ứng dụng bã sắn để sx cồn sinh học & thức ăn chăn nuôi

ỨNG DỤNG BÃ SẮN ĐỂ SẢN XUẤT CỒN
SINH HỌC VÀ THỨC ĂN CHĂN NUÔI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Khoa Hóa kỹ thuật
SEMINAR
Sinh viên Trần Giang Vũ
Vi

Cán bộ hướng dẫn Lê Thị Minh Hạnh
Đề tài
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Khoa Hóa kỹ thuật

LỜI MỞ ĐẦU
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
SẢN XUẤT CỒN SINH HỌC
SẢN XUẤT THỨC ĂN GIA SÚC
KẾT LUẬN
1
2
3
4

LỜI MỞ ĐẦU
1
 Trong cuộc sống công nghiệp hiện nay, bên cạnh những
tất bật lo toan cho cuộc sống hằng ngày, con người cũng
ngày càng quan tâm hơn đến vấn đề ô nhiễm môi trường

đặc biệt là rác thải công nghiệp.
 Sự lũng đoạn của một số nước xuất khẩu dầu mỏ khiến
cho giá xăng dầu tăng vọt, dẫn đến giá cả các mặt hàng
theo đó cũng tăng chóng mặt
 Trong nhiều năm qua, nhu cầu nhập khẩu thức ăn chăn
nuôi liên tục tăng.
 Với những lý do trên tôi muốn tìm hiểu đề tài: “ Quá
trình sản xuất cồn sinh học và thức ăn gia súc từ bã
sắn”


TỔNG QUAN TÀI LIỆU
TÌM HIỂU VỀ CÂY SẮN
TÌM HIỂU VỀ BÃ SẮN
TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BÃ
SẮN
2

•
Cây sắn – khoai mì – (Manihot esculenta
Crantz), tiếng Anh là cassava hay còn gọi
là tapioca hoặc manioc, là một trong số
những loại cây có củ mọc ở hơn 80 quốc
gia có khí hậu nhiệt đới ẩm trên thế giới.
•
Cây sắn có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới
của châu Mỹ Latinh (Crantz,1976) và
được trồng cách đây khoảng 5.000 năm
(CIAT, 1993)
.

TÌM HIỂU VỀ CÂY SẮN
2

•
Cây sắn là một loài cây sinh trưởng lâu
năm, cây có chiều cao từ 1 – 3m, thân
có ba lõi đơn hoặc phân nhánh, các lá
có thùy sâu, dạng chân vịt. Củ sắn nở
to do các tế bào tinh bột lắng đọng tạo
thành.
•
Sắn có nhiều công dụng trong chế biến
công nghiệp, thức ăn gia súc và lương
thực thực phẩm.
.
TÌM HIỂU VỀ CÂY SẮN
2

•
Củ sắn có kích thước trung
bình, dài 25 – 38cm. Tùy theo
giống, điều kiện đất đai và
thời gian thu hoạch mà củ sắn
có thể có kích thước lớn hơn
hoặc nhỏ hơn trị số trung bình.
Cấu tạo củ sắn gồm 4 phần
chính: vỏ gỗ, vỏ thịt (còn gọi
là vỏ cùi), thịt sắn và lõi sắn.
TÌM HIỂU VỀ CÂY SẮN
2

•
Hiện nay ở Việt Nam có trên 60 nhà máy tinh bột sắn
với tổng công suất khoảng 38 triệu tấn củ tươi/năm.
Theo ước tính một nhà máy chế biến tinh bột sắn có
công suất 30 – 100 tấn/ngày sẽ sản xuất được 7,5 –
25 tấn tinh bột, kèm theo đó là 12 – 48 tấn bã bao
gồm hai loại:
- Loại thứ nhất là bã thải do quá trình rửa và bóc vỏ gỗ
chiếm tỉ trọng ít và thành phần chủ yếu là xenluloza,
hemixenluloza và cát, sạn.
- Loại này thường được chôn lấp hợp vệ sinh hoặc
dùng làm phân bón. Loại thứ hai là phần bã còn lại
sau khi tách tinh bột sắn được gọi là bã sắn.
TÌM HIỂU VỀ BÃ SẮN
Nguyên liệu
Chà và rửa
Băm và nghiền
Ly tâm tách tinh bột 1
Ly tâm tách tinh bột 2
Ly tâm tách tinh bột 3
Sữa tinh bột sắn
Phân li tách tinh bột
Sấy và làm nguội
Sàng, đóng bao
Cát sạn, vỏ gỗ
Băm và nghiền
Bã sắn
2

TÌM HIỂU VỀ BÃ SẮN
Thành phần hoá học Hàm lượng (%)
Protein 1,82 – 2,03
Chất béo 0,09 – 0,2
Tro 1,61 – 2,38
Chất xơ 10,61 – 14,35
Tinh bột 60,84 – 65,9
Cacbonhydrat 72,19 – 79,51
Độ ẩm 80,16 – 85,5
2

