Nghiên cứu chế độ xử lý bã mía cho mục tiêu lên men bioethanol

Năm 2007, chính phủ đã phê duyệt “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn 2025” nhằm tạo ra dạng năng lượng tái tạo được thay cho nhiên liệu hóa thạch, góp phần bảo đảm an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường: đến năm 2015 sản lượng ethanol và dầu thực vật đạt 250 nghìn tấn (pha được 5 triệu tấn E5 và B5), đáp ứng 1% nhu cầu xăng dầu cả nước và đến 2025 sẽ đạt 1,8 triệu tấn, đáp ứng 5% nhu cầu xăng dầu.

Trong các nguyên liệu lignocellulose, bã mía là một trong những nguồn lignocellulose tập trung nhất. Nếu lượng sinh khối này được chuyển hóa thành đường lên men được, bã mía sẽ là một trong các nguồn nguyên liệu quan trọng cho mục tiêu sản xuất cồn nhiên liệu ở nước ta nói riêng và trên thế giới nói chung.

b. Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Để tài sẽ tập trung lựa chọn chế độ xử lý bã mía bao gồm tiền xử lí bã mía, thủy phân bằng hệ enzym cellulase và nghiên cứu thu nhận dịch đường có thể lên men được.

Hiện nay việc thủy phân hemicellulose cũng như tạo các chủng lên men từ đường 5C đã có những thành công bước đầu nhưng chưa thực sự sẵn sàng áp dụng, do đó hệ cellulase được sử dụng để thủy phân bã mía thành glucose cho mục tiêu lên men.

c.Tóm tắt cô đọng các nội dung chính và đóng góp mới của tác giả

o Khảo sát để lựa chọn phương án tiền xử lí bã mía.

o Khảo sát khả năng áp dụng laccase trong kết hợp với tiền xử lí hóa-lý.

Đã lựa chọn chế độ sử dụng laccase cho xử lí dịch sau tiền xử lí, làm tăng hiệu suất thu hồi ethanol.

NỘI DUNG:

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN .....................................................................................11
1.1. Nhiên liệu sinh học ........................................................................................11
1.2. Bã mía, nguyên liệu tập trung cho sản xuất bioethanol ............................13
1.2.1. Cellulose ...............................................................................................14
1.2.2. Hemicellulose ......................................................................................15
1.2.3. Lignin ....................................................................................................18
1.3. Tiền xử lí nguyên liệu lignocellulose ..........................................................19
1.3.1. Tiền xử lí nguyên liệu lignocellulose bằng phƣơng pháp vậy lý ..20
1.3.2. Tiền xử lí lignicellulose bằng phƣơng pháp hóa học ......................20
1.3.3. Tiền xử lí lignocellulose bằng phƣơng pháp hóa lý ........................24
1.4. Tiền xử lí lignocellulose bằng phƣơng pháp sinh học...............................25
1.4.1. Peroxidase.............................................................................................25
1.4.2. Lacase và cơ chế phân hủy lignin......................................................27
1.5. Thủy phân cellulose .......................................................................................31
1.5.1. Thủy phân lignocellulose bằng phƣơng pháp hóa học ...................31
1.5.2. Thủy phân lignocellulose sử dụng enzym ........................................31
1.6. Lên men ethanol dịch thủy phân ..................................................................34
CHƢƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................37
2.1. Vật liệu ............................................................................................................37
2.1.1. Bã mía ...................................................................................................37
2.1.2. Enzym và hóa chất ..............................................................................37
2.1.3. Chủng vi sinh vật .................................................................................37
2.1.4. Dụng cụ và thiết bị ..............................................................................38
2.2. Các phƣơng pháp phân tích ..........................................................................38
2.2.1. Xác định độ ẩm bã mía bằng phƣơng pháp sấy đến trọng lƣợng
không đổi ................................................................................................................38
2.2.2. Xác định hàm lƣợng cellulose ằng phƣơng pháp Kurshner .........38
2.2.3. Xác định hàm lƣợng lignin theo phƣơng pháp iến tính của
Komarov .................................................................................................................39
2.2.4. Xác định hàm lƣợng đƣờng khử trong dung dịch ...........................41
2.2.5. Xác định hoạt độ enzym .....................................................................42
2.2.6. Xác định hàm lƣợng phenol tổng số trong dung dịch bằng phƣơng
pháp Folin Ciocalteau ...........................................................................................46
2.3. Phƣơng pháp nghiên c ứu...............................................................................47
2.3.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy bã mía ..................................................47
2.3.2. Nghiên cứu lựa chọn tác nhân tiền xử lí hóa-nhiệt bã mía.............48
2.3.3. Khảo sát vai trò của laccase trong tiền xử lí ....................................49
2.3.4. Ảnh hƣởng của thời gian xử lí hóa-nhiệt..........................................49
2.3.5. Tối ƣu tỷ lệ các enzym hệ cellulase ..................................................49
2.3.6. Khảo sát vai trò khử độc dịch thủy phân lignocellulose của laccase
..................................................................................................................................49
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ..........................................................52
3.1. Lựa chọn nguyên liệu lignocellulose sử dụng trong nghiên cứu .............52
3.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy ã mía đến hiệu quả trình thủy phân..........52
3.3. Tiền xử lí bã mía với H2 SO4 .........................................................................53
3.4. Tiền xử lí trong môi trƣờng kiềm Ca(OH)2 và NaOH ...............................54
3.5. Tiền xử lí hóa nhiệt kết hợp với laccase .....................................................58
3.6. Ảnh hƣởng của thời gian xử lí NaOH- nhiệt đến hiệu quả thủy phân bã
mía ...........................................................................................................................60
3.7. Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzym trong hệ cellulase đến hiệu quả thủy phân
bã mía ......................................................................................................................60
3.8. Nghiên cứu kỹ thuật khử phenol của dịch tiền xử lí bằng laccase ..........66
3.8.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ tới khả năng khử phenol của laccase......67
3.8.2. Ảnh hƣởng của thời gian tới khả năng khử phenol của laccase ....69
3.8.3. Ảnh hƣởng của nồng độ laccase tới khả năng loại phenol trong
dịch ..........................................................................................................................69
KẾT LUẬN .................................................................................................................72
KIẾN NGHỊ ................................................................................................................73
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................74
PHỤ LỤC ....................................................................................................................80

LINK DOWNLOAD

b. Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu

c.Tóm tắt cô đọng các nội dung chính và đóng góp mới của tác giả

o Khảo sát để lựa chọn phương án tiền xử lí bã mía.

o Khảo sát khả năng áp dụng laccase trong kết hợp với tiền xử lí hóa-lý.

Đã lựa chọn chế độ sử dụng laccase cho xử lí dịch sau tiền xử lí, làm tăng hiệu suất thu hồi ethanol.

NỘI DUNG: