SẢN XUẤT ETHANOL từ rơm rạ QUY TRÌNH TIỀN xử lý rơm rạ

TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA- VŨNG TÀU
KHOA HÓA HỌC và CNTP
TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA- VŨNG TÀU
KHOA HÓA HỌC và CNTP
ĐỀ TÀI:
SẢN XUẤT ETHANOL TỪ RƠM RẠ
“ QUY TRÌNH TIỀN XỬ LÝ RƠM RẠ”
GVHD : Th.s Nguyễn Quốc Hải
SV : Lâm Huỳnh Nhung
MSSV : 1152010155
BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
Đặt vấn đề
Xưởng thực nghiệm
Nằm trong khuôn viên trường ĐHBK với tên
gọi phòng thí nghiệm “năng lượng sinh học”
Dự án “kết hợp bền vững nền nông nghiệp địa
phương với công nghiệp chế biến sinh khối”
Quy trình sản xuất
Tiền xứ lý Lên men Chưng cất
Tiền xử lý bao gồm rất nhiều công đoạn khác nhau vậy vì sao rơm rạ lại phải
tiền xứ lý và liệu có thể bỏ qua công đoạn này hay không
?
Giai đoạn tiền xử lý
Cần phải thỏa mãn những tiêu chuẩn sau:

Tạo ra lượng đường có khả năng lên men cao nhất

Hạn chế sự phân hủy carbohydrate

Giảm sự hình thành những chất ức chế vi sinh vật


Linh hoạt và phải có hiệu quả kinh tế cao
Các giai đoạn tiền xử lí
Cắt
Nổ hơi bằng áp lực hơi
nước
Xử lý bằng NaOH
Lọc ép
Trung hòa HCl
Lọc ép
Sản phẩm
Quá trình cắt rơm rạ
Quá trình cắt xảy ra 2 lần:
•
Cắt thô: rơm rạ được cắt có
chiều dài từ 7-8cm
•
Cắt mịn: 2-3cm
Làm tăng bề mặt tiếp xúc và thuận
lợi cho quá trình nổ hơi
Quá trình nổ hơi bằng áp lực hơi nước
Quá trình nổ hơi nước là 1 quá trình cơ- hóa- nhiệt. Đó là phá vỡ cấu trúc các hợp phần với sự
giúp đỡ của nhiệt ở dạng hơi (nhiệt), lực cắt do sự giản nở của ẩm (cơ) và thủy phân các liên kết
glycosidic (hóa).
Mô tả cơ chế quá trình nổ hơi

Qui trình nổ hơi gồm 2 giai đoạn:
•
Làm ẩm nguyên liệu
•
Giảm áp đột ngột


Yếu tố ảnh hưởng: thời gian lưu và nhiệt độ
Cấu trúc sợi trước và sau khi nổ hơi, bó sợi cellulose được giải phóng ra khỏi lớp lignin bảo vệ sau khi nổ hơi
Ưu điểm
•
Tăng sự kết tinh của cellulose bằng
cách thúc đẩy sự kết tinh của vùng vô
định hình
•
Hemicellulose bị thủy phân trong quá
trình nổ hơi.
•
Sự nổ hơi thúc đẩy việc khử lignin
Nhược điểm
•
Tốn chi phí, năng lượng vận hành
•
Đòi hỏi thiết bị chịu được nhiệt độ, áp suất rất
cao
•
Có thể làm phân hủy cellulose
•
Mất đi đường từ hemicellulose
•
Làm sinh ra fufural và 5-hydroxymethyl fufural
gây ức chế quá trình lên men
Ưu và Nhược điểm

Xử lý bằng NaOH: rơm sau khi được cắt và nổ hơi sẽ được ngâm trong dung dịch
NaOH 0.1N trong vòng 24h. Mục đích quá trình này để NaOH thủy phân lignin bao

bọc cellulose, giúp cho việc tiếp cận cellulose của enzyme thuận lợi.

Lọc ép: nhằm loại bỏ dịch chứa lignin

Trung hòa: rơm sau khi lọc ép sẽ được chỉnh pH tới 5-6 bằng acid HCl

Lọc ép: loại bỏ dung dịch acid
Kết luận
Quá trình tiền xử lí nhằm:
─
Tăng vùng vô định hình của cellulose
─
Tăng kích thước lổ xốp trong cấu trúc sợi biomass
─
Phá vỡ sự bao bọc của lignin và hemicellulose đối với cellulose
Để chuyển hóa các carbohydrate trong lignocellulose thành ethanol, các polymer phải bị bẽ gãy thành
những phân tử đường nhỏ hơn trước khi các VSV có thể hoàn tất quá trình chuyển hóa. Tuy nhiên, bản
chất của cellulose lại rất bền vững trước sự tấn công của enzyme, nên bước tiền xử lí là bắt buộc để quá
trình đường hóa glucose diễn ra tốt.
Cảm ơn quý Thầy Cô đã lắng nghe!