3. 4 Mẫu vỏ đĩa CD

luận văn thạc sĩ khoa học

nghiên cứu các yếu tố ảnh hởng đến quá
trình lên men từ dịch sắn có nồng độ chất
khô cao trong sản xuất cồn ethanol.

ngành : công nghệ thực phẩm
m số: cb090748

Nguyễn thuý hờng
Hà Nội 2011


bộ giáo dục và đào tạo
trờng đại học bách khoa hà nội
---------------------------------------

Nguyễn thuý hờng

nghiên cứu các yếu tố ảnh hởng đến quá
trình lên men từ dịch sắn có nồng độ chất
khô cao trong sản xuất cồn ethanol.

luận văn thạc sĩ khoa học
Ngành: công nghệ thực phẩm

Hà Nội 2011

bộ giáo dục và đào tạo
trờng đại học bách khoa hà nội
---------------------------------------

Nguyễn thuý hờng

nghiên cứu các yếu tố ảnh hởng đến quá trình
lên men từ dịch sắn có nồng độ chất khô cao
trong sản xuất cồn ethanol

Ngành: công nghệ thực phẩm

luận văn thạc sĩ khoa học

Ngời hớng dẫn khoa học
Pgs.ts. nguyễn thanh hằng


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________

LI CM N
Formatted: Font: 13 pt

Tụi xin trõn trng cm n B Giỏo dc v o to, Vin o to sau i hc
- Trng i hc Bỏch Khoa H Ni v Vin cụng ngh Sinh hc - Cụng ngh thc
phm ó to mi iu kin thun li cho tụi c hc tp v hon thnh bn Lun
vn Thc s.
c bit tụi xin by t lũng bit n sõu sc ti giỏo viờn hng dn khoa
hc PGS.TS Nguyn Thanh Hng vỡ s hng dn, ch bo tn tỡnh cho tụi trong

sut quỏ trỡnh thc hin lun vn ny.
Tụi cng xin chõn thnh cm n s giỳp nhit tỡnh ca cỏc cỏn b phũng
thớ nghim B Mụn Cụng ngh lờn men ó ht sc to iu kin v c s vt cht,
trang thit b giỳp tụi hon thnh tt tin cụng vic ca mỡnh.
Cui cựng, tụi xin gi ti gia ỡnh, bn bố v nhng ngi thõn tỡnh cm
chõn thnh nht vỡ s ng viờn, giỳp tụi vt qua khú khn hon thnh Lun
vn ny.
H Ni, ngy 28 thỏng 09 nm 2011
Tỏc gi lun vn

Nguyn Thuý Hng.

______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học
1
Nguyễn Thuý Hờng


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________

LI CAM OAN
Formatted: Font: 18 pt

Tụi xin cam oan õy l cụng trỡnh nghiờn cu khoa hc m bn thõn tụi ó trc
tip thc hin. Tt c cỏc s liu, kt qu trỡnh by trong lun vn l trung thc,
khỏch quan v cha tng c ai cụng b trong bt k cụng trỡnh no khỏc.
H Ni, ngy 28 thỏng 09 nm 2011

Nguyn Thuý Hng.


______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học
2
Nguyễn Thuý Hờng

Formatted: Font: 13 pt


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________

TểM TT
Formatted: Font: 13 pt

Nhu cu s dng cn nh mt ngun nng lng sch ngy cng tng cao
t ra cho ngnh cụng nghip sn xut cn yờu cu ci tin cụng ngh nhm sn
xut cn cú hiu sut cao v chi phớ thp. Lờn men ru nng cht khụ cao
trong sn xut cn l mt trong nhng bin phỏp nhm nõng cao hiu qu sn xut
cn, tit kim chi phớ v gim kh nng nhim tp trong quỏ trỡnh lờn men.
Ni dung ca ti l nghiờn cu cỏc yu t nh hng n quỏ trỡnh lờn
men t dch sn cú nng cht khụ cao trong sn xut cn ethanol. Kt qu nghiờn
cu ó thu c cỏc iu kin thớch hp cho quỏ trỡnh dch húa trong iu kin lờn
men nng cht khụ cao l Enzyme dch húa (Spezym Extra) 0,030%; nhit
dch húa 70oC; thi gian dch húa 60 phỳt. iu kin thớch hp cho quỏ trỡnh ng
húa v lờn men nng cht khụ cao l Enzyme ng húa (Stargen001) 0,3%;
nm men 0,5 g/l; Ure b sung 1 g/l; thi gian lờn men 72h.

______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học

3
Nguyễn Thuý Hờng


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________

ABSTRACT
Formatted: Font: 13 pt

The need to use ethanol as a clean energy source has been increasing that
requires manufacturing industry to improve technology in production with high
efficiency and low cost. Fermentation at very-high-Gravity in the ethanol
production is one of methods in order to improve the efficiency of this industry,
lower cost savings and reduce susceptibility to impurities in the fermentation
process.
The content of the diploma thesis topic is study for effects of factors on
fermentation of very-high-Gravity cassava mashes in the alcohol production. The
obtained result is that, The optimal condition of liquefaction on fermentation at
very-high-Gravity: Enzyme liquefaction (Spezym Extra) is at 0,030%, temperature
of liquefaction is at 70oC; liquefaction time is 60 minutes; The optimal condition of
saccharification and fermentation at very-high-Gravity: Enzyme saccharification
(Stargen001) is 0,3%; yeast adding dosage is 0,5 g/l; Urea adding dosage is 1 g/l;
fermentation time is 72h.

