PHÒNG THÍ NGHIỆM NĂNG LƯỢNG SINH HỌC

- i -
I HT CÔNG NGH TP. HCM
NG V CÔNG NGH SINH HC


BÁO CÁO THC TP TT NGHIP

PHÒNG THÍ NGHING
SINH HC



GVHD : TS. NGUY
NHÓM THC HIN: 08DSH1
Trn Th Thuý Loan 0851110133
Lê Hoàng Vân 0851110293
Nguyn Thanh Phú 0851110178
Phm Nguy 0851110212
Lê Thành Long 0851110135

Tp. HCM, tháng 3, năm 2012
- ii -
LI C
Qua 3 tun thc tp  phòng thí nghing sinh ht
vn hành ca Quy trình than hóa trấu để cấp nhiệt cho lò hơi c hi
c nhiu kinh nghim quý báu trong sut quá trình làm vi   ng tri
nghim thú v v ng và tác phong làm ving kin thc và kinh
nghi    c s rt có ích cho chúng em trong nhng công vic trong
 c nhng tri nghim thc t c rt
nhiu s  chân thành và tn tình t mi.
c ht, chúng em xin chân thành c

Thu kin thun lc thc tp tt
cho chúng em nhng kinh nghi ng dn chúng em trong
sut quá trình thc tp.
Chân thành cCh Trc Nht Uyên, Ch 
Nguyn Phúc Thiên, chú Nguy         n tình
ng dn chúng em trong sut quá trình thc tp, s chúng em gi
nhng mi vi chúng em nhng kinh nghim quý báu trong quá trình
làm vic và trong cuc sng.
Ci Nht làm vic  phòng thí nghing
sinh hc luôn si vi chúng em nhng kin thng dn
chúng em v tác phong làm vic, v ng.
C   ng và công ngh Sinh hc t i hc K Thut
Công ngh  và tu kic thc tp tng, nhit
ng dn chúng em hoàn thành tt báo cáo thc tp tt nghip.
Do thi gian thc tp có hn, kin thc ln kinh nghim bn thân còn nhiu hn
ch nên trong quá trình thc tp khó tránh khi nhng sai sót. Chúng em rt mong
nhc s n và ch bo t Thy và các anh ch cán b trong phòng
thí nghi khc phc nhng thiu sót và hoàn thin kin thc bn thân.
Chúng em xin chân thành c
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2012
- iii -
NHN XÉT CNG DN

- 1 -
MC LC
NG QUAN LÝ THUYT
1.1. Biomass
1.1.1. Khái nim biomass
1.1.2. Nhiên liu sinh hc
1.1.3. Tình hình s dng và phát trin nhiên liu sinh hc trên th gii
1.1.4. Bioethanol t 
1.1.5. Tin nhiên liu sinh hc  Vit Nam
1.2. Công ngh sn xut ethanol t 
1.2.1. Qui trình công ngh sn xut bioethanol t 
1.2.2. Thuyt minh qui trình
1.3. Quá trình khí hóa v tr cp nhi
1.3.1. Khái nim
1.3.2.  ca quá trình khí hóa v tru
1.3.3. ng hc ca quá trình
1.3.4. Thành phn khí tng hp

1.3.5. Thit b khí hóa
NG QUAN V NG THC NGHIM
2.1. Tng quan v d ng thc nghim
2.2. m xây dng
2.3.  t chc mt bng
2.4. Sn phm ca qui trình sn xut thc nghim
2.5. ng và x lý ph thi
: NGUYÊN LIU TRU
3.1. Tình hình sn xut lúa go  Vit Nam
3.2. Khái nim và thành phn hóa hc ca v tru
3.3. Nhit tr v tru
3.4. Nhit phân v tru
3.5. Các ng dng ph bin ca v tru
- 2 -
SN XUT THC NGHIM
4.1.  khi ca qui trình
4.2. Thuyt minh qui trình
4.2.1. Boimass boiler
t:
4.3. S c khc phc
4.4. S lý ph thi

N PHM TRA
5.1. Bioethanol:
5.2. Syngas
5.3. Phân tích nguyên liu
BÀI THU HOCH

- 3 -
NG QUAN LÝ THUYT
1.1. Biomass
1.1.1. Khái nim biomass:






1.1.2. Nhiên liu sinh hc




Biodiesel):




transest
Bioethanol):



              


Biogas):

4
, CO
2
, H
2
, H
2
S, NH
3


- 4 -


:






 

 


:







1.1.3. Tình hình s dng và phát trin nhiên liu sinh hc trên th gii


                 




- 5 -

        















 






nhiê      





- 6 -
              
aromat.







