SIMINAR SINH HỌC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHÂN TỐ ENZYME ĐẾN SỰ THỦY PHÂN CELLULOSE SAU KHI TIỀN XỬ LÝ CHẤT LỎNG ION

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

SEMINAR
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT HÓA CHẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHÂN TỐ ENZYME ĐẾN SỰ THỦY
PHÂN CELLULOSE SAU KHI TIỀN XỬ LÝ CHẤT LỎNG ION


GVHD: ThS. Trần Thị Tưởng An
SINH VIÊN THỰC HIỆN:
1.Võ Hoàng Trí 61302216
2.Nguyễn Mỹ Ngân 61302486
3.Đặng Quang Vinh 61302572
4.Trương Thành Tiến 61302662
5.Châu Thị Quỳnh Lưu 61302456
6.Nguyễn Thành Luân 61302106
7.Hoàng Nguyên Thịnh 61302185


NỘI DUNG
1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN.
2. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM.

3. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM.
4. KẾT LUẬN.

1. TỔNG QUAN VỀ CELLULOSE
Cellulose là 1 loại nhiên liệu sinh học tồn tại
rộng rãi trên thới giới.
Cellulose có nhiều trong bông ( 95 – 98 )%,
tre, nứa, mía, ngô….
Nguyên liệu Cellulose được xếp vào loại khá
quan trọng trong công nghiệp hóa chất. Ứng
dụng quan trọng nhất là sử dụng Cellulose làm
nhiên liệu Ethanol sinh học.



Công thức hóa học của Cellulose


Chất lỏng ion là gì?
 

Chất lỏng ion (Ils) là muối ở dạng lỏng ở điều
kiện thường ( dưới 100, nhiệt độ nóng chảy thấp,
khó bay hơi và tạo hợp chất mới, được tạo thành
từ các ion dương và ion âm.
Chất lỏng ion được tạo thành từ các cation gốc
hưu cơ ( chủ yếu là amoni, photphoni, sunfoni)
và các anion vô cơ ( thường là halogen, một số
trường hợp là anion sunfat hữu cơ)


Tính chất đặc trưng của chất lỏng ion.

Không tồn tại
áp suất hơi.
• Lực tương
tác các ion
mạnh,
không tách
ra khỏi pha
lỏng ở điều
kiện
thường.

Có độ dẫn ion
khá cao.
• Thể hiện tính
dẫn điện cao
ngay khi có
mặt đồng thời
mạch
hydrocacbon
dẫn điện yếu.

Hòa tan
nhiều dung
môi hữu cơ
phân cực.
• 1 số ái
nước, 1 số
kỵ nước.
• ILs khá bền
nhiệt.

Năm 2002. Rogers và cộng sự lần đầu tiên công
bố hiệu quả của chất lỏng ion [C4min]Cl trong
việc thủy phân cellulose.

Giảm
thời gian
lưu

Không cần
cung cấp
nhiều năng
lượng

Chất
lỏng
ion.

Ít hư hỏng
thiết bị


2. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
2.1 Nguyên liệu
N – methylimidazole ( 99%)
Nhựa trao đổi ion Amberlyst A – 26 (OH)
Enzyme cellulase ( hoạt độ 7.5 FPU/ mg)
 Vi

tinh thể Cellulose ( kích thước hạt trung bình là 50 )


2.2 Chuẩn bị chất lỏng ion.
Chất lỏng ion sử dụng là [BMIM]Cl và [AMIM]Cl.
Cacboxylic dựa trên chất lỏng ion hóa được chuẩn bị bằng
nhựa trao đổi ion (mẫu Amberlyst – 26 OH) theo những bước
sau:
+ Đầu tiên, nhựa trao đổi ion được thêm vào anion mong
muốn trên nhựa
+ 300 mL dung dịch HCOOH ( 10%) được xối qua cột
chứa 100 g nhựa.
+ Sau đó, cột được xối bởi dung dịch muối chloride hay
bromine ngậm nước của cation mong muốn được thay thế
nhanh các anion.


