BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
------------

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC

TÌM HIỂU ETHANOL SINH HỌC TỪ RƠM

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

NHÓM SV THỰC HIỆN: Nhóm 08

Nguyễn Thị Bích Thuyền

Trần Khánh Duy (MSSV B1706363)
Lâm Thị Hồng (MSSV B1706374)
Vương Thị Ngọc Tuyết (MSSV B1706431)
Ngành: CN Kỹ thuật hóa học-Khóa 43

Tháng 05/2020


ii


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập tại trường Đại học Cần Thơ đến nay, chúng em đã
nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của các quý thầy cô, gia đình và bạn bè.
Với lòng biết ơn sâu sắc, chúng em xin gởi đến quý Thầy Cô Bộ môn Công Nghệ
Hóa Học khoa Công Nghệ, trường Đại học Cần Thơ đã tâm huyết, hỗ trợ và truyền đạt

kiến thức cho chúng em trong suốt thời gian học tại trường. Và đặc biệt là học kì này,
bộ môn đã tổ chức cho chúng em tiếp cận với môn học mà theo chúng em rất bổ ích cho
sinh viên ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học. Đó là môn “Nhiên liệu sinh học”.
Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn đến TS. Nguyễn Thị Bích Thuyền đã tận tâm
hướng dẫn nhóm chúng em qua các buổi thảo luận giúp nhóm chúng em tìm ra được
hướng đi đúng cho đề tài của mình. Nếu không có những lời hướng dẫn tận tâm của cô
thì em nghĩ bài báo cáo của nhóm chúng em khó có thể hoàn thiện. Một lần nữa nhóm
chúng em xin chân thành cảm ơn cô, cảm ơn bạn bè, đã luôn quan tâm, giúp đỡ trong
suốt quá trình học tập và hoàn thành báo cáo chuyên ngành.
Cuối cùng, nhóm chúng em xin kính chúc quý Thầy Cô Bộ môn Công nghệ Hóa
Học nói riêng và quý Thầy Cô trường Đại học Cần Thơ nói chung, dồi dào sức khỏe và
luôn thành công trong công việc.

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC

iii

DANH MỤC HÌNH ............................................................................................ v
DANH MỤC BẢNG ...........................................................................................ii
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN .............................................................................. 1
1.1

Ethanol sinh học ................................................................................... 1

1.2


Tổng quát về rơm.................................................................................. 2

1.2.1 Nguồn gốc và sự phân bố ................................................................ 2
1.2.2 Thành phần ....................................................................................... 3
1.2.3 Ứng dụng ......................................................................................... 3
CHƯƠNG 2 CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ETHANOL SINH HỌC TỪ XƠ
DỪA…………………... ..................................................................................... 4
2.1

Tổng quát.............................................................................................. 4

2.2.1 Quy trình sản xuất ethanol từ rơm rạ................................................. 3
2.2.2 Khái niệm cơ bản về sản xuất ethanol từ rơm rạ ............................... 3
2.2.3 Cấu trúc co bản của rơm…………………………….……………......5
2.2

Ethanol sinh học từ rơm ........................................................................ 5

2.2.1 Nguyên liệu ...................................................................................... 5
2.2.2 Các phương pháp xử lý hóa học........................................................ 6
2.2.3 Các phương pháp tiền xử lý hóa học và thủy phân enzyme ............... 6
2.2.4 Các phương pháp tiền xử lý vật lý và thủy phân enzyme .................. 6
2.2.5 Loại bỏ các yếu tố ảnh hưởng ........................................................... 7
2.2.6 Lên men ........................................................................................... 7
2.3

