đã qua nhiều năm sử dụng nên có chất lượng kỹ thuật thấp, mức tiêu hao
nhiên liệu cao và nồng độ chất độc hại trong khí xả cao. Khói thải từ các phương tiện
này góp đến 70% ô nhiễm ở các thành phố.
- Khi mà Hà Nội, TPHCM và nhiều đô thị ngập trong khói xăng thải ra từ hàng
chục triệu ô tô, xe máy thì xăng sinh học xuất hiện với ưu điểm, tiện ích vượt trội so
với các loại xăng thường. Chính những yếu tố tiện ích đó đã thu hút được sự quan tâm
của người tiêu dùng và toàn xã hội
 *+, /0/12134/56
7481319:[
- Vi sinh vật là những sinh vật đơn bào có kích thước nhỏ, không quan sát được
bằng mắt thường mà phải sử dụng kính hiển vi. Nó bao gồm cả virus, vi khuẩn,
archaea, vi nấm, vi tảo, động vật nguyên sinh
\347[]62^/12134/56
;<.'1=:.4)3>:
;7_.464,`.34aVb
- Các Vi sinh vật có kích thước rất bé, đo bằng đơn vị nanomét (1nm = 10
-9
m)
như các vi rút hoặc micromet (1μm = 10
-6
m) như các vi khuẩn, vi nấm.
- Kích thước càng bé thì diện tích bề mặt của vi sinh vật trong 1 đơn vị thể tích
càng lớn.
;;cW64)3410)d.4)R=34e@34@34
- Tuy vi sinh vật có kích thước rất nhỏ bé nhưng chúng lại có năng lực hấp thu

và chuyển hoá vượt xa các sinh vật khác. Chẳng hạn 1 vi khuẩn lắctic (Lactobacillus)
trong 1 giờ có thể phân giải được một lượng đường lactose lớn hơn 100 - 10 000 lần
so với khối lượng của chúng, tốc độ tổng hợp protein của nấm men cao gấp 1000 lần
so với đậu tương và gấp 100 000 lần so với trâu bò.
\34;[@.6MV@.1++)2E)@X_3441=3/1'1936L
;?4Y3I3>21342Y334@34
- So với các sinh vật khác thì vi sinh vật có tốc độ sinh trưởng và sinh sôi nảy
nở cực kỳ lớn. VD: Trong nồi lên men với các điều kiện nuôi cấy thích hợp từ 1 tế bào
có thể tạo ra sau 24 giờ khoảng 100 000 000 - 1 000 000 000 tế bào.
- Đây là đặc điểm quan trọng được con người lợi dụng để sản xuất nhiều sản
phẩm hữu ích như rượu, bia, tương chao, mỳ chính, các chất kháng sinh
;DI3>+f.64_.4g3>:N34/JPhW4862134V1U3PK
- Năng lực thích ứng của vi sinh vật vượt rất xa so với động vật và thực vật.
Trong quá trình tiến hoá lâu dài vi sinh vật đã tạo cho mình những cơ chế điều hoà
trao đổi chất để thích ứng được với những điều kiện sống rất bất lợi. Người ta nhận
thấy số lượng enzim thích ứng chiếm tới 10% lượng chứa protein trong tế bào vi sinh
vật.
- Phần lớn vi sinh vật có thể giữ nguyên sức sống ở nhiệt độ của nitơ lỏng
(-196
o
C), thậm chí ở nhiệt độ của hydro lỏng (- 253
o
C). Một số vi sinh vật có thể sinh
trưởng ở nhiệt độ 250
o
C, lạnh đến 0-5
o
C, mặn với nồng độ 32% NaCl (muối ăn), ngọt
đến nồng độ mật ong, pH thấp đến 0,5 (vi khuẩn Thiobacillus thioxydans) hoặc cao
đến 10,7 (vi khuẩn Thiobacillus denitrificans), áp suất cao đến trên 1103 atm.

- Ở nơi sâu nhất trong đại dương (11034 m) nơi có áp lực tới 1103,4 atm vẫn
thấy có vi sinh vật sinh sống. Nhiều vi sinh vật thích nghi với điều kiện sống hoàn
toàn thiếu oxy (vi sinh vật kị khí bắt buộc - Obligate anaerobes).
- Vi sinh vật đa số là đơn bào, đơn bội, sinh sản nhanh, số lượng nhiều, tiếp xúc
trực tiếp với môi trường sống do đó rất dễ dàng phát sinh biến dị. Tần số biến dị
thường ở mức 10
-5
-10
-10
. Chỉ sau một thời gian ngắn đã có thể tạo ra một số lượng rất
lớn các cá thể biến dị ở các thế hệ sau. Những biến dị có ích sẽ đưa lại hiệu quả rất lớn
trong sản xuất.
;i4j3V^A]3>d.4C3>+MN13410)
- Vi sinh vật phân bố ở khắp mọi nơi trên trái đất. Chúng có mặt trên cơ thể
người, động vật, thực vật, trong đất, trong nước, trong không khí, trên mọi đồ dùng,
vật liệu, từ biển khơi đến núi cao, từ nước ngọt, nước ngầm cho đến nước biển
- Vi sinh vật tham gia tích cực vào việc thực hiện các vòng tuần hoàn sinh - địa
- hoá học (biogeochemical cycles) như vòng tuần hoàn Cacbon, vòng tuần hoàn Nitơ,
vòng tuần hoàn Photpho, vòng tuần hoàn Lưu huỳnh,
- Trong đường ruột của người thường có không dưới 100 - 400 loài sinh vật
khác nhau, chúng chiếm tới 1/3 khối lượng khô của phân. Chiếm số lượng cao nhất
trong đường ruột của người là vi khuẩn Bacteroides fragilis, chúng đạt tới số lượng
1010 - 1011/g phân (gấp 100 - 1000 lần số lượng vi khuẩn Escherichia coli).
- Ở độ sâu 10.000 m của Đông Thái Bình Dương, nơi hoàn toàn tối tăm, lạnh
lẽo thậm chí nơi có áp suất rất cao người ta vẫn phát hiện thấy có khoảng 1 triệu - 10
tỉ vi khuẩn/ml (chủ yếu là vi khuẩn lưu huỳnh).
- Hầu như không có hợp chất cacbon nào (trừ kim cương, đá graphít ) mà
không là thức ăn của những nhóm vi sinh vật nào đó (kể cả dầu mỏ, khí thiên nhiên,
formol ). Vi sinh vật có rất phong phú các kiểu dinh dưỡng khác nhau.
;kJ2134/56H)c64193'()61T36AT36A81'c6

- Trái đất hình thành cách đây 4,6 tỷ năm nhưng cho đến nay mới chỉ tìm thấy
dấu vết của sự sống từ cách đây 3,5 tỷ năm. Đó là các vi sinh vật hoá thạch còn để lại
vết tích trong các tầng đá cổ. Vi sinh vật hoá thạch cổ xưa nhất đã được phát hiện là
những dạng rất giống với Vi khuẩn lam ngày nay. Chúng có dạng đa bào đơn giản, nối
thành sợi dài đến vài chục mm với đường kính khoảng 1-2 mm và có thành tế bào khá
dày.
- Dựa vào đặc điểm cấu tạo tế bào, người ta chia ra làm 3 nhóm lớn:
+ Nhóm chưa có cấu tạo tế bào bao gồm các loại virus.
+ Nhóm có cấu tạo tế bào nhưng chưa có cấu trúc nhân rõ ràng (cấu trúc nhân
nguyên thủy) gọi là nhóm Procaryotes, bao gồm vi khuẩn, xạ khuẩn và tảo lam.
+Nhóm có cấu tạo tế bào, có cấu trúc nhân phức tạp gọi là Eukaryotes bao gồm
nấm men, nấm sợi (gọi chung là vi nấm) một số động vật nguyên sinh và tảo đơn bào.
?@16AB.C@/12134/56[
ZAM3>6f341T3[
Tích cực:
+ Vi sinh vật là mắt xích quan trọng trong các chu trình chuyển hóa vật chất
và năng lượng trong tự nhiên.
+ Tham gia vào việc gìn giữ tính bền vững của hệ sinh thái và bảo vệ môi
trường.
Tiêu cực:
+ Gây bệnh cho người, động – thực vật.
+ Là nguyên nhân gây hư hỏng thực phẩm.
- AM3>3>41T3.g)P16A)R03: Là đối tượng lí tưởng trong công nghệ di
truyền, công nghệ sinh học…
- lYM/9:O16A,m3>: Vi sinh vật tham gia tích cực vào quá trình phân giải các
phế thải nông nghiệp, phế thải công nghiệp, rác sinh hoạt …
D(:E)@36AF3>[
- Vi sinh vật sống trong đất và trong nước tham gia tích cực vào quá trình phân
giải các xác hữu cơ biến chúng thành CO2 và các hợp chất vô cơ khác dùng làm thức
ăn cho cây trồng. Các vi sinh vật cố định nitơ thực hiện việc biến khí nitơ (N2) trong