______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học
4
Nguyễn Thuý Hờng



Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________

MC LC
M U...................................................................................................................8

Formatted: Font: 13 pt

CHNG 1: TNG QUAN TI LIU .................................................................10
1.1

Tỡnh hỡnh sn xut Cn trờn th gii v Vit Nam. ....................................10

1.2 Nguyờn liu chớnh sn xut cn etylic. .........................................................14
1.3. Gii thiu v mt s enzym s dng trong ti nghiờn cu...........................20
1.4 Cụng ngh sn xut Cn....................................................................................22
PHN II .................................................................................................................33
NGUYấN VT LIU V PHNG PHP NGHIấN CU............................33
2.1 Nguyờn vt liu nghiờn cu...............................................................................33
2.2 Thi gian v a im nghiờn cu .....................................................................34
2.3 Cỏc phng phỏp phõn tớch ...............................................................................34
2.4 Phng phỏp cụng ngh: ...................................................................................42
PHN III

KT QU V THO LUN........................................................46

3.1 ỏnh giỏ phõn tớch cht lng nguyờn vt liu s dng cho nghiờn cu...........46
3.2 Kho sỏt kh nng lờn men dch ng nng cht khụ cao ..........................47
3.3 Nghiờn cu nh hng ca iu kin dch hoỏ trong iu kin lờn men nng

cht khụ cao.............................................................................................................49
3.4 Nghiờn cu nh hng ca iu kin ng húa v lờn men ng thi nng
cht khụ cao....................................................................................................4952
3.5 xut qui trỡnh cụng ngh sn xut cn58
KT LUN V NGH ...................................................................................60

Deleted: MC LC 4ả
M U 7ả
CHNG 1: TNG QUAN TI
LIU 9ả
1.1 Tỡnh hỡnh sn xut Cn trờn th gii
v Vit Nam9ả
1.2 Nguyờn liu sn xut Cn etylic t
sn. 12ả
1.3. Gii thiu v mt s enzym s dng
trong ti nghiờn cu 19ả
1.4 Cụng ngh sn xut Cn 22ả
PHN II NGUYấN VT LIU V
PHNG PHP NGHIấN CU 34ả
2.1 Nguyờn vt liu nghiờn cu (chuyn
ph lc) 34ả
2.2 Thi gian v a im nghiờn cu 35ả
2.3 Cỏc phng phỏp phõn tớch 35ả
2.4 Phng phỏp nghiờn cu 42ả
PHN III KT QU V THO
LUN 47ả
3.1 Phõn tớch cht lng nguyờn vt liu
s dng cho nghiờn cu 47ả
3.2 Kho sỏt nng tinh bt kh
quan 48ả

3.2 Nghiờn cu nh hng ca iu kin
dch hoỏ 50ả
3.3 Nghiờn cu nh hng ca iu kin
ng hoỏ v lờn men ng thi 53ả
3.4 xut qui trỡnh cụng ngh sn xut
cn. 58ả
KT LUN 59ả
NGH Error! Bookmark not
defined.ả
TI LIU THAM KHO 61ả
Deleted: ả

______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học
5
Nguyễn Thuý Hờng


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________
Deleted: ả

DANH MC CC BNG

Formatted: Font: 13 pt
Formatted: Font: 18 pt
Formatted: Font: 13 pt

Bng 1.1: Ch tiờu sn lng ru ca Vit Nam


Trang 11

Formatted: Font: 13 pt
Formatted: Font: 13 pt

Bng 1.2 Cỏc d ỏn xõy dng Nh mỏy ethanol nhiờn liu ti Vit Trang 12
Nam
Bng 1.3 Thnh phn hoỏ hc ca c sn ti - sn lỏt khụ

Trang 16

Bng 1.4 Din tớch, nng sut v sn lng sn Vit Nam (19992008)

Trang 19

Bng 1.5 Tớnh cht ca Spezyme XTRA

Trang 19

Bng 1.6 Tớnh cht ca Stargen 001

Trang 20

Bng 2.1 Lng cn thu c theo nguyờn liu

Trang 20

Bng 3.2 Hot ca mt s emzym s dng trong nghiờn cu

Trang 36


Bng 3.3. Kt qu m mt t bo nm men Fermentis

Trang 47

Bng 3.4. Kt qu m mt t bo nm men Mauri La Ng

Trang 47

Bng 3.5 nh hng ca nng cht khụ n hiu qu lờn men

Trang 48

Bng 3.6 nh hng ca nhit dch hoỏ n hiu qu lờn men

Trang 49

Bng 3.7. nh hng ca thi gian dch hoỏ dn hiu qu lờn men

Trang 50

Bng 3.8. nh hng ca nng enzym Spezyme

Trang 52

Bng 3.9 nh hng ca nm men n hiu qu lờn men

Trang 53

Bng 3.10 nh hng ca nng Stargen001 n hiu qu lờn men


Trang 54

Bng 3.11 nh hng ca t l men ging n hiu qu lờn men

Trang 55

Bng 3.12 nh hng ca hm lng Ure b sung

Trang 57
Deleted: Bng 1.1: Ch tiờu sn lng
ru ca Vit Nam
11ả
Bng 1.2 Cỏc d ỏn xõy dng Nh mỏy
ethanol nhiờn liu ti Vit Nam 12ả
Bng 1.3 Thnh phn hoỏ hc ca c sn
ti - sn lỏt khụ
16ả
Bng 1.4 Din tớch, nng sut v sn
lng sn Vit Nam (1999-2008) 19ả
Bng 1.5 Tớnh cht ca Spezyme
XTRA
19ả
Bng 1.6 Tớnh cht ca Stargen 001 20