Kết quả ................................................................................................. 8

iii



2.3.1 Ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý axit, kiềm đến hàm lượng
đường........................ ........................................................................................... 8
2.3.2 Ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý axit, kiềm và enzyme đến hàm
lượng đường......................................................................................................... 9
2.3.3 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme, siêu âm kết hợp tiền xử lý axit và
việc khử bỏ các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng đường ................................... 10
2.3.4 Lên men ......................................................................................... 11
CHƯƠNG 3 KẾT LUẬN ................................................................................ 12

iv


DANH MỤC HÌNH
Hình 1- 1 Qui trình sản xuất ethanol sinh học ...................................................... 2
Hình 2-1: Cấu trúc của rơm...................................................................................5
Hình 2-2: Mỗi quan hệ giữa cellulose và hemicellulose trong cấu trúc của
rơm.........................................................................................................................5
Hình 2- 3 Ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý axit đến hàm lượng đường ..... 8
Hình 2- 4 Ảnh hưởng của các phương pháp tiền xử lý kiềm đến hàm lượng đường
............................................................................................................................ 8
Hình 2- 5 Ảnh hưởng của tiền xử lý axit, kiềm và xử lý enzyme ......................... 9
Hình 2- 6 Năng suất ethanol trong quá trình lên men ......................................... 11

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1 Tiềm năng năng lượng từ một số phụ phẩm công nghiệp 2016 ... …….3

Bảng 2. 1 Hàm lượng đường của tiền xử lý bằng SCW và enzyme ...................... 9
Bảng 2. 2 Chuyển hóa lignocellulose thành đường và năng suất đường từ các
phương pháp xử lý khác nhau ............................................................................ 10
Bảng 2. 3 Nồng độ dường (g/100 g dung dịch) trong quá trình lên men ............. 12

vi


CHƯƠNG 1
1.1

TỔNG QUAN

Ethanol sinh học
1.1.1 Khái Niệm
Ethanol sinh học là một loại cồn sinh học được sản xuất từ các quá trình lên men

các vật liệu sinh khối hữu cơ như tinh bột, celllulose, lignocellulose, thường là các loại
ngũ cốc như ngô, lúa mì, đậu1 tương hoặc từ bã mía, rơm rạ, trấu,… Ngoài những
nguyên liệu chính phẩm nói trên, có thể sử dụng một số phế phẩm như chất thải sau quá
trình chế biến thực phẩm để sản xuất ethanol. [1]
1.1.2 Phân Loại
Ethanol được sản xuất trong quy mô công nghiệp được chia thành hai loại chính
là: Ethanol tổng hợp và Ethanol lên men (Bioethanol). Trong đó Bioethanol được chia
thành ba thế hệ được xét theo phương diện kĩ thuật và kinh tế.
Công nghệ xăng sinh học thế hệ 1, nguyên liệu sản xuất đi từ đường (mía, củ cải
đường, sorgho-đường) và tinh bột của nông phẩm (từ hạt của bắp, lúa mì, lúa, v.v., hay
từ củ như khoai tây, khoai mì, v.v.) để tạo ethanol.
Công nghệ xăng sinh học thế hệ 2: nguyên liệu tổng hợp đi từ cellulose, chất xơ
của phụ phẩm thực vật (rơm, rạ, thân bắp, gỗ, mạt cưa, bã mía, v.v.), hay thực vật hoang

(non-crop) (như cỏ voi, vetiver, lục bình). Kỹ thuật cho công nghệ này hiện nay chưa
hoàn thiện do hiệu suất kinh tế chưa cao, hiệu năng còn kém, việc sử dụng các loại
enzyme cho quá trình thủy phân và các vi sinh vật cho quá trình lên men chưa hữu hiệu
và giá thành cao.
Công nghệ xăng sinh học thế hệ 3: nguyên liệu tổng hợp đi từ nguyên liệu từ tảo
(algae), công nghệ này đang được nghiên cứu và phát triển. [2]
1.1.3 Vai trò của ethanol sinh học hiện nay
Gần đây, nguồn nguyên liệu dầu thô ở các nước đang dần suy giảm. Việc tăng
cường và sử dụng dầu mỏ sẽ tăng cường sự ô nhiễm không khí cục bộ và làm tăng thêm
các vấn đề nóng lên toàn cầu hay còn gọi là hiệu ứng nhà kính do CO2 gây ra. Ethanol
thu được sau quá trình chưng cất lên men có dạng hỗn hợp gồm nước và ethanol, sau đó
tách nước để lấy ethanol khan trộn với xăng. Ethanol sinh học được sử dụng làm nhiên
liệu hay làm dung môi, được trộn vào xăng có vai trò như một phụ gia nhiên liệu thay
phụ gia chì nhầm tăng chỉ số octane và giúp động cơ có thể hoạt động được tốt hơn và
1