+ Sau khi phản ứng hoàn tất, dung dịch chứa acid formic
trên nền chất lỏng ion ngậm nước được cô đặc và sấy.
Những ion Chloride hay Bromine còn dư được xác định
bằng điện cực lọc ion đến khi các ion chứa trong chất
lỏng ion hóa acid formic thấp hơn 20 ppm.
 +

[BMIN]Cl và [AMIM]Cl được chế tạo bằng cách cho 5.0
g hòa tan trong 50 mL nước cất và thêm vào cột chưa ion
formic. Chất thể chiết được cô đặc và sấy dưới 90 , áp suất
chân không hơn 24h.

2.3 Chuẩn bị dung dịch đệm và DNS
Sodium citrate
Na3C6H5O7
( 8.56 g/L)

Acid citric
C6H8O7 ( 4.01
g/L)

Nước
cất.

Hệ đệm Citrate
(pH = 4.8, 0.05 mol/L )
13


Dung dịch DNS được pha theo công thức của
IUPAC.
1416 mL
nước cất
8.3 g sodium
metabisunfit

7.6 mL
phenol n/c
50

Dung
dịch

DNS
306 g
potassium
sodium tartrate

10.6 g 3,5dinitrosalicylic
acid

19.8 g
NaOH


2.4 Thủy phân Cellulose bằng enzyme
- Chuẩn bị dung dịch : cellulose, enzyme
cellulase, đệm citric

- Lây 1.0 g cellulose + 0.015 g enzyme cellulase + 150 mL hệ
đệm citric tạo thành 1 dung dịch huyền phù để tiến hành thủy
phân.


- Lấy 1 mL dung dịch huyền phù cho vào ống nghiệm,
thêm 3.0 mL dung dịch DNS. Đậy kín và đun khoảng 15
phút.

- Sau đó tiến hành làm lạnh ống nghiệm đến nhiệt độ
phòng.


Tỷ lệ enzyme thủy phân được xác định thông qua hàm

lượng đường khử bằng phương pháp DNS sử dụng đường
glucose tiêu chuẩn.

 Tỷ

lệ enzyme thủy phân (%) = x 0.9 x 100


3. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
3.1 Đặc tính của Cellulose tái sinh

Mật độ phổ FTIR của cellulose tái tạo từ [BMIM]Cl và
cellulose gốc
a. Cellulose gốc
b. cellulose tái tạo


 Quang

phổ XRD của cellulose tái sinh từ [BMIM]Cl tại 80 và
120 so với cellulose gốc


3.2 Ảnh hưởng của anti –solvent đến sự tái tạo cellulose

Tổng lượng đường khử sau khi enzyme thủy phân cellulose tái
sinh và cellulose gốc trong 8 giờ


3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ tiền xử lý

Nhiệt độ ảnh hưởng khá lớn đến quá trình thủy phân
Cellulose tạo thành glucose. Lý do là vì Ils thủy phân
cellulose nhiều hơn ở nhiệt đồ cao.
Thực tế, trong hệ thống [BMIM]Cl, nồng độ TRS đạt
được :
 + 8.49 mg/mL ở 120 trong 5h
 +

4.60 mg/mL ở 80 trong 5h

Chất lỏng ion nền Chloride chứa Acetad có khuynh hướng
sệt hơn và nhiệt độ ổn định hơn so với ILS nền Chloride
chưa Formate.
Chloride nền ILs có thể hòa tan cellulose một cách hiệu
quả bởi vì sự hình thành liên kết hydro giữ proton hydro
của cellulose với anion chloride của ILs dưới tác dụng của
các yếu tố tham gia


3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến enzyme
thủy phân Cellulose.


4. KẾT LUẬN
Cellulose được xử lý với Ils sẽ giúp cho
việc thủy phân dễ dàng hơn là không xử lý
hay xử lý bằng base, acid
Có thể kết luận rằng, cellulose được xử lý bằng
chất lỏng ion sẽ cho năng suất TRS và tốc độ
thủy phân cao hơn.

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tái sinh và
thủy phân sau khi tiền xử lý bằng Ils: ảnh hưởng
của các loại dụng môi, nhiệt độ tiền xử lý, nhiệt độ
tối ưu của enzyme…


THANK YOU
FOR
YOUR ATTENTION !


CÂU HỎI CỦNG CỐ KIẾN THỨC
Câu 1 : Liên kết trong phân tử cellulose là liên kết?
 

A.
 

B.
 

C.
 

D.