Formatted: Font: 13 pt

______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học
6

Nguyễn Thuý Hờng


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________
Deleted: ả

DANH MC CC HèNH V

Formatted: Font: 18 pt
Deleted: , TH

Hỡnh 1.1 Cu to ca c sn
Hỡnh 1.2 Mt s hỡnh nh v c sn

Trang 16
Trang 17

Formatted: Font: 13 pt
Formatted Table
Formatted: Font: 13 pt

Hỡnh 1.3. Quỏ trỡnh thy phõn tinh bt vi ch phm enzym Stargen Trang 24
001
Hỡnh 1.4 S cụng ngh sn xut Cn truyn thng

Trang 25

Hỡnh 1.5 S cụng ngh sn xut Cn hin nay trờn th gii


Trang 28

Hỡnh 2.1. Ch phm nm men La Ng v Ch phm nm men

Trang 35

Fermentis
Hỡnh 2.2 S nghiờn cu

Trang 45

Hỡnh 3.1: Quy trỡnh cụng ngh sn xut cn

Trang 50
Formatted: Justified

Formatted: Font: 13 pt
Formatted: Normal
Formatted: Font color: Auto

Formatted: Font: 13 pt
Formatted: Normal

Formatted: Font color: Auto
Formatted: Normal

______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học
7
Nguyễn Thuý Hờng



Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________

M U
S cn kit dn ca cỏc ngun nng lng húa thch ũi hi th gii phi
tỡm kim thờm nhng ngun nng lng khỏc thay th v cú kh nng phc hi
c.
Nhiờn liu sinh hc l cỏc dng nhiờn liu cú ngun gc ng thc vt
nhng khỏc vi cỏc dng nhiờn liu húa thch c hỡnh thnh do quỏ trỡnh phõn
hy xỏc sinh vt trong hng triu nm. Hin nay trờn th gii ph bin nht l du
diesel sinh hc v ethanol [7].
Vỡ th, nhiờn liu sinh hc l mt trong nhng gii phỏp u tiờn trong chớnh
sỏch nng lng ca nhiu nc trờn th gii. Gii phỏp ny khụng nhng giỳp
gim s ph thuc vo xng du nhp khu m cũn thỳc y sn xut nụng nghip,
giỳp xoỏ úi gim nghốo, tng vic lm v tng thờm sn phm hng hoỏ cho xó
hi.
Vit Nam, ngy 20/11/2007, th tng chớnh ph ó ban hnh quyt nh
s 177/Q-TTg phờ duyt ỏn phỏt trin nhiờn liu sinh hc n nm 2015, tm
nhỡn n 2025. Mc tiờu tng quỏt ca ỏn l phỏt trin nhiờn liu sinh hc thay
th mt phn nhiờn liu hoỏ thch truyn thng nhm gúp phn m bo an ninh
nng lng v bo v mụi trng [7].
Ngnh sn xut cn ó cú t rt lõu, nhng cho n khi con ngi bit n
tỏc dng ca nú thỡ ngnh sn xut cn mi thc s phỏt trin. Cn dựng pha ch
cỏc loi ru khỏc nhau, dựng ch bin cỏc loi hng hoa qu, dung mụi ho tan
cỏc hp cht vụ c v hu c, dựng trong cao su tng hp, trong y dc dựng lm
cht sỏt trựng, sn xut dc phm v cha bnh. c bit Cn cú th s dng di
dng nguyờn cht (E100) hoc pha vi xng cú ngun gc du m bt k t l no
chy ng c xng.

Hin nay, 47% cn nhiờn liu trờn th gii c sn xut t mớa ng v
53% c sn xut t nguyờn liu cha tinh bt. Trong s nhng nguyờn liu Vit
Nam cú tim nng sn xut cn thỡ sn l nguyờn liu cú nhiu u im: sn d
trng trờn cỏc loi t khỏc nhau v trong iu kin khớ hu khỏc nhau, giỏ thnh chi

______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học
8
Nguyễn Thuý Hờng

Deleted: Bng 3.1 m v hm ln
tinh bt ca bt sn ng Xuõn
41ả
Bng 3.2 Hot ca mt s emzym s
dng trong nghiờn cu
41ả
Bng 3.3. Kt qu m mt t bo nm
men Fermentis
42ả
Bng 3.4. Kt qu m mt t bo nm
men Mauri La Ng
42ả
Bng 3.5 nh hng ca nng cht
khụ n hiu qu lờn men
43ả
Bng 3.5 nh hng ca nhit dch
hoỏ n hiu qu lờn men
44ả
Bng 3.6. nh hng ca thi gian dch
hoỏ dn hiu qu lờn men 45ả

Bng 3.7. nh hng ca nng
enzym Spezyme
46ả
Bng 3.8 nh hng ca nm men n
hiu qu lờn men
47ả
Bng 3.9 nh hng ca nng
Stargen001 n hiu qu lờn men 48ả
Bng 3.10 nh hng ca t l men
ging n hiu qu lờn men
49ả
Bng 3.11 nh hng ca hm lng Ure
b sung
50ả
ả

