Quy trình sản xuất bioethanol từ bã mía thông qua thủy phân và lên men riêng biệt với men được phân lập từ sầu riêng

• Tác giả: Sangvone Souliya
• Người hướng dẫn: Ph. Nguyen Huu Tho
• Trường học: Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry
• Chuyên ngành: Environmental Science and Management
• Đề tài: Bioethanol production from Sugarcane Bagasse by Separate Hydrolysis and Fermentation using Yeast Isolated from Durian (Durio zhibetinus) Fruit
• Loại tài liệu: Bachelor thesis
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thai Nguyen

Mục lục chi tiết

• ACKNOWLEDGMENT
• TABLE OF CONTENT
• 1.1. List of Figure
• 1.2. List of Tables
• 1.3. List of Abbreviations
• 1.4. Research questions and hypotheses
• 1.5. Renewable energy or alternative energy
• 1.6. Processing of lignocellulosic to ethanol
• 1.7. Separate hydrolysis and fermentation
• 1.8. List of apparatus
• 1.9. List of reagents
• 1.10. Processing of lignocellulosics to bioethanol
• 1.11. Preparation of fermentation medium
• 1.12. Preparation of YPD agar medium
• 1.13. Preparation of YPD broth
• 2. RESULT AND DISCUSSION
• 2.1. Ethanol analysis curve
• 3. LIST OF FIGURES
• 3.1. Figure 1 Classification of biofuels
• 3.2. Figure 2 Framework of Ethanol Fermentation Process
• 3.3. Figure 3 Preparation of sample
• 3.4. Figure 4 A laboratory being used for the fermentation culture medium
• 3.5. Figure 5 Preparation of inoculum growth cell
• 3.6. Figure 6 Diagram of ethanol standard curve
• 3.7. Figure 7 Comparison ethanol analysis with different hydrolysis time
• 3.8. Figure 8 Standard curve (reducing glucose)
• 3.9. Figure 9 The curve of reducing sugar in three different hydrolysis time
• 4. LIST OF TABLES
• 4.1. Table 1 The difference hydrolysis time
• 4.2. Table 2 Absorbance of glucose analysis by DNS
• 4.3. Table 3 The correlation between the concentration of glucose at various levels and the value Absorbance derived from glucose analysis by DNS
• 4.4. Table 4 Analysis of ethanol on different incubation time
• 5. PART I. Research rationale
• 5.1. Lao PDR is an agricultural based country and it is the most important economic sector of Lao PDR
• 5.2. Energy guide
• 5.3. Renewable energy or alternative energy
• 5.4. Bioethanol
• 5.4.1. First generation
• 5.4.2. Second generation
• 5.4.3. Third generation

Tóm tắt

I. Giới thiệu về sản xuất bioethanol từ bã mía

Sản xuất bioethanol từ bã mía là một phương pháp tiên tiến trong lĩnh vực năng lượng tái tạo. Bã mía, một phế phẩm nông nghiệp phổ biến, được xem là nguyên liệu sinh học lý tưởng để sản xuất bioethanol. Quá trình này bao gồm các bước chính như thủy phân và lên men riêng biệt, sử dụng men vi sinh được phân lập từ sầu riêng. Phương pháp này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn góp phần vào việc phát triển năng lượng sinh học bền vững.

1.1. Tầm quan trọng của bioethanol

Bioethanol là một dạng năng lượng tái tạo có thể thay thế nhiên liệu hóa thạch. Việc sản xuất bioethanol từ bã mía không chỉ giúp giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch mà còn góp phần giảm thiểu khí thải nhà kính. Bioethanol có thể được sử dụng trong các động cơ xăng với tỷ lệ pha trộn khác nhau, từ 5% đến 85%, mang lại hiệu quả kinh tế và môi trường cao.

1.2. Nguyên liệu và quy trình sản xuất

Bã mía là nguyên liệu sinh học chính trong quá trình sản xuất bioethanol. Quy trình sản xuất bao gồm các bước: tiền xử lý, thủy phân, và lên men. Tiền xử lý bằng phương pháp vật lý giúp loại bỏ lignin, sau đó thủy phân với axit loãng để chuyển hóa cellulose thành đường. Cuối cùng, lên men sử dụng men từ sầu riêng để chuyển hóa đường thành bioethanol.

II. Phương pháp thủy phân và lên men riêng biệt

Phương pháp thủy phân và lên men riêng biệt (SHF) là một trong những công nghệ tiên tiến trong sản xuất bioethanol. Phương pháp này cho phép tối ưu hóa từng bước trong quy trình sản xuất, từ thủy phân cellulose thành đường đến lên men đường thành bioethanol. Sử dụng men từ sầu riêng trong quá trình lên men mang lại hiệu quả cao do khả năng chuyển hóa đường nhanh chóng và ổn định.

2.1. Quy trình thủy phân

Thủy phân là bước quan trọng trong quy trình sản xuất bioethanol. Trong nghiên cứu này, thủy phân được thực hiện với axit loãng 5% trong thời gian 30 phút. Kết quả cho thấy, thời gian thủy phân ảnh hưởng trực tiếp đến lượng đường được tạo ra, từ đó ảnh hưởng đến hiệu suất lên men.

2.2. Quy trình lên men

Lên men là bước cuối cùng trong quy trình sản xuất bioethanol. Men từ sầu riêng được sử dụng trong quá trình này cho thấy hiệu quả cao trong việc chuyển hóa đường thành bioethanol. Quá trình lên men được thực hiện trong 8 ngày với điều kiện pH 4, mang lại nồng độ bioethanol cao nhất là 0.041ml.

III. Ứng dụng và giá trị thực tiễn

Nghiên cứu về sản xuất bioethanol từ bã mía bằng phương pháp thủy phân và lên men riêng biệt sử dụng men từ sầu riêng mang lại nhiều giá trị thực tiễn. Bioethanol được sản xuất từ bã mía không chỉ là một nguồn năng lượng tái tạo mà còn góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tận dụng phế phẩm nông nghiệp. Phương pháp này cũng mở ra hướng đi mới trong việc phát triển công nghệ sinh học và năng lượng sinh học bền vững.

3.1. Giá trị kinh tế

Sản xuất bioethanol từ bã mía mang lại giá trị kinh tế cao do chi phí nguyên liệu thấp và quy trình sản xuất đơn giản. Việc tận dụng bã mía, một phế phẩm nông nghiệp, giúp giảm chi phí sản xuất và tăng hiệu quả kinh tế. Bioethanol có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, từ nhiên liệu đến công nghiệp hóa chất.

3.2. Giá trị môi trường

Bioethanol là một dạng năng lượng tái tạo thân thiện với môi trường. Việc sản xuất bioethanol từ bã mía giúp giảm thiểu khí thải nhà kính và ô nhiễm môi trường. Phương pháp này cũng góp phần vào việc tái chế bã mía, một phế phẩm nông nghiệp, thành sản phẩm sinh học có giá trị.