bền hơn.. Khi một lượng nhỏ ethanol thêm vào nhiên liệu, nó có một vài lợi ích, đặc biệt
là giảm bớt CO2 và chất độc khác gây ô nhiễm từ khí thải của xe. Bởi vì ethanol được
sản xuất từ thực vật điều đó hấp thụ khí CO2 và tỏa ra khí oxy, nó giúp giảm hiệu ứng
nhà kính. Ngoài ra, ethanol còn được sử dụng phổ biến rộng rãi để thay thế các nguồn
nguyên liệu hóa thạch trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhầm thay thế cho các nguồn năng
lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt trong tương lai. [1]

Hình 1- 1 Qui trình sản xuất ethanol sinh học

1.2

Tổng quát về rơm
1.2.1


Nguồn gốc và sự phân bố

Việc sản xuất lúa gạo đã tạo ra một lượng lớn phế phẩm từ cây lúa bao gồm: rơm
và trấu. Nó là một trong những vật liệu phong phú lignocellulose trên thế giới. Hàng
năm sản xuất khoảng 731 triệu tấn, được phân phối tại Châu Phi 20.9 triệu tấn, Châu Á
667.6 triệu tấn và Châu Âu 3.9 triệu tấn. Rơm lúa có khả năng sản xuất 205 tỷ lít ethanol
sinh học mỗi năm, chiếm khoảng 5% trong tổng số tiêu thụ.
Ở Việt Nam mặc dù rơm rạ là một nguồn năng năng lượng lớn tuy nhiên chưa được
được sử dụng một cách hiệu quả. Phần lớn rơm rạ sẽ được bón trở lại ruộng sau khi thu
hoạch, sử dụng làm chất đốt hay hay làm thức ăn gia súc. Xét riêng tại tỉnh Hậu Giang
năm 2017. Sau khi thu hoạch cho thấy thường bán rơm cho các thương lái với giá 500700 ngàn/Ha. Trong đó khoảng 40% lượng rơm được làm thưc ăn gia súc và 60% còn
lại rơm rạ được đem về để trồng nấm rơm và sử dụng với các mục đích khác. Ngoài ra
2


các tỉnh khác trong khu vực đồng bằng sông cửu long như: Đồng Tháp, An Giang, Vĩnh
Long,... rơm rạ cũng được sử dụng vào mục đích tương tự. [3]

1.2.2

Thành phần

Tại thời điểm thu hoạch, hàm lượng ẩm của rơm rạ thường cao tới 60%, tuy nhiên
trong điều kiện thời tiết khô hanh rơm rạ có thể trở nên khô nhanh đạt đến trạng thái độ
ẩm cân bằng vào khoảng 10-12%. Rơm rạ, có hàm lượng tro cao (trên 22%) và lượng
protein thấp. Các thành phần hydrate cacbon chính của rơm rạ gồm lienoxenluloza
(37,4%), hemicellulose (bán xenluloza - 44,9%), linhin (4,9%) và hàm lượng tro silica
(silic dioxyt) cao (9-14%). Thành phần Lienoxenluloza trong rơm rạ khó hủy về mặt
sinh học, vì vậy để xử lý đòi hỏi phải có bước tiền xử lý. [4]

1.2.3

Ứng dụng

Hiện nay rơm rạ được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau. Đặc biệt là các nước
có nền nông nghiệp phát triển đang ngày càng chú việc tận dụng nguồn rơm rạ. Rơm rạ
được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau từ nông nghiệp cho đến công nghiệp và
đặc biệt hiện nay là ngành công nghiệp năng lượng. Trong nông nghiệp được làm thức
ăn dự trữ cho gia súc vào những mùa thiếu thức ăn, làm phân bón trở lại cho cây trồng.
Trong công nghiệp hiện đại thì được chế biến làm ván ép để sản xuất đồ nội thất. Ngoài
ra rơm rạ được sử dụng làm nhiên liệu để chạy máy phát điện (Thái Lan) và dùng để
nghiên cứu để xử lý rơm rạ, trấu thành ethanol - nguồn nhiên liệu sinh học thận thiện
môi trường thay thế cho xăng dầu. [5]
Bảng 1. 1 Tiềm năng năng lượng từ một số phụ phẩm công nghiệp 2016 [6]