Bã sắn có độ ẩm trên 80% nên khi
phơi dễ bị nhiễm khuẩn, sinh mùi
khó chịu và ảnh hưởng đến môi
trường xung quanh. Tại một số
địa phương có nhà máy tinh bột
sắn, người dân sinh sống trong
khu vực lân cận, hằng ngày, lúc
ăn cũng như lúc ngủ, họ phải chịu
mùi hôi thối nồng nặc của bã sắn
ngâm ủ, phơi và vận chuyển vung
vải trên đường
VÌ SAO PHẢI XỬ LÝ BÃ SẮN
Phơi bã sắn
2

Như vậy, vấn đề ô nhiễm tại các
nhà máy tinh bột sắn hiện nay là
vấn đề cần được giải quyết một
cách khẩn trương. Bởi lẽ tình

trạng này càng kéo dài thì môi
trường ngày càng bị ô nhiễm trầm
trọng, sức khoẻ người dân bị giảm
sút và cuộc sống của họ bị xáo
trộn. Hơn nữa, xử lí bã sắn vừa
làm tăng giá trị cho bã sắn vừa tạo
sản phẩm phụ có ích trong các
nhà máy sản xuất tinh bột sắn.
VÌ SAO PHẢI XỬ LÝ BÃ SẮN
Bể chứa bã thải gây mùi rất
khó chịu
2


 Hiện nay, bã sắn tại các nhà máy sản xuất tinh bột sắn
được bán ra với giá rất rẻ khoảng 200 đồng/kg bã tươi và
800 – 1000 đồng/kg bã khô. Với giá thành như vậy thì
việc sử dụng bã sắn để sản xuất các sản phẩm khác là
hoàn toàn thuận lợi, vừa giải quyết được vấn đề môi
trường, vừa tăng thêm giá trị sử dụng và kinh tế cho bã
sắn.
 Ở Việt Nam bã sắn chủ yếu được sử dụng để sản xuất ra
các sản phẩm sau:
- Thức ăn cho động vật nhai lại
- Sản xuất thức ăn chăn nuôi có giá trị cao từ bã sắn
- Sản xuất cồn sinh học

TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BÃ SẮN Ở VIỆT NAM
2

 Tạo chất dính cho sản xuất diêm
 Dùng làm phân bón
 Dùng làm thức ăn gia súc
 Sản xuất etanol sinh học
Vấn đề nghiên cứu nhiên liệu sinh học thay thế cho xăng
cũng được nhiều nước trên thế giới quan tâm từ rất lâu.
Thái Lan là nước đã sản xuất thành công etanol sinh học
từ bã sắn, thành công này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng
đối với đất nước này vì Thái Lan phải nhập 2/3 nguồn
năng lượng từ nước ngoài.

TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BÃ SẮN TRÊN THẾ GIỚI
2

•
Tiến hành bằng cách thủy phân bã để tạo đường và
lên men tạo rượu. Phương pháp này có ý nghĩa rất lớn
trong tình hình nguồn than đá, xăng dầu đang có nguy
cơ cạn kiệt và không thể tái tạo. Các nhà nghiên cứu
đã nổ lực tìm kiếm nguồn thay thế, trong số đó, etanol
đang được cho là phù hợp hơn cả, nhiên liệu này có
thể làm giảm lượng khí phát thải của xăng và là phụ
gia để tăng trị số octan, loại trị số có khả năng gây
kích nổ.
SẢN XUẤT CỒN SINH HỌC
Làm nguội
Thu dịch
Chưng cất
Bã sắn Xử lý MT

Thanh trùng
Lên men
Bổ sung chất
dinh dưỡng
Men giống
Nhân giống
Thu cồn
•
Tiến hành bằng cách thủy phân bã để tạo
đường và lên men tạo rượu. Phương pháp này
có ý nghĩa rất lớn trong tình hình nguồn than
đá, xăng dầu đang có nguy cơ cạn kiệt và
không thể tái tạo. Các nhà nghiên cứu đã nổ
lực tìm kiếm nguồn thay thế, trong số đó,
etanol đang được cho là phù hợp hơn cả, nhiên
liệu này có thể làm giảm lượng khí phát thải
của xăng và là phụ gia để tăng trị số octan, loại
trị số có khả năng gây kích nổ.
3

Là polysaccarit chủ yếu của màng tế bào
thực vật. Xenluloza được cấu tạo từ
cácphân tử β – D – glucose, các phân tử
này liên kết với nhau bằng liên kết
β(1,4) – glucozit. Phân tử xenluloza có
dạng sợi, liên kết với nhau nhờ liên kết
hydro và tạo thành từng nhóm, gọi là
mixel.
Xenluloza bị phân huỷ ở nhiệt độ thường
hoặc ở nhiệt độ 40 – 50oC nhờ các

enzim phân huỷ xenluloza được gọi
chung là xenlulaza.