không khí thành hợp chất nitơ (NH3, NH4+) cung cấp cho cây cối. Vi sinh vật có khả
năng phân giải các hợp chất khó tan chứa P, K, S và tạo ra các vòng tuần hoàn trong
tự nhiên. Vi sinh vật còn tham gia vào quá trình hình thành chất mùn.
- Vi sinh vật có vai trò quan trọng trong năng lượng (sinh khối hoá thạch như
dầu hoả, khí đốt, than đá). Trong các nguồn năng lượng mà con người hy vọng sẽ khai
thác mạnh mẽ trong tương lai có năng lượng thu từ sinh khối. Sinh khối là khối lượng
chất sống của sinh vật.
- Vi sinh vật là lực lượng sản xuất trực tiếp của ngành công nghiệp lên men bởi
chúng có thể sản sinh ra rất nhiều sản phẩm trao đổi chất khác nhau (các loại axit,
enzim, rượu, các chất kháng sinh, các axit amin, các vitamin ).
- Trong công nghiệp tuyển khoáng, nhiều chủng vi sinh vật đã được sử dụng để
hoà tan các kim loại quý từ các quặng nghèo hoặc từ các bãi chứa xỉ quặng.
- Vi sinh vật có hại thường gây bệnh cho người, cho gia súc, gia cầm, tôm cá
và cây trồng. Chúng làm hư hao hoặc biến chất lương thực, thực phẩm, vật liệu, hàng
hoá. Chúng sản sinh các độc tố trong đó có những độc tố hết sức nguy hiễm. Chỉ riêng
sự tấn công của virut HIV cũng đủ gây ra ở 50 triệu người nhiễm HIV. Cuối thế kỷ
XX khoảng 30 triệu người nhiễm.
 8.+MN1/12134/56
- Các VSV hiếu khí: Bacillus mycoides – là loại trực khuẩn có kích thước rất
lớn; Bacillus mensentericus và Bacillus megatherium – có khả năng tạo ra protease rất
mạnh, khi phân giải tạo nhiều H
2
S; Bacillus subtilis – có khả năng phân giải protein
rất mạnh, phân bố rộng trong tự nhiên; Bacillus cereus – tạo ra bào tử, có khả năng
phát triển ở nhiệt độ cao; Psedudomonas fluorescens – trực khuẩn tạo bào tử, có khả
năng di động nhờ chùm tiêm mao, có khả năng tạo sắc tố màu lục…
- Các VSV yếm khí: Clostridium putrifidicum – có khả năng tạo bào tử, bào tử
này rất bền nhiệt; Clostridium sporogenses – có khả năng chuyển động vào tạo bào
tử….
- Các VSV tùy nghi: Proteus vulgaris – là loại trực khuẩn có kích thước rất

nhỏ, chúng có tiêm mao nên có khả năng vận chuyển, có khả năng sinh tổng hợp
proteas cao; Bacillus coli – không có khả năng tạo bào tử, không có năng phân giải
protein nguyên thể mà chỉ có khả năng phân giải các peptit ngắn hoặc các sản phẩm
trung gian của quá trình phân giải protein…
G3>E)@3/0HI3>21344F.
7481319:/J+K.42L.C@HI3>21344F.
#I3>21344F.
- Nhiên liệu sinh học (Biofuel hay Agrofuel) là loại chất đốt tái tạo sản xuất từ nguyên
liệu động thực vật gọi là sinh khối (biomass). Gọi là “tái tạo” (renewable) vì chất đốt
cơ bản Carbon (C) nằm trong chu trình lục hoá (photosynthesis) ngắn hạn, đốt nhiên
liệu sinh học phát thải khí CO
2
, rồi thực vật canh tác hấp thụ lại CO
2
đó, để tạo thành
sinh khối chế biến nhiên liệu sinh học, trên lý thuyết coi như không làm gia tăng CO
2
trong khí quyển. Nhiên liệu sinh học có thể ở thể rắn như củi, than củi (than đá thuộc
loại cổ sinh, không tái tạo); thể lỏng (như xăng-sinh học, diesel-sinh học); hay 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. Xăng sinh học đề cập trong bài này gồm
xăng-ethanol (E) và diesel-sinh học (ở Việt nam gọi là B), tương ứng với xăng cổ sinh
biến chế từ dầu mỏ là xăng (gasoline) và diesel.
- Khuynh hướng sản xuất xăng sinh học đang trên đà phát triển, vì nhiều lý do:
 giá xăng cổ sinh ngày càng mắc;
 trữ lượng dầu hoả ở các mỏ dầu có giới hạn và sẽ kiệt quệ trong tương lai
(khoảng năm 2100);
 nhiều quốc gia muốn tuỳ thuộc ít vào việc nhập cảng nhiên liệu cổ sinh trong
khi quốc gia họ có khả năng sản xuất nhiên liệu thay thế, và

 bị áp lực chính trị phải giảm lượng khí CO
2
sa thải để phù hợp với Thoả hiệp
Kyoto (1997) quy định. Nhưng sản xuất và sử dụng xăng sinh học có phải là
một biện pháp hữu hiệu để cứu vãn tai hoạ khí hậu toàn cầu không?
K.42L
- Nhiên liệu sinh học ở thể rắn (gỗ, củi, than củi, phế thải thực và động vật, v.v.) đã
được loài người sử dụng từ khi khám phá ra lửa. Khi phát minh ra động cơ hơi nước
(steam engine) và máy phát điện, nhiên liệu sinh học thể rắn (gỗ) được sử dụng một
thời để phát triển kỹ nghệ ở thế kỷ 18 và 19, và gây nhiều ô nhiễm. Ở Việt Nam, xe
lưả chạy bằng việc đốt gỗ cho tới khoảng 1956 mới được thay thế bằng động cơ
diesel. Ngày nay có khoảng 2 tỷ dân đốt nhiên liệu sinh học ở thể rắn như gỗ, củi,
trấu, mạt cưa, rơm rạ, lá khô, v.v. Mặc dầu chứa carbon tái tạo, nhưng cho nhiều khói,
tro bụi, bù hóng nên làm ô nhiễm môi trường.
- Động cơ nổ đầu tiên trên thế giới do Nikolaus August Otto (người Đức) thiết kế sử
dụng nhiên liệu sinh học thể lỏng là rượu cồn – ethanol, Rudolf Diesel (người Đức)
phát minh động cơ Diesel thiết kế chạy bằng dầu đậu phộng (groundnut oil), và Henry
Ford (Mỹ) thiết kế xe hơi chạy bằng dầu thực vật (từ 1903 đến 1926) chế biến từ dầu
chứa trong hạt và thân cây cần sa (hemp - Cannabis sativa).
- Từ khi khám phá ra nhiên liệu cổ sinh (than đá, dầu hoả, khí đốt) thì ngành kỹ nghệ
sử dụng nhiên liệu cổ sinh, vì có hiệu quả kinh tế hơn. Tuy nhiên mỗi khi có chiến
tranh, bị địch phong toả khó chuyển vận dầu, hay thế giới có khủng hoảng chính trị,
kinh tế, và để không tuỳ thuộc vào dầu hoả nhập cảng (từ Trung Đông), khuynh
huớng sử dụng xăng sinh học lại bộc phát trong những thời kỳ này. Chẳng hạn, Đức
và Anh Quốc sản xuất xăng sinh học từ khoai tây và lúa mì trong thời kỳ Đệ nhị Thế
Chiến. Khủng hoảng xăng dầu năm 1972 do khối OPEC gây ra, làm một số quốc gia
có chủ trương tự túc nhiên liệu bằng cách sản xuất xăng sinh học từ tiềm năng nông
nghiệp đồ sộ của mình. Brazil tiêu biểu cho chính sách này.
- Kể từ 2000, các quốc gia trên thế giới lần lượt thật sự tuân thủ Thoả hiệp Rio de
Janeiro (1992), rồi Kyoto (1997), tìm kỹ thuật hạn chế phát thải khí nhà kính (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.
;8.+MN1HI3>21344F.64O3>PQ3>41933@R
#I3>Zn64@3M+  (E) thông dụng nhất hiện nay trên thế giới vì dễ dàng biến chế từ
đường (mía, củ cải đường, sorgho-đường) và tinh bột ( 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. Tuy nhiên, Ethanol chứa 33% năng
lượng ít hơn xăng cổ sinh, nên cần nhiều ethanol hơn để xe chạy cùng một đoạn
đường. Vì vậy, xe phải có bình chứa nhiên liệu lớn hơn. Thông thường, máy xe hơi
chạy hiệu nghiệm với E15 (xăng pha 15% ethanol). 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. Bất lợi của Ethanol là hút ẩm nên xăng-ethanol có chứa
nhiều nước, làm máy khó “đề”, làm rỉ sét kim loại, hư mòn chất nhựa (plastic), nên
đòi hỏi 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 cuối cùng tổn phí cao (tại Anh, tổn phí sản xuất khoảng 35 pence/lít – 60
cents/lít). Nói tóm lại, nếu tính từ lúc canh tác cây, phân bón, thuốc sát trùng, tưới
nước, thu 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). Một vài loại động cơ xe hơi cải biến sử dụng xăng-ethanol
E85 như ở Brazil. Cách đây một năm (2007), các trạm bán xăng thuộc một hệ thống
siêu thị lớn ở Anh đã lầm lẫn bơm xăng-ethanol E85 vào các trạm bán xăng thông
thường, làm cháy hỏng máy mấy ngàn chiếc xe hơi và phải bồi thường cho khách
hàng.
- Xăng pha với ethanol thải ít khí nhà kính hơn xăng thường. Chẳng hạng E85 phát
thải 1 ppm khí NO
2
trong khi xăng cổ sinh thải 9 ppm. Nguy cơ bị ung thư ít hơn khi
hít phải khí thải của xăng cổ sinh.
l)6@3M+ (C
4
H
10
O) cho nhiều năng lượng hơn ethanol và có thể đổ thẳng vào bình
xăng xe mà không cần biến chế gì thêm. Chế biến từ dầu mỏ, hay từ lên men nguyên
liệu sinh khối do vi khuẩn Clostridium acetobutylicum.
o64@3M+ (CH
3
OH), còn gọi :o64R+Z@+.M4M+ được điều chế từ khí methane (CH
4
) của
khí đốt của mỏ dầu. Methanol cũng được biến chế từ chất hữu cơ động thực vật qua
phương pháp đun trong bình kín (không có oxy và hơi nước) ở nhiệt độ cao
(pyrolysis).
1o2o+21344F. :
- Theo phòng thí nghiệm Năng Lượng Tái Tạo Hoa Kỳ (U.S. National Renewable
Energy), đốt diesel-sinh học thải 50% carbon monoxide (CO) và 78% carbon dioxide
(CO

2
) ít hơn diesel. Cũng không có sa thải Sulphur SO
2
. Diesel-sinh học có những
đặc tính vật lý tương tự diesel, thành phần hoá học chánh 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.
- Dầu thực vật khi hun nóng thì trở nên lỏng, nhờn hơn, nên có thể chạy máy diesel.
Dầu thực vật trích từ các thực vật chứa nhiều dầu như hột cải dầu (Oil seed rape), dừa
dầu (oil palm), dừa (coconut), đậu nành (soyabean), đậu phộng (groundnut), bông vải
(cotton), hạt cao su (rubber), hướng dương (sunflower), cây và hột cần sa (hemp,
Cannabis sativa), v.v. Tảo và trái dầu lai (Jatropha curcas) là những nguồn dầu thực
vật quan trọng mới ngày nay.
- Thông thường, để cho động cơ an toàn, diesel-sinh học được pha với diesel. Tuy
nhiên, các loại dầu ăn tinh khiết bán trên thị trường, hay đã sử dụng, đều có thể thay
thế diesel để chạy động cơ diesel loại củ (chỉ cần thay thế bộ phận bơm injection).
Hiện nay nhiều loại xe hơi hiện đại có động cơ chạy được với dầu ăn nguyên chất, hay
diesel-sinh học 100%. Chẳng hạn, động cơ xe hơi MAN B &W Diesel, Wartsila và
Deutz AG có thể chạy từ dầu ăn nguyên chất. Dầu đã sử dụng (từ trong các tiệm Fast
Food) chỉ cần lọc cặn và loại phần nước (do thức ăn chiên xâm nhập) thì chạy được xe
hơi. Xe Đức Volkswagen cũng chạy được với diesel-sinh học 100%. Tuy nhiên, các
hãng làm xe hơi khuyến cáo là nên pha 15% diesel-sinh học với 85% diesel để xe ít bị
hao mòn. Các nước Âu Châu hiện nay bán diesel pha 5% diesel-sinh học ở mọi trạm
xăng.
- Ở Hoa Kỳ, hơn 80% xe vận tải và xe bus đều chạy bằng diesel-sinh học, và càng
ngày sử dụng diesel-sinh học càng gia tăng, 25 triệu gallons năm 2004, 78 triệu
gallons năm 2005, và khoảng 1 tỷ gallons vào 2007. Xe chở hàng và xe bus ở Âu châu
đều chạy bằng diesel-sinh học.
?>)S33>)RT3+19).4UV1U3HI3>21344F.
- Tất cả thực vật lục hoá đều có thể biến chế thành xăng sinh học.

 jR3O3>W4p:  .4g@',m3> gồm mía, củ cải đường; nông phẩm chứa 6134V]6
gồm 4N63>q.^. như lúa mì, lúa, bắp, sorgho, v.v.; .C như khoai tây, khoai mì, khoai
lang.
Mía có hiệu quả kinh tế nhất vì cho năng suất thân (khoảng 170-200 t/ha ở Brazil, 80-
100 t/ha ở Úc, Việt Nam khoảng 35-50 t/ha), biến chế ethanol thẳng từ nước ép, bã
mía dùng làm năng lượng chạy máy ép và chưng cất ethanol. Mía sản xuất trung bình
15,500 lít ethanol/ha/năm, và cứ 1 tấn chất khô mía sản xuất được 438 lít ethanol.
Brazil sản xuất ethanol chính từ mía.
O3>W4p:  .4g@P() như đậu nành (sản xuất 379 kg dầu/ha/năm, hay 450 lít
dầu/ha/năm), đậu phộng (sản xuất 887 kg dầu/ha/năm), hột-cải-dầu (hột chứa 55%
dầu; sản xuất 999 kg dầu/ ha/năm, hay 1,188 lít/ha/năm), hạt bắp (140 lít dầu/ha/năm),
v.v.
jRXr3>49  .4MP() như dừa dầu (oil palm, sản xuất 7,061 kg dầu/ha/năm), dừa
(coconut, sản xuất 2,260 kg dầu/ha/năm), cây dầu lai (Jatropha curcas, sản xuất 1,588
kg dầu/ha/năm), thầu dầu (castor bean, sản xuất 1,188 kg dầu/ha/năm), hướng dương
(sunflower, sản xuất 801 kg dầu/ha/năm, hay 954 l/ha/năm), safflower (556 l/ha/năm),
v.v.
4f./564M@3>PN1: tảo (algae) nước ngọt, tảo biển, lục bình (Eichornia
crassipes), cỏ Vetiver, cỏ voi (elephant grass, Pennisetum purpureum, sản xuất 13,700
lít ethanol/ha/năm), lác (Cyperus), cỏ tranh (Imperata cylindrica), v.v.
4e2Y364f./56 từ sản xuất cây nông phẩm và cây kỹ nghệ: rơm rạ, bã mía, thân,
gỗ, mạt cưa, trấu, hột cao su (sản xuất 217 kg dầu/ha/năm), hạt bông vải (sản xuất 273
kg dầu/ha/năm.
1cRW4U64Y1: 1 tấn giấy cũ sản xuất khoảng 416 lít ethanol.
8.64J34W4^: 1 tấn rác sản xuất khoảng 227 lít ethanol.
U64Y1.4)S3>6AN1>1@2s.: phân chuồng (tạo methane-sinh học rồi chế
methanol).
D)34, '1=:.C@HI3>21344F.
)'1=:[
t .e64=>1Y:641=)2fW4Q64)]./JM341T3+19)4e@64N.4'u6'ad'@3>