Nguồn cung cấp

Tiềm năng (triệu tấn)

Dầu tương đương (triệu
TOE)

Tỷ lệ

Rơm rạ

32.52

7.30


61.98

Trấu

6.50

2.16

12.39

Bã mía

4.45

0.82

8.48

Các loại khác

9.00

1.80

17.15

Tổng cộng

52.47


12.08

1000

3


CHƯƠNG 2
CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU
ETHANOL SINH HỌC TỪ RƠM
2.1

Tổng quát
2.1.1

Quy trình sản xuất ethanol từ rơm rạ [7]

Sơ đồ quy trình sản xuất ethanol từ rơm

Rơm rạ

Tiền Xử lý

Thủy Phân
Thủy phân và lên men
đồng thời

Lên Men

Chưng Cất


Ethanol

2.1.2

Khái niệm cơ bản về sản xuất ethanol từ rơm rạ.

Rơm bao gồm ba thành phần chính là cellulose, hemicellulose và lignin. Công
nghệ chuyển đổi nguyên liệu này thành ethanol đang được phát triển.
Trong nền tảng đường cellulose và hemicellulose đầu tiên chuyển đổi thành đường
lên men, sau đó được lên en để sản xuất ethanol. Những phân tử đường lên men bao
4


gồm glucose, xylose, arabinose, galactose và mannose. Có thể sử dụng các axit hoặc
enzyme để phân hủy cellulose và hemicellulose để tạo ra các loại đường. [8]
2.1.3

Cấu Trúc Cơ Bản Của Rơm: [9]

Hình 2-1: CẤU TRÚC CỦA RƠM

Các mạch cellulose tạo thành các sợi cơ bản. Các sợi này được gắn với nhau nhờ
hemicellulose tạo thành cấu trúc vi sợi, với chiều rộng khoảng 25nm. Các vi sợi này
được bao bọc bởi hemicellulose và lignin, giúp bảo vệ cellulose khỏi sự tấn công của
enzym cũng như hóa chất trong quá trình thủy phân.

Hình 2-2: Mỗi quan hệ giữa cellulose và hemicellulose trong cấu trúc của rơm

2.2


Ethanol sinh học từ rơm [3]
2.2.1 Nguyên liệu

Rơm lúa được thu từ tỉnh Suphanburi, hỗn hợp enzyme với 5 loại enzyme kỹ thuật
cellulase/hemiaellulase được áp dụng sau:

5


Crystalzyme 200XL (valley Research, Mỹ), Celluclast 1.5 LFG
(Novozymes, Đan Mạch), Alcalase 2.5 LDX (Novozymes, Đan Mạch)
Validase ANC-L (valley Research, Mỹ), Xylanase (tiến sĩ Luca và cộng sự
Ingenieurkontor GmbH, Đức), các enzym được trộn với nhau có cùng mối
tương quan.
2.2.2

Các phương pháp xử lý hóa học

Xử lý bằng kiềm: Cho 50g rơm khô được cắt nhỏ khoảng 2cm vào dung dịch NaOH
lần lượt 1, 2, 3, 4, 5% (tỷ lệ 1:10 w/v rơm và NaOH). Sau đó, mẫu được ủ ở 85˚C trong
1 giờ. Cuối cùng, mẫu được ép qua vải xô và lượng đường khử trong nước sau khi ép
được xác định bằng phương pháp của Luff-schoorl. [Matissek, R. and G. Steiner,

2006]
Xử lý bằng axit: Tương tự, cho 50g rơm khô đã cắt nhỏ vào dung dịch axit sulfuric
lần lượt 1, 3, 5, 7, 9% (tỷ lệ 1:10 w/v rơm và axit sulfuric). Hỗn hợp được hấp khử trùng
ở nhiệt độ 121˚C trong 15 phút. Sau đó, mẫu được ép qua vải xô và xác định lượng
đường khử trong nước sau khi ép bằng phương pháp như trên.
2.2.3