Formatted: Font: 18 pt
Formatted: Font: 13 pt


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________
phớ trng sn thp, nguyờn liu sn sn cú quanh nm di dng sn c ti hoc
sn lỏt khụ, hm lng tinh bt cao, giỏ thnh sn xut cn cnh tranh so vi cỏc
ngun nguyờn liu khỏc.
Bờn cnh tim nng v ngun nguyờn liu, nhm nõng cao hiu qu kinh t
trong sn xut cn ngi ta nghiờn cu nõng cao hm lng cht khụ dch lờn men
trong quỏ trỡnh sn xut cn. Nõng cao hm lng cht khụ trong quỏ trỡnh ng
húa v lờn men ng thi trong sn xut Cn giỳp tng nng sut thit b ng húa
v lờn men, gim nng lng tiờu tn cho quỏ trỡnh chng ct v gim tn tht ru

trong bó ru cng nh trong nc thi lm tng hiu qu kinh t ca quỏ trỡnh sn
xut. õy l mt gii phỏp cụng ngh rt ỏng c xem xột, nghiờn cu v kim
chng trc khi vo sn xut vi quy mụ ln. Chớnh vỡ vy, chỳng tụi tin hnh
nghiờn cu ti Nghiờn cu cỏc yu t nh hng n quỏ trỡnh lờn men t
dch sn cú nng cht khụ cao trong sn xut cn ethanol.
Mc ớch ca ti:
a ra qui trỡnh cụng ngh sn xut cn t dch sn cú nng cht khụ cao.
Ni dung nghiờn cu ca ti:
1.

Nghiờn cu nh hng ca quỏ trỡnh dch húa n quỏ trỡnh lờn men

nng cht khụ cao.
2.

Nghiờn cu nh hng ca quỏ trỡnh ng húa v lờn men ng thi

nng cht khụ cao n hiu sut lờn men.

______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học
9
Nguyễn Thuý Hờng


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________
Deleted: C

CHNG 1: TNG QUAN TI LIU


Formatted: Font: 18 pt
Formatted: Font: 13 pt

1.1 Tỡnh hỡnh sn xut Cn trờn th gii v Vit Nam.
1.1.1 Tỡnh hỡnh sn xut v tiờu th cn trờn th gii.
Nhu cu cho ethanol ang tng lờn nhanh chúng trờn th gii do giỏ du tng
cao v s khuyn khớch s dng biofuel. Nhu cu ca cỏc nc Chõu dng nh
cng tng lờn, vi Nht bn v Hn quc s tr thnh nhng nh nhp khu ln. M
v Brazil thng tr vic sn xut ethanol v tiờu th chỳng vi cỏc k hoch m rng
sn xut v u t thit b tinh lc.
Nm 2003 ton th gii ó sn xut c 38,5 t lớt cn (chõu M chim
70%, chõu 17% v chõu u 10%), trong ú 70% c dựng lm nhiờn liu, 30%
c s dng trong cụng nghip thc phm, y t, hoỏ cht. n nm 2007 lng
cn sn xut c ó tng lờn 56 t lớt, trong ú t l s dng lm nhiờn liu tng
lờn 75%. Nm 2009, lng cn trờn th gii khong 66 t lớt. D bỏo n nm 2012
(khi ngh inh th Kyoto cú hiu lc), lng cn trờn th gii s tng lờn 73,9 t lớt
v t l s dng lm nhiờn liu s tng lờn 85%.
Braxin, M l 2 quc gia ng u trờn th gii v sn xut v s dng cn
nhiờn liu, chim 70% tng sn lng cn th gii.
Nhng nm 70, Braxin bt u phỏt trin nhiờn liu cn tn dng trit
ngun ti nguyờn nụng nghip quc gia, c bit l u th ca cõy mớa, h ó coi
cõy mớa l ngun nguyờn liu chớnh ca k hoch phỏt trin cn nhiờn liu. Sau gn
30 nm nghiờn cu v ng dng cn lm nhiờn liu thay th xng du, Braxin
khụng nhng tr thnh quc gia sn xut cn ln nht th gii, m cũn l nc nm
vng nht k thut sn xut cn nhiờn liu, Sau 10 nm c chớnh ph Braxin
xng v ng h, ngnh cụng nghip cn ó tr thnh mt ngnh sn xut ht sc
thnh vng.

______________________________________________________________________

Luận văn thạc sĩ khoa học
10
Nguyễn Thuý Hờng


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________
Trong cuc khng hong nng lng u thp k 70 ca th k 20, cỏc nh
mỏy sn xut cn c chớnh ph M tr cp v xng pha cn c dựng khỏ ph
bin trờn th trng. Sang thp k 80, giỏ du li gim mnh lm cho giỏ cn cao
hn giỏ xng nờn mt ln na nhiờn liu ny li b y lựi. T nm 1990 n nay,
do giỏ du tng liờn tc tr li nờn cn li c a vo chng trỡnh an ninh lng
thc M. Nc M cú t ai v khớ hu thun li sn xut mt lng ln cn
nhiờn liu t cõy ngụ, gúp phn hu hiu vo vic gim nh s ph thuc ngy cng
ln vo du nhp khu [7].
Cụng nghip sn xut cn nhiờn liu cng ang phỏt trin mnh m cỏc
nc chõu u. Vi mc tiờu gim ph thuc vo nhiờn liu hoỏ thch, EU t mc
tiờu n nm 2010 cỏc loi nhiờn liu sinh hc s chim 5,7% tng mc tiờu th
nhiờn liu trong giao thụng vn ti [7].
Chõu ba nc sn xut cn ln nht l Trung Quc, n v Thỏi Lan.
Sn lng cn ca ba quc gia trờn tng nhanh qua tng nm bi Chớnh ph mi
nc u cú nhng k hoch xõy dng v phỏt trin thờm nhiu nh mỏy sn xut
cn vi nng sut cao.
Chớnh ph Trung Quc ang tng cng h tr cho nng lng sinh hc v
hot ng sn xut cn. Trong k hoch nm 2006 - 2010 chớnh ph t mc tiờu
sn xut 6 triu tn Cn [7].
Gn Vit Nam nht l Thỏi Lan, mt nc ó cú chớnh sỏch sn xut nhiờn
liu sinh hc t 10 nm nay. T nm 2002, Thỏi Lan ó xõy dng thờm 4 nh mỏy
sn xut cn nhm gim chi phớ nhp khu xng du. Nm 2004, Thỏi Lan ó sn
xut trờn 280.000 m3 cn, u t thờm 20 nh mỏy nm 2015 cú trờn 2,5 t lớt

cn dựng lm nhiờn liu [6].

______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học
11
Nguyễn Thuý Hờng


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________
1.1.2 Tỡnh hỡnh sn xut v tiờu th cn Vit Nam.
Vi nn tng ca mt quc gia cú nn sn xut nụng nghip, cỏc sn phm
ng cc di do, phong phỳ ó to nờn s a dng trong ngun nguyờn liu cung
cp cho ngnh sn xut ru cn.
Theo thng kờ nm 2007 Vit Nam cú khong 328 c s sn xut ru ln
vi sn lng 360 triu lớt/nm, 320 c s sn xut nh vi sn lng di 1 triu
lớt/nm, h gia ỡnh t sn xut c tớnh khong 250 triu lớt/nm.
Theo kho sỏt ca B Cụng Thng, ht quý I-2009, ru tng 16% so vi
cựng k nm 2008. Cho n nm 2010 chớnh ph vn nh hng ch o vic tip
tc gia tng sn lng ru bia do nhiu thnh phn kinh t tham gia sn xut, ch
hn ch dn lng ru dõn t nu.
D bỏo mc tiờu th ru bia nc ta trong thi gian sp ti vn tip tc
gia tng. Trong nhng nm va qua, bỡnh quõn 1 nm mc tiờu th ru bia tng t
8-10%. Cỏc ch tiờu sn lng ru bia c xỏc nh trong quy hoch tng th
phỏt trin ngnh ru bia, nc gii khỏt Vit Nam (bng 1.1).
Bng 1.1: Ch tiờu sn lng ru ca Vit Nam (n v: Triu lớt)
Ch tiờu

Nm 2005


Nm 2010

I. Sn xut ru

250

300

1. Ru sn xut cụng nghip

120

220

2. Ru dõn t nu

130

80

(Ngun: Quyt nh s 58/2003/Q-TTg sa i b sung Quy hoch tng th phỏt
trin ngnh Bia-Ru-Nc gii khỏt Vit Nam n nm 2010)
Nh vy cho n nm 2010; Chớnh ph vn nh hng ch o vic tip tc
gia tng sn lng ru bia do nhiu thnh phn kinh t tham gia sn xut, ch hn
ch dn lng ru t nu trong cng ng.

______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học
12
Nguyễn Thuý Hờng



Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________
Ngoi ra, thỳc y ngnh sn xut nhiờn liu sinh hc phỏt trin, Th
tng Chớnh ph ngy 20/11/2007 ó ra quyt nh phờ duyt ỏn phỏt trin
nhiờn liu sinh hc n nm 2015, tm nhỡn n nm 2025 vi mc ớch thay th
mt phn nhiờn liu cú ngun gc húa thch, gúp phn bo m an ninh nng lng
v bo v mụi trng [7].
Nhn thc c tim nng th trng Vit Nam, mt s doanh nghip trong
nc ó tin hnh u t xõy dng cỏc nh mỏy ethanol ti cỏc a phng cú nhiu
nguyờn liu. Mt s cụng ty nc ngoi n t Anh, Hn Quc, Nht Bn v Trung
Quc cng ang y mnh vic tỡm kim i tỏc u t trong nc [7].
Bng 1.2 Cỏc d ỏn xõy dng Nh mỏy ethanol nhiờn liu ti Vit Nam

Tờn nh mỏy

Cụng sut

Nh mỏy i Lc -

100 triu

Qung Ninh

lớt/nm

Nh mỏy Cu - Dỳt

50 triu


c Nụng

lớt/nm

Nh mỏy Tam Nụng

100 triu

Phỳ Th

lớt/nm

Nh mỏy Dung Qut
Nh mỏy Bỡnh Phc

100 triu
lớt/nm
100 triu
lớt/nm

Ngy hot
ng d kin

Ch u t

03/2009

Cụng ty ng Xanh


12/2008

Cụng ty i Vit

06/2011

Cụng ty PVB thuc PVO

07/2011
07/2011

Petrosetco, NMLD Bỡnh
Sn thuc PetroVN
Liờn Doanh ITOCHU
Nht Bn v PV OIL

Tp on Du khớ quc gia Vit Nam ó i tiờn phong trong vic u t xõy
dng v phõn phi nhiờn liu sinh hc Vit Nam. Cỏc cụng ty thnh viờn ca Tp
on ó u t ba nh mỏy ethanol ti ba min Bc, Trung, Nam vi cụng sut mi
nh mỏy 100 triu lớt/nm cung cp cho nhu cu ethanol pha xng trong tng

______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học
13
Nguyễn Thuý Hờng


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________
lai Vit Nam. Cỏc nh mỏy ethanol ca Tp on s dng cụng ngh tiờn tin ca