.N3X196[
- Do NLSH có thể thay thế nhiên liệu hóa thạch sử dụng trong các phương tiện giao
thông và các thiết bị năng lượng, triển vọng của loại nhiên liệu này là sáng sủa, đây là
loại nhiên liệu bền vững thay cho các nguồn năng lượng hóa thạch đắt đỏ đang bị cạn
kiệt.
- Loại nhiên liệu này có thể xuất hiện trong một phạm vi nhất định, nhưng vẫn không
khắc phục được tình trạng “đói nhiên liệu” đang gia tăng hiện nay trên thế giới.
t .e64=>1Y1E)RU6.8./c3'0V1U3'G1X4_45)[
- Các cây trồng nông nghiệp và các nguyên liệu sinh khối khác được coi là các nguyên
liệu góp phần làm trung hòa cácbon bởi chu kỳ sống thực tế của nó, thực vật thu
cácbon điôxit thông qua quá trình quang hợp.Tuy nhiên, các nguyên liệu đầu vào sử
dụng trong quá trình sản xuất NLSH được coi là nguyên liệu tái tạo và có khả năng
làm giảm phát thải khí nhà kính (GHG).
- Tuy nhiên, cho dù các nhiên liệu đầu vào tự chúng có khả năng trung hòa cácbon, thì
quá trình chuyển đổi các vật liệu thô thành NLSH có thể gây phát thải cácbon vào khí
quyển. Vì vậy, NLSH phải góp phần vào giảm phát thải các bon, chúng phải được
chứng minh giảm thải thực sự GHG trong tất cả chu trình sản xuất và sử dụng NLSH.
t .e64=6I3>.,m3>@331343I3>+,-3>E)^.>1@[
- Sự phụ thuộc vào dầu nhập khẩu có thể không những làm suy kiệt dự trữ ngoại tệ
của quốc gia, mà còn tạo ra sự mất ổn định về an ninh năng lượng của quốc gia đó. Từ
khi NLSH được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu bản địa của nhiều nước châu Á,
loại nhiên liệu này có vai trò là nhiên liệu thay thế cho các nhiên liệu hóa thạch có thể
giảm sự phụ thuộc nhập khẩu dầu và tăng cường an ninh năng lượng quốc gia.
- Tuy nhiên, điều quan tâm là một số nước đang bị lôi cuốn bởi nhiều hứa hẹn về an
ninh năng lượng hơn và họ tiếp tục bỏ chi phí để đảm bảo an ninh của các nhu cầu
khác nữa như an ninh lương thực, an ninh về nguồn cung cấp nước và không quan tâm
tới việc bảo vệ các nguồn tài nguyên thiên nhiên như rừng tự nhiên và sự đa dạng sinh
học của chúng.
t .e64=4\3464J342f64@:>1@.C@.8.H_3>419W34a/J/v@w n2x[
- Khác với nhiên liệu dầu và khí, thậm chí là than cần phải xây dựng cơ sở hạ tầng lớn

để khai thác và xử lý, với sự tham gia của các tập đoàn lớn và các công ty đa quốc gia,
việc sản xuất NLSH sẽ không đòi hỏi đầu tư và xây dựng các nhà máy xử lý tổng hợp
lớn. Vì vậy, đầu tư và quy trình sản xuất NLSH có thể nằm trong phạm vi SMEs có
thể chấp nhận được. Dựa vào nguyên liệu đầu vào và khả năng đầu ra, công suất của
các nhà máy sản xuất NLSH có thể thiết kế phù hợp với yêu cầu đặc thù. Các hoạt
động sản xuất NLSH dựa vào các nguyên liệu nông nghiệp hoặc các hệ thống modul
có thể được thực hiện để sản xuất NLSH phục vụ cho tiêu thụ cục bộ của các thiết bị
có động cơ tại các trang trại. Đầu tư cho NLSH có thể mở ra các cơ hội tham gia của
các công ty trong nước.
*  .e64='e3>>eW/JMW4866A1=3X1346UZHy4]1.C@.8..]3>'S3>'K@
W4,*3>/J.8.3>J34X1346U'@3>W4866A1=3[
- Vai trò của ngành nông nghiệp trang trại trong dây chuyền sản xuất NLSH sẽ mở ra
cơ hội cho các cộng đồng địa phương kết hợp hoạt động và thu được các lợi ích nhất
định để có thể tạo ra phát triển kinh tế-xã hội. Việc trồng rừng, kích thích và thu hoạch
nhiên liệu đầu vào như cây mía, ngô, sắn và dầu cọ đòi hỏi phải tăng lực lượng lao
động và các công việc thủ công. Việc mở rộng sản xuất nông nghiệp do tăng nhu cầu
các nguyên liệu thô cho sản xuất NLSH có thể tạo ra việc làm mới và thu nhập nhiều
hơn cho nông dân. Tạo cơ hội việc làm trong sản xuất NLSH là rất lớn. Ví dụ sản xuất
NLSH từ cây Jatropha Curcas (cây dầu mè) làm nhiên liệu đầu vào được trồng như
loại cây trồng chyên dụng để sản xuất diezel sinh học, một diện tích cây mè 10000 ha
có thể thu được 30 triệu lít dầu diezel sinh học/năm có thể tạo ra 4000 việc làm trực
tiếp.
- Xét về góc độ tạo việc làm trực tiếp của các thành viên trong hộ gia đình, cho thấy
tác động của ngành công nghiệp này đối với cộng đồng địa phương là rất to lớn.
- Việc tạo ra việc làm mới và các doanh nghiệp có thể tạo ra các hoạt động khác đem
lại các lợi ích kinh tế-xã hội khác nữa cho cộng đồng. Nhiều hoạt động kinh tế xuất
hiện sẽ tạo ra lợi nhuận cho các chủ doanh nghiệp tại địa phương. Cơ sở hạ tầng hoàn
chỉnh có thể tạo ra đường xá mới hoặc được nâng cấp, tạo điều kiện thuận lợi cho việc
vận chuyển các nhiên liệu đầu vào phục vụ cho sản xuất. Kỹ năng làm việc của nhiều
công nhân làm việc trong các dự án được nâng cao, tăng năng lực của các thành viên

trong cộng đồng. Hơn nữa, lợi ích kinh tế mà các cộng đồng được hưởng có thể lan
tỏa và tạo ra các lợi ích xã hội khác nữa, như các dịch vụ chăm sóc sức khỏe, giáo
dục, phúc lợi xã hội và các dịch vụ công cộng….
- Bằng việc quản lý phù hợp, an toàn và linh hoạt trong các điều kiện văn hóa, nhân
khẩu học và nhân chủng học tại địa phương, sản xuất NLSH có khả năng tạo ra phát
triển kinh tế-xã hội tốt hơn đối với cộng đồng và đặc biệt là đóng góp vào công cuộc
giảm đói nghèo.
4, '1=:[
- Mặc dù xăng sinh học thải ít khí nhà kính hơn xăng cổ sinh, tường trình của Viện
Nghiên Cứu EMPA Thuỵ Sĩ cũng cho biết là có 12 loại xăng sinh học có ảnh hưởng
xấu trầm trọng vào môi sinh thế giới hơn xăng cổ sinh, trong số đó là ethanol biến chế
từ bắp của Hoa Kỳ, từ mía của Brazil, diesel sinh học từ đậu nành của Brazil và từ dừa
dầu của Mã Lai và Indonesia.
- Nhà khoa học được giải thưởng Nobel là Paul Crutzen cho biết lượng khí N2O thải
từ đốt xăng sinh học chế từ dầu cải, dừa dầu và bắp góp phần vào gia tăng nhiệt toàn
cầu còn mãnh liệt hơn đốt nhiên liệu cổ sinh, bởi vì xăng sinh học thật sự thải vào
không khí nhiều khí nhà kiếng hơn xăng cổ sinh. Nếu chỉ tính từ việc đốt xăng thì
xăng sinh học quả thật cho ít khí nhà kiếng, nhưng nếu tính từ lúc sửa soạn đất đai,
canh tác, phân bón, thuốc sát trùng, tưới nước, thâu hoạch, chế biến, v.v. để thành
xăng sinh học, tất cả các khâu này đều cần rất nhiều năng lượng lấy từ nhiên liệu cổ
sinh, thì sử dụng xăng sinh học, vừa đắt tiền hơn, vừa sa thải nhiều khí nhà kính hơn
xăng cổ sinh, chưa kể tai hại thảm khốc vào môi sinh khi phá thêm rừng Amazon của
Nam Mỷ (để trồng thêm mía và đậu nành), rừng nhiệt đới ở Đông Nam Á (để trồng
dừa dầu) và Phi châu (bắp, sorgho), khai khẩn đất than bùn ở Âu Châu (củ cải đường).
Chẳng hạn, để sản xuất ethanol từ bắp ở Hoa Kỳ, người ta tính rằng cần tới 35 % năng
lượng nhiều hơn (kể từ khi gieo đến khi thành ethanol) số năng lượng mà ethanol cho
ra khi đốt. Trung bình, để sản xuất được 1 lít ethanol 95% từ bắp thì cần 1.1 lít xăng
cổ sinh để canh tác và biến chế. Tuy nhiên, số năng lượng để sản xuất ethanol từ bắp
này, thay vì lấy từ nhiên liệu cổ sinh, nay có thể lấy từ nguồn năng lượng tái tạo khác
như mặt trời, gió, hay sinh khối, v.v. Ngoài ra, hiệu quả năng lượng chạy động cơ của