1.1.4. Bioethanol t 



    
   
 




   

1.1.5. Tin nhiên liu sinh hc  Vit Nam



           



- 7 -









               















1.2. Công ngh sn xut ethanol t 
1.2.1. Qui trình công ngh sn xut bioethanol t 
- 8 -

Hình 1.1 qui trình công nghệ sản xuất bioethanol từ rơm rạ
1.2.2. Thuyt minh qui trình
1.2.2.1. Tin x lý:
M
 Nh-nh hình ca cellulose
 c l xp trong cu trúc si biomass
 Phá v s bao bc ca lignin và hemicellulose vi cellulose
X lý dùng kim rt hiu qu vi cht thi nông nghip và cây than c vì nguyên liu này

cha ít lignin, qui trình này x dng NaOH.
1.2.2.2. Thy phân
Quá trình này s dng enzyme cellulose thng:
 Enzyme endo_cellulose tn công ngu nhiên vào mch cellulose nh
to liên ka CBD vi cellulose to thành oligosaccharide
 Enzyme exo-cellulose tn công vào cellulose và c oligomer t u
ng kh và không kh a CBD vi cellulose
thành ca cellobiose và glucose.
 -glucosidase teaans công cellobiose và oligosaccharide tan to
glucose.
1.2.2.3. Lên men
- 9 -
 c nm men s dng và to thành enthanol.
1.2.2.4. t
Sn ph  bn ch
  c ethanol tinh khit. Vic thông qua 2
t thô (55  t tinh ( 97% v/v).
1.3. Quá trình khí hóa v tr cp nhi
1.3.1. Khái nim


2
, CO
2

4


0






 


-

chlorua

 
1.3.2.  ca quá trình khí hóa v tru






- 10 -




 
0



  300

0
C, 


tinhs

 

2


C + O
2
= CO
2


H
2
+ ½ O
2
= H
2
O


 trong giai 
d

 

 
 

2

C + H
2
O = CO + H
2

- 11 -
C + ½ O
2
= CO

CO
2
+ C = 2CO
CO
2
+ H
2
= CO + H
2
O
C + H
2
= CH
4

1.3.3. ng hc ca quá trình (b)








RT
E
ewwA
dt
dw



)(

 
-1
)




w






trong than.

-E/RT


-E/RT
- 12 -

)( wwK
dt
dw




Suy ra
t
ww
w
K /)ln(








-E/RT


TR
E
AK
1000
1000
lnln 


1.3.4. Thành phn khí tng hp:
  
2
, CH
4
, CO
2


2
, CH
4

2


2


ng 1.2
Bng 1.2 




H
2

25  30
H
2
S
0,2  1
CO
30  60
COS
0  0,1
CO
2

5  15
N
2

0,5  4
H
2
O
2  30

Ar
0,2  1
CH
4

0  5
NH
3
+ HCN
0  0,3



0


2


2


4

- 13 -
Bng 1.3. 

0
 40%



CO
15  26,1
H
2

20,6  21,2
CO
2

6,6  10,3
H
2
O
8,8  24
CH
4

0

 

0


2


2


theo.
Bng 1.4. 