Các phương pháp tiền xử lý hóa học và thủy phân enzyme

Tiền xử lý bằng kiềm/ enzyme: mẫu được xử bằng kiềm được lượt qua vải xô,
giữ lại phần nước sau khi lượt. Tiếp tục cho phần rơm đã xử lý bằng kiềm trộn với nước
cất (tỷ lệ 10:1 w/w) và enzym loại 1 (0.8% v/w). Kiểm soát độ pH=4.0 và mẫu được ủ
trong 12 giờ ở nhiệt độ 550C. Sau khi lượt mẫu thì phần mẫu được ủ tiếp với enzym loại
2 tương tự như cách xử lý ở enzym loại 1. Phần nước đã lượt sau khi xử lí bằng kiềm,
enzym loại 1 và enzym loại 2 được giữ lại nhằm đo lượng đường khử.
Tiền xử lý bằng axit/enzyme: tương tự như tiền xử lý bằng kiềm.
2.2.4 Các phương pháp tiền xử lý vật lý và thủy phân enzyme
Tiền xử lý nước: Đối với xử lý nước cận tới hạn (SCW) với một ống chịu áp có
chiều cao 15 mm và thể tích 80 mL, được trang bị đồng hồ đo áp suất và cặp nhiệt điện,
ống SCW được làm nóng trong bể dầu ở nhiệt độ không đổi.
Rơm khô được cắt nhỏ trộn với nước cất (tỷ lệ 1:10 w/v). Hỗn hợp được đổ vào
ống nước cận tới hạn và thí nghiệm được tiến hành ở 160 và 200°C trong 10 phút. Sau
khi xử lý nước cận tới hạn, ống được làm mát trong bể nước và đỗ vào cốc thủy tinh.

6


Sau đó, các mẫu được xử lý bằng hỗn hợp enzyme (0.8%, pH=4.0) ở 55°C trong 12 giờ.
Các mẫu sau đó được ép qua vải xô và đo lượng đường trong chất lỏng sau khi ép.
Tiền xử lý siêu âm: Mẫu sau khi được xử lý trước bằng axit (1%), sau đó được xử
lý bằng siêu âm ở 40 W trong 10 phút. Nhiệt độ trong quá trình xử lý siêu âm là < 50°C.
Sau khi xử lý bằng siêu âm, mẫu được xử lý bằng enzyme (4.0 v/w, pH=4.0). Đo lượng
mẫu sau khi được ép qua vải xô.
2.2.5

Loại bỏ các yếu tố ảnh hưởng


Các mẫu thu được từ tiền xử lý axit/enzyme và tiền xử lý siêu âm được trộn với
than hoạt tính (tỷ lệ 20:1 w/w mẫu và than), sau đó khuấy trong 2 ngày trên máy khuấy
từ ở nhiệt độ phòng. Sau khi xử lý than, mẫu được lọc bằng bộ lọc số 5 (Whatman, Đức)
để loại bỏ than và đo lượng đường từ dịch lọc thu được.
2.2.6 Lên men
Các mẫu sau khi được xử lý trước từ tiền xử lý axit/enzyme và tiền xử lý siêu âm
có hoặc không loại bỏ tạp chất ảnh hưởng, sẽ được thực hiện cho các thí nghiệm lên
men. Sử dụng Saccharomyces cerevisiae để lên men. Số lượng nấm men ban đầu trong
mẫu là 28×108 cfu/mL. Sau 3 và 6 ngày lên men, đo hàm lượng ethanol bằng sắc ký khí
và đo lượng đường còn lại trong quá trình lên men. Để tính năng suất ethanol, ta có:
𝑁ă𝑛𝑔 𝑠𝑢ấ𝑡 𝑒𝑡ℎ𝑎𝑛𝑜𝑙 =

𝐸𝑡ℎ𝑎𝑛𝑜𝑙 đ𝑜 đượ𝑐 𝑡ừ 𝑚ẫ𝑢 (𝑔)
𝐸𝑡ℎ𝑎𝑛𝑜𝑙 𝑙ý 𝑡ℎ𝑢𝑦ế𝑡 (𝑔)

Ethanol lý thuyết (g) = Lượng đường ban đầu trong dung dịch lên men (g) × 0.5
Các dữ liệu đo được lưu trữ tính từ trung bình của hai lần đo.