diesel sinh học biến chế từ hạt hướng dương chỉ bằng 46% tổng năng lượng để tạo ra
(kể từ lúc gieo trồng). Năng lượng chế tạo ra diesel sinh học từ đậu nành (kể từ gieo
trồng) cao gấp 3.2 lần năng lượng cần để khai thác xăng cổ sinh. Đại học Princeton
(Hoa Kỳ) cũng cho biết thay vì tiết kiệm 20% khí CO2 thải vào khí quyển, canh tác
bắp và phương pháp biến chế xăng-ethanol hiện nay thật sự làm gia tăng gấp đôi khí
nhà kính (Science, 2008, Vol. 319, No. 5867, trang 1238-1240).

- Xăng sinh học cạnh tranh với nông phẩm của người và gia súc, làm giá nông phẩm
gia tăng trên thị trường thế giới hiện nay (khoảng 50% so với 3 năm trước đây), làm
ảnh hưởng đến chăn nuôi gia súc và tôm cá, làm cạn kiệt kho thực phẩm an toàn của
thế giới. Để có lợi nhuận nhiều, nông dân ở Hoa Kỳ và Âu châu chuyển hướng giảm
diện tích lúa mạch (barley, làm rượu bia, không lợi để làm ethanol), đồng cỏ để trồng
bắp, lúa mì, củ cải đường. Ngoài ra, vì để sản xuất xăng sinh học các quốc gia giàu đã
giảm viện trợ nông phẩm thặng dư cho các nước nghèo đói. Chẳng hạn, trung bình
hàng năm Anh quốc sản xuất thặng dư 3.5 triệu tấn lúa mì, số lượng này đủ tạo xăng-
ethanol cung ứng 3.5% xăng tiêu thụ ở Anh quốc. Thay vì số lúa mì này bán cho
chính phủ trong chương trình viện trợ dân nghèo ở Phi Châu như trước kia, nông dân
bán cho các công ty sản xuất xăng-ethanol. Chương trình viện trợ nông phẩm thặng dư
của Hoa Kỳ PL 480 (Thực phẩm cho Hoà bình, Food for Peace) cho các quốc gia
nghèo cũng bị ảnh hưởng tương tự.

- Gia tăng phá rừng. Hiện nay, khoảng 12 triệu ha – tức khoảng 1% diện tích canh tác
toàn thế giới – được dùng sản xuất xăng-sinh học: mía và bắp để biến chế ethanol; dầu
hạt cải (oil seed rape) và dừa dầu (oil palm) để biến chế diesel-sinh học. Năng lượng
dùng canh tác phải tính từ lúc cày xới, máy gieo hạt, phân bón, thuốc sát trùng, tưới
nước, máy thâu hoạch, phơi sấy khô, lên men, chưng cất v.v. Tổng số năng lượng này
cao hơn năng lượng sinh ra từ xăng-sinh học. Ngoài ra, khi phá rừng, cày xới đất, chất
hữu cơ trong đất bị thiêu huỷ và lượng CO2 thải vào khí quyển rất lớn.
- Nghiên cứu của Đại Học Minnesota (Hoa Kỳ) cho biết phá rừng nhiệt đới (như
Brazil, Malaysia, Indonesia hiện nay), biến cải đất than bùn và đồng cỏ (như Hoa Kỳ

và Âu Châu hiện nay) để canh tác cho mục tiêu xăng sinh học sẽ là một tai hoạ cho
thế giới, vì sẽ sa thải CO2 vào khí quyển từ 17 đến 420 lần nhiều hơn số lượng của số
xăng cổ sinh tương đương sa thải. Các nghiên cứu gần đây cho biết cứ mỗi ha rừng
nhiệt đới bị phá huỷ để trồng dừa dầu hay bắp hay đậu nành, khoảng 700 tấn CO2
phóng thích vào không khí, và lượng CO2 tiết kiệm được từ sử dụng xăng sinh học
chỉ là một phần nhỏ, phải mất 300 đến 400 năm mới huề vốn CO2 này (Science, 2008,
Vol. 319, No 5867, trang 1235-1238).

- Thế giới sẽ không còn đất để sản xuất nông phẩm, bởi vì, giả sử rằng Hoa Kỳ muốn
tự túc bằng sử dụng hoàn toàn xăng-sinh học, thì cần phải sử dụng 75% diện tích canh
tác của toàn thế giới để canh tác mới đủ xăng sinh học cho Hoa Kỳ.

- Vì vậy, sản xuất xăng sinh học từ sản phẩm lương thực của con người và gia súc,
chuyển hướng lấy đất màu mỡ vốn trồng cây lương thực, việc phá rừng, phá đồng cỏ,
cải tạo đất than bùn để canh tác sản xuất nguyên liệu biến chế xăng-sinh học, dùng
nhiên liệu cổ sinh để canh tác và biến chế xăng sinh học sẽ là tai hoạ cho nhân loại
chứ không phải là vị cứu tinh để thoát khỏi ám ảnh hâm nóng toàn cầu.
- Xăng sinh học thật sự là vị cứu tinh nếu được biến chế từ các phế thải rác rến thành
phố, dư thừa thực vật (rơm, rạ, ), phó sản của nhà máy (mạt cưa, trấu, bã mía, ), từ
thực vật hoang dại, hay thực vật được canh tác trên vùng đất biên tế không thích ứng
cho cây lương thực. Năng lượng để sản xuất và biến chế xăng sinh học cũng phải
“xanh”.
8.W4,*3>W48W.4UV1U3HI3>21344F.
- Trên nguyên tắc, bất cứ chất vật liệu sinh học nào chứa nhiều Carbon, hoặc dưới
dạng đường, tinh bột, cellulose đều có thể chế biến thành ethanol, hoặc chứa nhiều
acid béo thì chế biến diesel-sinh học được. Thông thường nhất là từ thực vật có khả
năng lục hoá – biến CO
2
của khí quyển thành chất đường, tinh bột, cellulose, rồi
protides, lipids, v.v. Trung bình cứ mỗi phân tử CO

2
cây hấp thụ và biến chế qua lục
hoá thành sinh khối chứa 114 kilocalories. Khó khăn kỹ thuật hiện tại là làm sao biến
toàn thể năng lượng C chứa trong sinh khối thành xăng-sinh học. Với kỹ thuật hiện
nay (cổ điển), có 2 phương thức hữu hiệu:
 Cho lên men (nhờ men và enzymes trong điều kiện yếm khí) chất ',m3> (từ
mía, củ cải đường, v.v.), 6134V]6 [từ hạt ngũ cốc (bắp, lúa, lúa mì, v.v.) và củ
(khoai tây, khoai mì, v.v.)], hay .o++)+M2o để tạo ra rượu Ethanol (C
2
H
5
OH),
Propanol [CH
3
CH
2
CH
2
OH; (CH
3
)
2
CHOH] và Butanol (C
4
H
10
O).
 Trích P() từ thực vật giàu chất dầu, hay mở từ động vật (ép với áp suất cao và
nhiệt, hay bằng dung môi, hay phối hợp cả hai).
- Về phương diện kỹ thuật (và kinh tế), chia làm 3 loại nguyên liệu:

 O3>3>49HI3>21344F.64U497[ chế biến từ ',m3> (mía, củ cải đường,
sorgho-đường) và 6134V]6 của nông phẩm (từ 4N6 của bắp, lúa mì, lúa, v.v.,
hay từ .C như khoai tây, khoai mì, v.v.) để tạo ethanol; hay từ P() (của 4N6
dừa dầu, đậu nành, đậu phộng, v.v.) để biến chế diesel-sinh học. Kỹ thuật đơn
giản và kinh tế nhất.
 O3>3>49HI3>21344F.64U49;[từ cellulose, chất xơ của dư thừa thực vật
(rơm, rạ, thân bắp, gỗ, mạt cưa, bã mía, v.v.), hay thực vật hoang (non-crop)
(như cỏ voi, vetiver, lục bình). Chẳng hạn, một ha mía cho khoảng 25 tấn bã
mía (bagasse, xác mía sau khi ép), và mỗi tấn bã mía sản xuất 285 lít ethanol.
Kỹ thuật hiện nay chưa hoàn hảo, hiệu năng còn kém, con men chưa hữu hiệu
và giá đắt, chỉ một phần cellulose và lignin biến thành ethanol, nên giá thành
sản xuất còn cao.
 O3>3>49HI3>21344F.64U49?[từ tảo (algae), kỹ thuật đang phát triển.
7l1U3.4U6v',m3>
- Kỹ thuật dễ dàng, hiệu năng cao, và ít tổn phí nhất là cho lên men (yếm khí) từ
đường, hay nước mật (molasse), hay trực tiếp từ nước mía ép, hay nước củ cải đường
ép, như theo lối thủ công hay công nghiệp xưa nay. Ngày nay đã tuyển chọn được
nhiều dòng men hữu hiệu, biến đường thành nhiều rượu hơn. Mặc dù tổn phí biến chế
thấp, nhưng đường và cả phụ phẩm nước mật là thức ăn của người và gia súc, có giá
cao, nên ethanol biến chế từ đường có giá thành cao hơn ethanol sản xuất từ tinh bột.
Theo lý thuyết, cứ 1 tấn đường sucrose sản xuất được 678 lít ethanol, tuy nhiên hiệu
năng cao nhất hiện nay là 587 lít. 1 tấn đường đen cho 562 lít ethanol, 1 tấn đường cát
cho 587 lít. Thân mía chứa khoảng 10-15% đường sucrose, thân cây sorgho-đường
khoảng 15-23% sucrose, còn củ cải đường khoảng 16-18% sucrose. Trung bình, tại
các nhà máy đường ở Hoa Kỳ, cứ sản xuất 100 kg đường thì cho ra 25 lít nước mật
(molasse), nước mật có độ đường 49.2%.
- Tại Hoa Kỳ, trung bình cứ 1 tấn mía (thân) sản xuất được 81 lít ethanol, 1 tấn nước
mật (molasse) cho 289 lít ethanol. Năng suất mía trung bình toàn quốc ở Hoa Kỳ là 65
tấn/ha, cho khoảng 3.90 tấn đường. Riêng tại Hawaii năng suất tới 170 tấn thân
mía/ha (vì mùa trồng dài hơn). Với các giống mía “cải biến di truyền” (GM,

genetically modified) tại Brazil, năng suất tới 240 tấn mía/ha, với độ đường 14.6%.
năng suất mía tại Việt Nam khoảng 35 đến 50 tấn mía/ha. Trung bình 1 ha mía tại
Brazil sản xuất được 5,600 lít ethanol, 1 ha củ cải đường tại Pháp sản xuất 6,700 lít
ethanol, và 1 ha bắp ở Hoa Kỳ sản xuất 3,000 lít ethanol. năng suất mía và đường ở
Brazil tăng gấp đôi trong thời gian 30 năm 1975-2005, nhờ trồng giống cải thiện, nhất
là các giống mía “cải biến di truyền” ngày nay.
- VD: Sản xuất ethanol từ rỉ đường bao gồm các công đoạn sau:
• Chuẩn bị dịch đường lên men
• Gây men giống
• Lên men
• Chưng cất và tinh chế
+ Rỉ đường nguyên với hàm lượng chất khô hòa tan 55÷80% khối lượng (tương
đương 80 ÷ 900 Bx). Khi nồng Bx quá cao thì độ nhớt lớn, xử lý không tốt, quá trình
lên men kém hiệu quả do đó cần tiến hành pha loãng. Tuy nhiên nếu pha loãng quá
nhiều, nồng độ Bx thấp sẽ tốn nhiều năng lượng. Do đó trước tiên rỉ đường sẽ được
pha loãng đến độ Brix thích hợp (khoảng 45-500Bx) và điều chỉnh pH. Sau đó tiến
hành lên men, chuyển hóa đường thành cồn. Dịch đi ra khỏi thùng lên men gọi là dấm
chín có nồng độ cồn thấp được chuyển qua khu chưng cất bao gồm chưng cất thô và
chưng cất tinh để nâng độ cồn lên và thu cồn thành phẩm. Nếu sản xuất cồn nhiên liệu
thì phải có thêm công đoạn tách nước làm khan cồn.

;l1U3.4U6v6134V]6
- Để biến chế ethanol từ tinh bột, tinh bột trước hết phải được điều chế thành đường,
rồi từ đó mới lên men rượu. Hạt bắp chứa khoảng 70-72% tinh bột, hạt sorgho khoảng
68-70%, gạo 70-80%. Muốn vậy, hạt ngũ cốc được xay nghiền thành bột, pha với
nước, nấu ở 70°C (để biến thành đường) rồi nấu chín ở 100-110°C (vừa diệt trùng vừa
thêm đường), để nguội rồi trộn men, cho lên men 48 giờ ở nhiệt độ 36°C. Men dùng
thường là vi nấm Saccharomyces cerevisiae, Aspergillus oryzae, Mucor, Rhizopus, vi
khuẩn Zymomonas mobilis. Sau đó, dùng máy ly tâm tách rời chất hèm để làm thức ăn
gia súc. Phần chất lỏng, có độ cồn (rượu) 5-15%, được chưng cất ở lò chưng nhiều

tầng để tăng độ cồn. Để đạt độ cồn 99.9%, trước đây dùng benzene và cyclohexane
(đắt tiền, không tái sử dụng được, và độc gây bệnh) để loại nước. Kỹ thuật ngày nay
dùng “chất sàng phân tử” (molecular sieve như silica gel, zeolite, hút thấm nước
nhưng không hút rượu, vì rượu có phân tử lớn hơn) thay thế, rẻ tiền và hiệu quả hơn.
Việt nam có mỏ Zeolite (một loại sét) ở vùng Lâm Đồng.
- Một kỹ thuật mới được áp dụng hiệu quả hơn, không cần phải nấu tinh bột (tiết kiệm
năng lượng) là sử dụng một loại men (yeast) mới, giúp lên men biến tinh bột thành
đường ở nhiệt độ 32°C.
- Trung bình, cứ 1 tấn bắp sản xuất được 409 lít ethanol.
\34?[]62^/12134/56W4j3>1Y16134V]6
?l1U3.4U6v.4c6H*
- Nói chung đó là cellulose, hemicellulose, lignin trong thân lá, rơm rạ, trấu, gỗ, v.v.
Cellulose là đường polysaccharide, có công thức (C
6
H
10
O
5
)
n
, mà số n biến thiên từ
7,000 đến trên 15,000 phân tử glucose. Hemicellulose cũng là đường polysaccharides
chứa khoảng 200 đơn vị đường, là thành phần của màng tế bào thực vật. Cây thực vật
chứa khoảng 33% cellulose, gỗ khoảng 50%, riêng sợi bông vải (cotton) 90%. Động
vật ăn cỏ, mối (termite) tiêu hoá được cellulose nhờ vi sinh vật sống cọng sinh trong
bao tử (như Cellulomonas), một số vi khuẩn có khả năng biến cellulose ra đường, nhờ
chúng sản xuất enzyme cellulase biến cellulose ra đường.
- Vì vậy, để biến cellulose thành rượu, bắt chước theo bộ tiêu hoá của động vật ăn cỏ
và mối, trước hết phải biến hoá cellulose ra đường đơn giản như hexose, pentose, bằng
thuỷ phân (hydrolysis) nhờ một số acid (như trong dịch vị) và enzyme cellulase.