0



CO
18,6  8,6
H
2

21,5  8,7
CO
2

9,5  12,6
H
2
O
18  21,1
CH
4

0



2


4

 500
0
C.
1.3.5. Thit b khí hóa
- 14 -








1.3.5.1. 
Bng 1.5. Thit b khí hóa tng sôi
Phân loi
Hong
m
m
Thit b khí xuôi
dòng( updraft)
Dòng nguyên liu
u di
chuyn t phía trên
xung.
Dòng syngas di
chuyn t i
thit b ra ngoài, vì

th dòng nguyên
liu và dòng sn
phm khí di chuyn
cùng chiu.
 m ln nht
ca thit b này là
dòng khí sinh ra
cha ít hc ín, có
th dung cho các
thit b công
nghip.
Cu to phc tp.
To ra m ng
than và gas cha
nhiu bi.
Nhi ca gas ra
khi thit b cao,
d n hiu qu
khí hóa thp.
 m ca nguyên
liu phi th 
25%
Thit b khí hóa
c dòng (
downdraft)
Nhiên li c
   trên
xung, va di
chuyn dn xung,
va chuyn thành

   c
Cu tn.
T  ng than
ln và có hiu sut
khí hóa cao.
Có th  c
cho các nhiên liu
To ra m ng
ln hc ín và sn
phm nhit phân,
bi vì các khí nhit
phân này không
c.
- 15 -

  c
thi t i lên.
Khí syngas di
chuyn t i lên
ra khi thit b.
 m cao.
Có th áp dng cho
nhiu loi nguyên
liu khác nhau.
Khí syngas ch có
th   cung
cp nhit bng cách
t cháy trc tip.
Thit b khí hóa
giao dòng(

crossdraft).
Nhiên li c
   trên
xung.
Không khí thi t
bên ngoài thit b
vào.
Dòng khí syngas

Chiu cao thit b
thp.
Vic khí hóa linh

 t thit b
ln.

 gim áp sut khí
ln.
To ra nhiu x
trong quá trình khí
hóa.


1.3.5.2. 
Thit b khí hóa t khc phc v ca thit b khí hóa tng c
u vt phù hp vt ln. Các tính
a khí hóa tng sôi có th so sánh vi nhng but tng sôi.
m ca thit b khí hóa tng sôi so vi thit b khí hóa tng c nh:
Xây dng nh gi nhit cao và t phn ng cao ln s pha trn tp trung
trong tng.

Linh hot, d c tính nhiên li ng tro.
Nhi ca tro nm nóng chc cho phép do nhi phn ng thp.





- 16 -
NG QUAN V NG THC NGHIM
2.1. Tng quan v d ng thc nghim
Hin nay, công ngh sn xuc t ethanol vi nguyên liu s
rt ph biu quc gia cnh báo ru này s n an ninh
c th gi tìm ngun thay th, nhiu nghiên cn vic tn
dng ph phm trong nông nghi, v tr sn xut ethanol.
 c ta, d t hp bn vng nn nông nghii công nghip
ch bip tác Quc t Nht Bn) tài tr, có nhim v xây
dng và phát trin công ngh sn xut bioethanol t các ngun biomass là ph thi nông
nghi   , v tr         quy mô phòng thí
nghim. Sn phm s c ng dng vào m
thit b t công nghip.
D án JICA s c thc hi- 2014) trong khuôn kh
hp tác nghiên cu gii hc Bách Khoa Tp.HCM và Vin Khoa hc Công
nghip thui hc Tokyo, vi s tham gia ca các Viu
liên quan. D n xây dn nhm kt hp bn vng nn
nông nghii nn công nghip ch bin sinh khi, thit lp quy trình tinh
ch bc quy mô nh ti khu vc. T ng chu trình t
cung t cp các nhiên  vt liu sinh hc. Trong khuôn kh d m
v  hp th nghim quá trình ch bin sinh khng thc nghim
kt hp bn vng nn nông nghin công nghip ch bin sinh kh
c thit lp.

Bu trin khai xây dng t n cu
ng Sinh hc  ng thc nghim ca d 
hoc tiêu nghiên cu cng thc nghim là phn hi li mc
tiêu chung ca d án, trin khai nhng kt qu thí nghic  quy mô phòng thí
nghim, hic toàn b quy trình và h thng, ci tin và phát trin các trang thit b.
K hoch hong c: (b)
Gi ý nghiên c
- 17 -
a, Nâng cp phân tích
ng b hóa tt c các th nghim và phân tích trong các ho thay vì thu
thp d liu  th tránh d liu không n nh.
b, Gi ý cho nghiên c
u ki cho SSF, nghiên cu b sung các thành phng khác cho
lên men din ra thun li. Ví d u chng thay th cho nm men:
c m
c, Gi ý v nghiên c
u tra ging vi các ch  hong khác nhau.
Mc tiêu tng quát : Phát trin công ngh chuyi sinh khi thành ethanol sinh hc,
th m các nghiên liu thay th cho SSF.
Nghiên cu 1 : Thay th chng.
Nghien cm thc vt (nâng cao hiu bit v cân bng vt chng,
nâng cao s tin cy ca các kt qu thí nghim áp d m nhm phân tích
chính xác vt cht và cân bng )
Nguyên cu tt.
Bng 2.1. K hoch hong c