THỦY PHÂN BÃ SẮN
Cấu tạo phân tử xenluloza
3

THỦY PHÂN BÃ SẮN
Quá trình thủy phân xenluloza
3

 Tinh bột là nguồn cung cấp năng lượng chính cho con
người và động vật. Nó cũng là nguồn nguyên liệu có thể
tái tạo được sử dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp.
Tinh bột cấu tạo từ hai polymer khác nhau của đường
glucoza là amyloza và amylopectin.
 Hệ enzim tham gia vào quá trình thủy phân tinh bột bao
gồm các enzim chính sau đây:
 α – amylaza (α – 1,4 glucan – glucanhydrolaza)
 β – amylaza (α – 1,4 glucan – maltohidroaza)
 Glucoamylaza (α – 1,4 glucan – glucohidrolaza)
THỦY PHÂN BÃ SẮN
Cấu tạo phân tử amylopectin
Cấu tạo phân tử amyloza
3


THỦY PHÂN BÃ SẮN
Cơ chế thủy phân tinh bột
THỦY PHÂN BÃ SẮN

3


Ethanol là một trong số các
sản phẩm lên men phổ biến
nhất gặp ở vi sinh vật. Vi
sinh vật sản sinh ethanol chủ
yếu là nấm men, đặc biệt là
các chủng thuộc loài
Saccharomyces cerevisiae.
Giống như đa số nấm, nấm
men là những cơ thể hô hấp
hiếu khí, nhưng khi vắng mặt
không khí chúng sẽ lên men
hiđrat cacbon thành ethanol
và CO2
THỦY PHÂN BÃ SẮNQUÁ TRÌNH LÊN MEN
Saccharomyces cerevisiae
3


Đường và các chất dinh dưỡng khác của môi
trường lên men, trước tiên được hấp thụ trên bề
mặt và sau đó khuếch tán qua màng bán thấm và
vào bên trong tế bào nấm men, sự phân hủy
đường thành rượu trong tế bào nấm men xảy ra
bằng hàng loạt các phản ứng với sự tham gia rất
phức tạp của nhiều loại enzyme khác nhau, bước
cuối cùng của quá trình lên men là sự chuyển
hóa axit pyruvic thành rượu etylic và khí CO2.

THỦY PHÂN BÃ SẮNCƠ CHẾ LÊN MEN
3


THỦY PHÂN BÃ SẮNCHƯNG CẤT CỒN
Saccharomyces cerevisiae
3


THỦY PHÂN BÃ SẮNTHU NHẬN CỒN
Công thức cấu tạo Cồn
3


THỦY PHÂN BÃ SẮNSẢN XUẤT CỒN
Mới đây, nhóm nghiên cứu
thuộc Viện Sinh học Nhiệt đới
Tp.HCM đã nghiên cứu thành
công phương pháp sản xuất
cồn (Ethylic) từ nguồn nguyên
liệu là củ khoai mì và bã khoai
mì (sắn). Với công nghệ mới
này sẽ mở ra thêm một nguồn
nguyên liệu mới đáp ứng cho
ngành sản xuất cồn của Việt
Nam hiện nay.
Công nghệ sản xuất
cồn từ sắn và bã sắn
3

SẢN XUẤT THỨC ĂN CHĂN NUÔI
 Bộ Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn cho biết,
hiện nay, nguồn nguyên liệu thức ăn chăn nuôi trong
nước chỉ đáp ứng được khoảng 70% so với nhu cầu, còn
lại phải nhập khẩu để bổ sung. Trong nhiều năm qua,
nhu cầu nhập khẩu thức ăn chăn nuôi liên tục tăng.
Nếu như năm 2001, kim ngạch nhập khẩu thức ăn chỉ là
200 triệu USD thì đến năm 2006, kim ngạch nhập khẩu đã
tăng gấp 4 lần, đạt 800 triệu USD. Kết thúc quý III/07,
kim ngạch nhập khẩu thức ăn đã lên đến 902 triệu USD,
tăng 56% so với cùng kỳ năm trước.
4

•
Từ bã khoai mì mà ngay cả động vật cũng chê, các
chuyên gia thuộc Viện Sinh học Nhiệt đới đã tạo ra hai
loại thức ăn kích thích tăng trưởng cho mọi vật nuôi, kể
cả thuỷ sản.
•
kỹ sư Lê Thị Bích Phượng và các cộng sự đã sản xuất
thành công hai loại sản phẩm lên men từ bã khoai mì
sống: ProBio-S và Bio-E.
SẢN XUẤT THỨC ĂN CHĂN NUÔI
Bã sắn tươi
Kỹ sư Lê Thị Bích
Phượng đang cầm trên tay
gói chế phẩm ProBio-S.
4