M v n . Cỏc cụng ngh ny ó c thc t kim chng mc thnh cụng
v hiu qu ti Thỏi Lan [7].
1.2 Nguyờn liu chớnh sn xut cn etylic.
Vit Nam l nc nụng nghip nờn nhng ngun nguyờn liu cha tinh bt
cú sn v c phõn b rng rói khp c nc. Nguyờn liu ch yu m cỏc nh
mỏy ru cn nc ta thng dựng l sn do ú, trong ti ny, chỳng tụi dựng
ngun nguyờn liu bt sn khụ nghiờn cu.
1.2.1. Gii thiu v c sn.
1.2.1.1 Ngun gc ca sn
Sn (Manihot esculenta Crantz) l cõy lng thc n c hng nm, cú th
sng lõu nm, thuc h thu du Euphorbiaceae [3].
Cõy sn cú ngun gc vựng nhit i ca chõu M La tinh (Crantz, 1976)
v c trng cỏch õy khong 5.000 nm (CIAT, 1993). Bng chng v ngun gc
sn trng l nhng di tớch kho c Venezuela niờn i 2.700 nm trc Cụng
nguyờn, di vt th hin c sn vựng bin Peru khong 2000 nm trc Cụng
nguyờn, nhng lũ nng bỏnh sn trong phc h Malabo phớa Bc Colombia niờn
i khong 1.200 nm trc Cụng nguyờn, nhng ht tinh bt trong phõn hoỏ thch
c phỏt hin ti Mexico cú tui t nm 900 n nm 200 trc Cụng nguyờn
(Rogers 1963, 1965) [3].
Sn c trng vo hai v trong nm:
V Xuõn: Cui thỏng 1 n ht thỏng 3.
V Thu: Thỏng 9 thỏng 10.
1.2.1.2 Cu to ca c sn
C sn gm ba phn chớnh: v, tht c v lừi; ngoi ra cũn cú cung v r c.
V gm v g v v cựi. V g cu to ch yu xenluloza, cú tỏc dng bo
v c khi tỏc ng bờn ngoi; ng thi hn ch mt nc ca c. Bn thõn v

______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học
14

Nguyễn Thuý Hờng


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________
cng nhng liờn kt khụng bn vi v cựi, do ú r mt khi thu hoch v vn
chuyn. T l v g ph thuc ging sn, gi v khi lng c - thng vo
khong 1,5 n 2% [11].
V cựi dy khong 1 n 3 mm v chim 8 - 15% khi lng c. V cựi gm
lp t bo mụ cng ph ngoi. Thnh phn lp ny cng ch yu l xenluloza, hu
nh khụng cha tinh bt nhng cha nhiu dch bo (m sn). Trong thnh phn
dch bo cú cha cỏc polyphenol. Tip theo l lp t bo mụ mm, lp ny ngoi
dch bo cũn cha khong 5% tinh bt. Cỏc polyphenol, enzim v linamarin cú tỏc
dng bo v c phỏt trin bỡnh thng trc thu hoch, nhng khi ó o bi c
khi t chỳng li gõy tr ngi cho bo qun v ch bin. Tng lng cỏc cht
polyphenol trong sn khong 0,1 n 0,3%, trong ú cú ti 85-90% tp trung v
cựi [11].
Sau v cựi l khe m - ni lu thụng m gia v cựi v tht c. Do tỏc dng
ny nờn liờn kt gia v vi tht sn khụng bn, d tỏch v khi tht sn. Lp tip
ni l tng sinh g, vi c phỏt trin bỡnh thng thỡ lp ny ch nhỡn rừ khi luc
chớn. Tip theo tng sinh g l tht sn cha nhiu tinh bt, protein v cỏc cht du.
õy l phn d tr ch yu cỏc cht dinh dng ca c [11].
Lừi sn nm trung tõm c, dc sut chiu di. Thnh phn lừi ch yu l
xenluloza. Lừi cú chc nng dn nc v cỏc cht dinh dng gia cõy v c, ng
thi giỳp thoỏt nc khi sy hoc phi khụ [11].

Hỡnh 1.1 Cu to ca
c sn

______________________________________________________________________

Luận văn thạc sĩ khoa học
15
Nguyễn Thuý Hờng


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________

Hỡnh 1.2 Mt s hỡnh nh v c sn

______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học
16
Nguyễn Thuý Hờng


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________
1.2.1.3 Thnh phn hoỏ hc ca sn
C sn ti cú t l cht khụ 38-40%, tinh bt 16-32%, giu vitamin C,
Calcium, VitaminB v cỏc cht khoỏng, nghốo cht bộo, mui khoỏng, vitamin v
nghốo m. Trong c sn, hm lng cỏc acid amin khụng c cõn i, tha
arginin nhng li thiu cỏc acid amin cha lu hunh. Thnh phn dinh dng khỏc
bit tu ging, v trng, s thỏng thu hoch sau khi trng v k thut phõn tớch [11].
Bng 1.3 Thnh phn hoỏ hc ca c sn ti - sn lỏt khụ
Thnh phn

Sn ti (%)

Sn lỏt khụ (%)


16 - 32

75- 85

60,0 74,2

10 -14

Protein

0,8 1,2

1,5 3,0

Cht bộo

0,3 -0,4

0,2

Xenluloza

1 3,1

3,4 4,0

0,54

2,0 4,0


Tinh bt
Nc

Cht tro
Polyphenol

0,1 0,3

1.2.1.4 Giỏ tr s dng
Sn l cõy trng cú nhiu cụng dng trong ch bin cụng nghip, thc n gia
sỳc v lng thc thc phm. C sn c dựng ch bin tinh bt, sn lỏt khụ,
bt sn nghin hoc dựng n ti. T c sn ti hoc t cỏc sn phm sn s
ch to thnh hng lot cỏc sn phm cụng nghip nh bt ngt, ru Cn, mỡ n
lin, glucoza, xiro, bỏnh ko, mch nha, k ngh cht dớnh (h vi, dỏn g), bỳn
min, mỡ ng, mỡ si, bỏnh trỏng, ht trõn chõu, ph gia thc phm, dc phm. C
sn cng l ngun nguyờn liu chớnh lm thc n gia sỳc [5].
1.2.1.5 c tớnh ca tinh bt sn