Hemicellulose tương đối dễ dàng biến thành đường chứa 5C như Xylose (C
5
H
10
O
5
),
nhưng xylose không biến chế thành ethanol được. Cũng vậy, với kỹ thuật hiện tại,
chưa có cách biến lignin ra ethanol. Vì vậy trước tiên phải loại lignin và
hemicellulose, chỉ còn lại thành phần cellulose. Loại lignin bằng sulfuric acid đậm
đặc, hay bằng đun sôi trong nước với sodium carbonate, hay butanol. Cellulose sau đó
cho lên men với cellulase ở nhiệt độ khoảng 71°C trong vài ngày để biến thành
đường.
- Hiện tại, sản xuất enzyme cellulase để biến cellulose thành đường khá phức tạp, tốn
kém, chiếm khoảng 40% chi phí sản xuất rượu vì gồm 3 loại cellulases:
 Endo-p-glucanase, 1,4-ß-D-glucan glucanohydrolase, CMCase, phá huỷ các
cầu của chuỗi cellulose để biến thành đường glucose và oligo-saccharide.
 Exo-P-glucanase, 1,4-ß - D-glucan cellobiohydrolase, Avicelase, C1: biến
thành đường cellobiose (C12).
 ß-glucosidase, cellobiase: thuỷ phân đường cellobiose thành glucose.
- Vi nấm Trichoderma sản xuất nhiều endo-ß-glucanase và exo-ß-glucanase, nhưng rất
ít ß-glucosidase, ngược lại Aspergillus sản xuất nhiều endo-ß-glucanase và ß-
glucosidase, nhưng ít exo-ß- glucanase. Vì vậy, muốn có nhiều hiệu quả phải tuyển
chọn nhiều dòng nấm. Kết quả cho biết dòng nấm Trichoderma reesei QM-9414 có
hiệu quả tốt nhất trong việc biến cellulose thành đường. Trong số dòng này, tuyển
chon lại thành dòng KY-746. Phương pháp sản xuất enzyme cellulase từ men
Trichoderma reesei dòng KY-746 hữu hiệu và tương đối rẻ tiền và được sử dụng hiện
nay. Ngày nay nhiều công ty sản xuất men rượu dùng kỹ thuật “cải biến di truyền” tạo
được nhiều dòng men sản xuất enzyme cellulase, xylanase và hemicellulase.
- Nguyên liệu chứa nhiều thành phần cellulose như bã mía (41% là cellulose), rơm lúa

(35%), gỗ (40-50%) được thái nhỏ trước khi khử với NaOH (nồng độ khoảng 1 – 1.2
N) ở nhiệt độ 45°C trong 24 giờ, tiếp theo là rửa trong nước ấm để loại chất lignin.
Dung dịch cellulose được cho lên men với Trichoderma reesei để biến cellulose thành
đường.
- Hiệu năng biến chế thành rượu ethanol từ chất xơ còn kém, chưa có hiệu quả kinh tế
nhiều ở kỹ thuật hiện nay, vì sản xuất cellulase còn rất mắc, thời gian lên men lâu nên
dễ bị nhiễm trùng làm hư cả bồn lên men.
- Để tăng hiệu quả lên men biến các thành phần cellulose, lignin trong nguyên liệu
thực vật thành xăng-sinh học, các nhà vi sinh học đã thành công cấy vào bộ máy di
truyền (genome) của vi khuẩn Escherichia coli thêm 2 gen của vi khuẩn Zymomonas
mobilis để giúp lên men chất đường và tinh bột thành ethanol, và một gen của vi
khuẩn Acinetobacter baylyi để biến chất dầu trong thực vật thành diesel-sinh học.
- Với kỹ thuật hiện tại, biến rơm rạ của lúa và ngũ cốc ra xăng sinh học chưa kinh tế.
Các nhà khoa học Đài Loan thành công trong phòng thí nghiệm biến chế ethanol từ
rơm lúa, cứ mỗi 10 kg rơm rạ lúa biến chế được 2 lít alcohol 99.5% để pha làm xăng
sinh học (Taipei Times, 19/2/2008), nhưng phải mất vài năm nữa mới có thể sản xuất
thương mại quy mô. Các nghiên cứu ở Trung quốc cho thấy xăng sinh học sản xuất từ
rơm rạ mắc hơn xăng cổ sinh khoảng 250 USD/tấn. Ngày 14/1/2008, hãng General
Motors của Hoa Kỳ tuyên bố hợp tác với đại công ty sản xuất ethanol Coskata để bắt
đầu sản xuất quy mô ethanol từ thân bắp vào cuối năm 2008, và kể từ 2011 sẽ sản xuất
50 – 100 triệu gallons/năm, với giá 1 USD/gallon.
- VD: QT biến rơm rạ của lúa và ngũ cốc ra xăng sinh học

\34D[]62^/12134/56W4j3>1Y1.4c6H*
Escherichia coli
Acinetobacter baumannii
Trichoderma.reesei
Dl1U3.4UP1o2o+Z21344F.
- Diesel-sinh học được chế chế biến từ dầu thực vật hay từ mỡ động vật bằng phương
pháp ester hoá. Dầu thực vật (hay mở) được trộn với sodium hydroxide (NaOH) và

methanol (hay ethanol), cùng chất xúc tác (catalyst), phản ứng hoá học xảy ra, cho
diesel-sinh học và glycerol. 1 phần glycerol được sinh ra khi tạo được 10 phần diesel-
sinh học. Trước đây, chất xúc tác lấy từ hoá chất của kỹ nghệ lọc dầu hoả, hay Acid
sulphuric (đắt tiền và không tái tạo được). Ngày nay, đã khám phá thêm nhiều chất
xúc tác mới hữu hiệu, rẻ tiền biến dầu thành nhiều diesel-sinh học hơn.

i10).4Uo64@3M+
- Điều chế rượu methanol từ khí methane (CH
4
) của khí đốt dầu hoả hay methane-sinh
học. Một cách tổng quát, tất cả nguyên liệu sinh khối (biomas) đều chứa các nguyên tố
chính Carbon (C), Hydrogen (H), Oxy (O), Nitrogen (N), Sulfur (S).
- Lên men yếm khí trong lò ủ, chất hữu cơ huỷ hoại thành khí methane (CH
4
):
 z
;

D
z
;
z
;
z
;
z
D
z
+ Khí methane sản xuất từ lò ủ yếm khí chiếm khoảng 65% và CO
2

khoảng 35% thể
tích. Sau đó, methane được tổng hợp thành ethanol, hay methanol.
- Trong sản xuất kỹ nghệ, khí methane phản ứng với hơi nước ở áp suất 10-20
atmospheres (1-2 MPa) và 850°C với Nickel làm chất xúc tác sẽ cho ra Hydrogen và
Carbon monoxide:

D
z
;
{z?
;
+ Với một chất xúc tác khác (gồm hợp chất đồng, oxyd kẽm và nhôm), ở áp suất 50-
100 atmospheres (5-10 MPa) và 250°C, tổng hợp Hydrogen và Carbon monoxide tạo
thành methanol:
z;
;
{
?