Suggested Schedule for Biomass Plant in 2012

- 18 -
2.2. m xây dng

ng thc nghim vi tên gi
là phòng thí nghi  ng sinh
h c xây dng trong khuôn viên
 i hc Bách Khoa Tp. HCM.
ng n
t c    ng Tô
Hing vào khong 100m
s thng nm bên phi.

Hình 2.2. Phòng thí nghing sinh hc.


Hình 1.3. B m xây dng thc nghim.



- 19 -
2.3.  t chc mt bng
Phòng thí nghi  ng
sinh hc gm có 2 lu. Lu 1 và lu 2
c s dng làm phòng thí nghim
và phân tích. Tng trng thc
nghim và phòng làm vic, ngh 
ca nhân viên.

Hình ng thc nghim.

    b trí thit b thí
nghim lu 1














 b trí thit b thí nghim lu 2.
- 20 -

2.4. Sn phm ca qui trình sn xut thc nghim
ng hin hành 2 h thng chính là biomass boiler và quy trình sn
xut bioethanol t . H thng biomass boiler s dng tru tin hành than hóa sinh
c s d t nóng, cung cp nhit cho nc
ly t n c s dc s
dng mt phn  n tit trùng nguyên liu trong thit b lên men.
Sn phm chính cng là ethanol, n ethanol cut
tinh là khong 96% khng. Sn phng s ng dng vào mc
t b t công nghi
2.5. ng
    c xem là yu t quan tr  u khi làm vic

trong bt k ng sn xut nào, nc các nguyên tc v ng s
c nhng tai nc cho bn thân và hn ch c nhng gây ra
cho thit b. Khi làm ving thc nghim cn nm vng các yêu cu an toàn:
- Không phn s min vào.
- Khi vn hành thit b phi nm rõ các thao tác vn hành và gii hn an toàn ca
thit b  tránh xy ra s c cho thit b i vc bit, vi nt
b làm vic  áp sut và nhi cao nên rt nguy him, vì vi vn hành nên có ít
nhm.
- S dng dng c và thit b  i th ca
dng c và thit b.
- n ci mc áo bo ht kính, khu trang chng b
o v tay không b nga khi b vào máy ct, chân mang giày
c mang dép phòng chng ri ro có th x nga d ng vi b
c bng dn an toàn s dng thit b cc khi tin hành làm vic.
- 21 -


Hình 1.7. Những cảnh báo nguy hiểm trên thiết bị cắt rơm.
- n ngâm kim, trung hòa acid:
phng thm, mc áo bo h,
mang tp d bng nha d  c
ng cao su bo v
    m king bo v m 
tránh hóa chmt, vào m
-      ng
nguyên liu vào thit b t mnh an toàn ca
thit b.
- Nhng thit b n hành  nhi c treo bin cnh báo.

2.6. X lý ph thi

- Than tru: là ph tht lò bng tru nhm cung cp nhit cho
t b t lò, than tr
ng khâu
tin x lý bng kim.
- 22 -
chng và mt s dch v  thu nhn
hoc thu mua v  
-  c lên men hoàn toàn s
ng cùng v tha thi trong quá trình ct, quá trình
n ng thu nhn dùng làm phân bón cho cây trng.
- Dung dch kim dùng th      c thi s
c trung hòa bng dung dc cho vào t t n khi pH cc
tht khong 6 - 7 s thng cng.

Hình 1.9. Nước thải sau khi trung hoà được thải bỏ qua hệ thống cống.
- Dung dc thi ki s c trung
hòa bng acid. Sau mt khong thi gian trung hòa nh c
thng acid, vì vy không ci
pH, thi trc ting cng.
- Ph pht: thi trc ting cng.