______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học
17
Nguyễn Thuý Hờng


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________
Tinh bt sn cú mu sỏng trng, cú pH t 4,5 n 6,5. Ht tinh bt sn cú
kớch thc 5- 40 àm, ch yu l hỡnh trũn, cú b mt nhn. Hm lng amilopectin
trong tinh bt sn tng i cao, chim 78- 80%. Tinh bt sn cú n, kh nng

h hoỏ v nht cao. Nhit h hoỏ ca tinh bt sn 58 - 80oC. nht dung
dch tinh bt sn tng nhanh v cú dớnh cao so vi tinh bt t ngun khỏc.
1.2.2. Tỡnh hỡnh sn xut v tiờu th sn trờn th gii v Vit Nam.
I.2.2.1 Sn xut v tiờu th sn trờn th gii
Sn hin c trng trờn 100 nc cú khớ hu nhit i v cn nhit i. T
chc Nụng lng th gii (FAO) xp sn l cõy lng thc quan trng cỏc nc
ang phỏt trin sau lỳa go, ngụ v lỳa mỡ.
c bit trong thi gian ti, sn l nguyờn liu chớnh cho cụng nghip ch
bin nhiờn liu sinh hc (ethanol).
Nm 2008, sn lng sn th gii t 238,45 triu tn c ti so vi 223,75
triu tn nm 2007 v nm 1995 l 161,79 triu tn. Nc sn xut sn nhiu nht l
Nigeria (45,72 triu tn), k n l Thỏi Lan (22,58 triu tn) v Indonesia (19,92
triu tn). Nc cú nng sut sn cao nht l n (31,43 tn/ha), k n l Thỏi
Lan (21,09 tn/ha), so vi nng sut sn bỡnh quõn ca th gii l 12,87 tn/ha
(FAO, 2008). Vit Nam ng th mi v sn lng sn trờn th gii (9,38 triu
tn) [7].
Sn lng sn c ca Nigeria v 6 nc chõu Phi khỏc nm 2008 tng 30%.
Cú c kt qu ny l nh d ỏn ti tr 5,3 triu USD ca Qu Phỏt trin Quc t
ca M, cú thi hn 2 nm. Nigeria l nc sn xut sn c ln nht th gii, vi
sn lng hng nm t 38 triu tn. Nng sut sn ca 7 nc núi trờn hin nay
vo khong 7-12 tn/hộcta, s tng lờn 12-30 tn sau khi d ỏn trờn kt thỳc [7].
L nc sn xut ethanol ln th ba trờn th gii, sau M v Bra-xin, nhiu
a phng ca Trung Quc ó bt buc s dng ethanol-blended xng trong xe
hi. Trung Quc ó xõy dng nhiu nh mỏy ch bin nhiờn liu sinh hc trờn c

______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học
18
Nguyễn Thuý Hờng



Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________
nc, c bit l khu vc Qung Tõy, ni chim 70% sn lng sn ca c nc,
t 7 triu tn/nm. Trong ú ln nht l Nh mỏy ca China Oil and Food
Corporation (COFCO) tiờu th 1,5 triu tn sn/nm.
ng thi, Chớnh ph Trung Quc cng liờn kt vi cỏc nc Lo, Nigieria,
Philippin trng sn ti cỏc nc ny, nh k hoch trng 4.498 ha ti Lo, trng
4.500 ha ti Philippin nhm tng ngun cung cho nhu cu trong nc. Nhu cu i
vi mt hng sn ca Trung Quc l rt ln. D kin mi nm nc ny phi nhp
khu t 6 - 6,5 triu tn sn/nm mi ỏp ng nhu cu.
1.2.2.2 Sn xut v tiờu th sn Vit Nam
Cõy sn c du nhp vo Vit Nam khong gia th k 18, (Phm Vn
Biờn, Hong Kim, 1991). Sn c canh tỏc ph bin ti hu ht cỏc tnh ca Vit
Nam t Bc n Nam. Sn l cõy lng thc, thc n gia sỳc quan trng sau lỳa v
ngụ. Cõy sn l ngun thu nhp quan trng ca cỏc h nụng dõn nghốo do sn d
trng, ớt kộn t, ớt vn u t, phự hp sinh thỏi v iu kin kinh t nụng h.
Vit Nam ó t tin b k thut nhanh nht chõu v chn to v nhõn
ging sn. Nng sut v sn lng sn ca nhiu tnh ó tng lờn gp ụi do trng
cỏc ging sn mi nng sut cao v ỏp dng k thut canh tỏc sn thớch hp, bn
vng. Nm 2008 sn lng sn Vit Nam t 9,40 triu tn so vi sn lng 1,99
triu tn ca nm 2000. ú l kt qu ca vic m rng din tớch t 237.600 ha lờn
555.700 ha v tng nng sut t 8,36 tn/ha nm 2000 lờn 16,91 tn/ha nm 2008
[7].
Deleted: ả

Bng 1.4 Din tớch, nng sut v sn lng sn Vit Nam (1999-2008)
Nm

2000


2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Din tớch (1000ha)

235

250

337

372

384

426


475

497

557,4

Nng sut (tn/ha)

8,6

8,3

13,2

14,3

14,5

15,8

16,2

16,1

16,87

Sn lng (Triu tn)