Với kỹ thuật này cũng sản xuất được khí Hydrogen rẻ tiền, cũng là một nhiên liệu
thể khí.
- Một phương pháp khác là công nghệ khí hoá (gasification), phân hủy nhiệt nhiên
liệu khối rắn để tạo ra nhiên liệu khí, dựa trên biến đổi plasma. Đun chất hữu cơ ở
nhiệt độ rất cao, trong điều kiện không có oxy, để phá huỷ các “cầu nối” (bond) của
phân tử hữu cơ thành “khí tổng hợp” (synthesis gas, syngas), rồi dùng các khí này
biến chế ethanol hay diesel-sinh học. Trong trường hợp rác gia cư, dùng nhiệt độ cao
(250°C) với áp suất thật cao (40 MPa hay 400 atmospheres) đủ để sản xuất khí tổng
hợp. Chẳng hạn, cứ mỗi 10 kg vỏ bánh xe hơi cũ tạo được 15.4 lít ethanol.
- Một khám phá mới của Đại học Arkansas (Hoa Kỳ) cho biết vi khuẩn kỵ khí
Clostridium ljungdahlii trong bao tử gà có thể biến khí chứa 1C như methane (CH

4
),
Carbon monoxide (CO) của lò ủ yếm khí thành methanol.
|#% 
- Trong thời kỳ Đệ nhị thế chiến, xe hơi ở Việt Nam chạy ethanol chế biến từ gạo.
Mặc dầu có nhiều mỏ dầu với trữ lượng rất khổng lồ (khoảng 600 triệu barrel ước tính
năm 2006, 1 barrel » 159 lít), nhưng Việt Nam phải nhập cảng xăng và diesel cho xe
cộ và kỹ nghệ còn phôi thai của mình. Chẳng hạn năm 2005, Việt Nam khai thác được
32,4 triệu tấn than và 18,5 triệu tấn dầu thô, nhưng đã phải nhập 11,45 triệu tấn xăng
và diesel.
- Trước trào lưu sử dụng xăng sinh họccủa thế giới, Việt nam cũng đã bị lôi cuốn theo
trào lưu này. Từ cả chục năm nay, báo chí trong nước cũng thường đề cập đến việc
phát triển xăng sinh họctrên thế giới, nhất là khi giá cả xăng dầu tăng vọt. Tháng
7/2006 tại Sài Gòn, và tháng 10/2007 tại Hà Nội, hàng trăm nhà khoa học và kinh
doanh ở Việt Nam hội thảo chung quanh vấn đề xăng-sinh học. Qua các cuộc hội thảo
này và báo chí trong nước vào thời điểm này thì chính phủ Việt Nam chưa chuẩn bị gì
cho chiến lược, ngoài một số cá nhân chuyên gia và nhà kinh doanh có tầm nhìn xa,
chạy trước thời cuộc. Chẳng hạn, về nguyên liệu thì bàn về sử dụng lúa gạo, mía
Clostridium
đường, để tạo ethanol; cây dầu lai (miền Bắc gọi là cây dầu mè – Jatropha curcas),
mở cá ba sa (khoảng 40,000 tấn/năm).
- Hội thảo cũng cho biết 3 lý do chính chưa phát triển ngành xăng sinh họclà:
 Số lượng nguyên liệu sản xuất xăng sinh họclà tinh bột ngũ cốc, mật rỉ đường và
mở cá ba sa còn hạn chế.
 Chưa có đầu tư thích đáng vì chưa có hổ trợ của chính phủ.
 Chính phủ chưa có chính sách. Chung qui, các nhà khoa học và nhà kinh doanh
đang mong chờ chính phủ ban hành chính sách và luật lệ rõ ràng. Các công ty mía
đường (như Lam Sơn ở Thanh Hoá), Sài Gòn Petro, Công ty Rượu Bình Tây, Công ty
Chí Hùng, v.v. cũng đã có dự án sản xuất ethanol làm nhiên liệu, khi chánh phủ phất
cờ cho phép. Tuy nhiên, hiện nay chưa có một nhà kinh doanh nào dám bỏ tiền vào

nghiên cứu và đầu tư khi chính phủ chưa có chính sách quy định, chưa có phối hợp ăn
khớp giữ các Bộ, thủ tục nhiêu khê: thủ tục đất đai canh tác thì quản lý bởi Bộ Nông
nghiệp; quy định tiêu chuẩn sản xuất pha chế xăng sinh họcthì quản lý bởi Bộ Khoa
học-Công nghệ; và sử dụng xăng dầu phải có ý kiếng của Bộ Giao thông-Vận tải, v.v.
Theo báo “Khoa Học Phổ Thông” ngày 14/12/2006, thì “Bộ Công nghiệp VN đang
xây dựng đề án “Phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn 2020”, theo
đó “Giai đoạn 2011-2015, sẽ phát triển mạnh sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học
thay thế nhiên liệu truyền thống, mở rộng quy mô sản xuất và mạng lưới phân phối
phục vụ cho giao thông và các ngành sản xuất công nghiệp khác. Đến năm 2020,
công nghệ sản xuất sinh học ở VN sẽ đạt trình độ tiên tiến trên thế giới, với sản lượng
đạt khoảng 5 tỷ lít xăng E10 và 500 triệu lít dầu biodiesel B10/năm”
Ngày 20/11/2007, Thủ tướng chính phủ đã ký phê duyệt “Đề án phát triển nhiên-liệu-
sinh-học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” trong đó đặt mục tiêu đến năm
2015, sản lượng ethanol và dầu thực vật đạt 250 nghìn tấn, đáp ứng 20% nhu cầu xăng
dầu của cả nước bằng xăng E5 (pha 5% cồn) và dầu B5 (Diesel pha 5% dầu sinh học),
và đến năm 2025, đạt 1.8 triệu tấn, đáp ứng 100% nhu cầu của cả nước bằng xăng dầu
pha nhiên liệu sinh học trên. Và khoảng thời gian từ nay đến 2010 là nghiên cứu và
ban hành luật lệ liên quan đến sản xuất và sử dụng xăng-sinh học.
Việt Nam với đất hẹp (diện tích canh tác khoảng 9.3 triệu ha), dân đông (85 triệu năm
2007, trung bình mỗi đầu người 0.11 ha), lại nghèo (GDP trung bình toàn dân là
US$726/đầu người năm 2006, của nông dân chỉ khoảng 1/2), vùng sản xuất nông
nghiệp chính là đồng bằng Cửu Long và Sông Hồng đã quá tải. Đất canh tác hiện nay
phải tiếp tục sản xuất nông phẩm thiết yếu cho đời sống người dân (chánh yếu là lúa,
hoa màu phụ, cây kỹ nghệ) để tự túc và xuất cảng.
- Vì vậy Việt Nam phải tìm nguồn nguyên liệu thực vật nào để sản xuất xăng sinh học
mà:
 không tranh giành đất đai với canh tác hoa màu, chăn nuôi gia súc, nuôi cá tôm
hiện tại,
 không được phá thêm rừng,
 thích hợp trên diện tích đất bỏ hoang cằn cổi, sa mạc hoá, tổng cộng khoảng 10

triệu ha, gồm đất đồi trọc ở Miền Bắc (4.77 triệu ha), Bắc Trung Việt (1.9 triệu
ha), phía Nam Trung Việt (1.63 triệu ha), và Tây nguyên (1.05 triệu ha),
 có hiệu quả kinh tế cao.
 tăng lợi tức, giúp xoá đói giảm nghèo cho nông dân.
}~
- Xăng sinh học là một dạng nhiên liệu có rất nhiều lợi điểm như: Thứ nhất, nó là một
dạng năng lượng đóng góp vào cơ cấu năng lượng của đất nước bên cạnh nhiều nguồn
khác nhau như xăng dầu khí. Thứ hai, do tính chất và đặc thù,xăng sinh học góp phần
giảm ô nhiễm môi trường và giảm tính bức xúc và căng thẳng của biến đổi khí hậu.
- Mặt khác, việc sản xuất nhiên liệu sinh học tại các quốc gia nông nghiệp cũng góp
phần cải thiện đời sống kinh tế nông thôn. Xét trên tình hình thực tế tại Việt Nam, bên
cạnh những lợi ích về môi trường, việc có một hay nhiều vùng trồng cây nguyên liệu
để sản xuất nhiên liệu sinh học còn góp phần tạo ra hàng triệu việc làm cho người
nông dân, góp phần phủ xanh đất trống, đồi núi trọc tại các khu vực miền núi, trung
du đang bị xói mòn.
|"
- Trần Đăng Hồng, xăng sinh học, 2008
- />- />- />propulsion/production/Cellulose_ethanol.html
- />s%26%237843%3Bn-xu%26%237845%3Bt-bio-ethanol-ph
%26%237847%3Bn-1&p=16224
- />quan-ve-nhien-lieu-sinh-hoc.html