2,0


2,0

4,4

5,3

5,6

6,7

7,7

7,98

9,3

Ch tiờu

______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học
19
Nguyễn Thuý Hờng


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________
Ngun: Niờn giỏn thng kờ nm 2008
1.3. Gii thiu v mt s enzym s dng trong ti nghiờn cu
1.3.1 Spezyme XTRA [17]

Spezyme XTRA l mt ch phm enzym chu nhit thu phõn tinh bt - amylase
vi bn rt cao pH thp, c sinh tng hp t Bacillus licheniforlis ó bin i
gen. Endo- amylase cú trong Spezyme phõn ct mt cỏch ngu nhiờn liờn kt - 1,4glucozit lm gim nhanh chúng nht ca tinh bt h hoỏ thnh dextrin v cỏc
oligosaccarit ho tan c.
u im ca Spezyme XTRA:
- Giỳp gim nhanh nht
- Cú th hot ng tt ti pH dch hoỏ thp khong 5,5
Hot tớnh ca Spezyme XTRA c biu din bng n vi Anpha Amylase
Units (AAU). Hot tớnh ca enzym c xỏc nh bi tc thu phõn tinh bt, da
trờn s gim kh nng to mu vi it. Mt n v AAU l lng enzym cn thit
thu phõn 10 mg tinh bt di nhng iu kin xỏc nh.
Bng 1.5 Tớnh cht ca Spezyme XTRA
Hot tớnh

14000AAU/g

pH hot ng

5,0 6,7

Mu sc

Cht lng mu nõu sỏng

Nhit hot ng

70 85oC

Trng lng riờng


1,14g/ml

1.3.2 Stargen 001
STARGEN 001 l mt ch phm cú cha enzym - amylase ca Aspergillus
kawachi v glucoamylase ca Aspergillus niger cú tỏc ng hip ng thu phõn

______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học
20
Nguyễn Thuý Hờng


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________
tinh bt sng thnh glucose. Enzym ni mch - amylase v ngoi mch
glucoamylase trong Stargen 001 xỳc tỏc cho s thu phõn hon ton tinh bt sng
di cỏc iu kin lờn men khỏc nhau. Quan trng l Stargen 001 cú nhit ti u
rt thp (20 - 40oC) ng thi cú pH thớch hp vi quỏ trỡnh lờn men ru Cn (4 4.5). [18]
Bng 1.6 Tớnh cht ca Stargen 001
Hot tớnh

456 GSHU/g

pH hot ng

4,0 4,5

Mu sc

Cht lng mu nõu sỏng


Trng lng riờng

1,10 1,15g/ml

Hot tớnh ca STARGEN 001 c biu din bng n v Granular Starch
Hydrolyzing Units (GSHU) c tớnh toỏn da vo mc hot tớnh ca enzim i vi
tinh bt sng v hot tớnh ca glucoamylase i vi dextrin ho tan vi nhng iu
kin xỏc nh.
u im ca STARGEN 001:
- Thc hin quỏ trỡnh dch hoỏ v ng hoỏ ng thi nhit thng.
Trong ú glucoamylase thu phõn khoan sõu vo ht tinh bt cũn amylase thu
phõn m rng nhng l khoan ny
- Gi hot cao di cỏc iu kin ca quỏ trỡnh ng hoỏ lờn men ng
thi di s tr giỳp ca nm men trong sn xut ethanol.
- To ra Glucose liờn tc.
- Loi tr s cn thit ca cỏc tỏc nhõn nh Calci hay mui Natri nhm lm
tng hot tớnh Enzym.
- Khi s dng trong mt quỏ trỡnh sn xut c thit k tt, khụng cú quỏ
trỡnh nu v so sỏnh vi cỏc h thng enzyme cú quỏ trỡnh dch hoỏ v ng hoỏ
truyn thng cú giai on nu, ch phm ny cho:
+ Hiu sut cn cao.
+ Gim nng lng u vo.

______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học
21
Nguyễn Thuý Hờng



Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
________________________________________________________________________
+ Gim cỏc n v vn hnh.
+ Gim chi phớ sn xut.
Cỏc ng dng ca Stargen 001
Stargen 001 l ch phm c sn xut cho quỏ trỡnh sn xut Cn t ng cc
v cỏc nguyờn liu cha tinh bt khỏc s dng cho quỏ trỡnh ng hoỏ v lờn men
ng thi khụng qua giai on nu.
Vic s dng enzym cú kh nng thu phõn tinh bt sng nh Stargen cú
nhiu u im v mt nng lng nhng cng cú nhc im ú l lng enzyme
cn thit thu phõn tinh bt sng ln hn nhiu so vi lng enzyme cn thu
phõn tinh bt ho tan. Trong nhng trng hp ny, chi phớ cho enzyme ch ng
th hai sau chi phớ cho nguyờn liu thụ. Da trờn nhng c s v chi phớ, s gim chi
phớ Enzyme cng l cn thit duy trỡ li ớch t vic tit kim nng lng ca
phng phỏp thu phõn tinh bt sng.

Hỡnh 1.3. Quỏ trỡnh thy phõn tinh bt vi ch phm enzym Stargen 001
1.4 Cụng ngh sn xut Cn
1.4.1. Cụng ngh sn xut cn truyn thng
Cụng ngh sn xut cn truyn thng ó v ang c ỏp dng ti mt s
nc ang phỏt trin. Do vn an ninh lng thc nờn hin nay a s cỏc quc gia
u chn sn lm nguyờn liu ch yu cho sn xut Cn. Quy trỡnh sn xut gm

______________________________________________________________________
Luận văn thạc sĩ khoa học
22
Nguyễn Thuý Hờng