7


2.3

Kết quả
2.3.1 Ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý axit, kiềm đến hàm lượng
đường

Hình 2- 3 Ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý axit đến hàm lượng đường


Khi tăng nồng độ axit thì nồng độ đường giảm. Điều này có thể là do ảnh hưởng
của các loại đường đơn (xyloza, glucose) trong furfural và hydroxymethyl furfural. Đặc
biệt với axit sulfuric 1% lượng đường tăng lên tới 21.45%.
Nồng độ kiềm cao hơn dẫn đến tăng nhẹ lượng đường trong mẫu. Nhưng hàm
lượng đường rất thấp và cao nhất là 0.55%

8


Hình 2- 4 Ảnh hưởng của các phương pháp tiền xử lý kiềm đến hàm lượng đường

2.3.2

Ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý axit, kiềm và enzyme
đến hàm lượng đường

Ứng dụng enzyme kỹ thuật có tác dụng tích cực trong việc chuyển đổi
lignocellulose thành đường. Điều này đã được quan sát đối với các mẫu tiền xử lý bằng
axit cũng như các mẫu tiền xử lý bằng kiềm.

Hình 2- 5 Ảnh hưởng của tiền xử lý axit, kiềm và xử lý enzyme

Năng suất đường trong mẫu được xử lý trước bằng axit/enzyme cao hơn (36.95%)
so với mẫu tiền xử lý bằng axit (21.45%). Khi đó, tiền xử lý kiềm gần như không có tác
dụng trong việc chuyển đổi cellulose và hemiaellulose thành glucose, có thể tăng mạnh
nồng độ đường lên 24.6% trong mẫu tiền xử lý bằng kiềm/enzyme.
Bảng 2.1 Hàm lượng đường của tiền xử lý bằng SCW và enzyme

Condition


Temperature (˚C)

Percentage of sugar*

SCW/enzyme

160

7.4

200

16.9

30

3.4

Only enzyme

9


*: On rice straw basis

Ngược lại, xử lý enzyme có giai đoạn tiền xử lý trước đó gần như không hiệu quả
chỉ với kết quả 3.4% lượng đường.
Hiệu quả của xử lý nước cận tới hạn: Bảng 1 cho thấy khi tăng nhiệt độ trong SCW
từ 160 đến 200°C làm tăng nồng độ đường hơn hai lần từ 7.4 lên 17% .


Ảnh hưởng của nồng độ enzyme, siêu âm kết hợp tiền xử lý axit và
việc khử bỏ các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng đường
Ảnh hưởng của nồng độ enzyme: Tăng nồng độ enzyme từ 0.8 lên 4% (v/w) thì
lượng đường trong mẫu đã xử lý trước axit tăng từ 36.96 lên 39.10%.
2.3.3

Bảng 2. 2 Chuyển hóa lignocellulose thành đường và năng suất đường từ các phương
pháp xử lý khác nhau

Pertreatment

Sugar (%)*

Acid 1%

21.45

Acid 1%/enzyme (0.8% v/w)

36.95

Acid 1%/enzyme (4% v/w)

39.10

Alkali 5%

0.55

Alkali 5%/enzyme (0.8% v/w)


24.60

SCW/enzyme, (0.8% v/w)

16.90

Enzyme, (0.8% v/w)

3.40

Acid 1% + ultrasonic + enzyme (4% v/w)

43.93

Acid 1% + ultrasonic + enzyme (4% v/w/and
detoxified)

32.29

*: On rice straw basis

Hàm lượng đường của axit kết hợp siêu âm và enzyme (4% v/w) mẫu được chuyển
hóa cao hơn (43.93%) so với mẫu không xử lý siêu âm (39.1%). Kết quả này cho thấy
10


hiệu quả tích cực của việc xử lý siêu âm trong quá trình tiền xử lý rơm rạ đối với việc
chuyển đổi polysacarit thành đường.
Trong quá trình khử bỏ các yếu tố ảnh hưởng, một phần đường có thể được hấp

phụ trên than hoạt tính dẫn đến giảm tổng lượng đường trong mẫu. Trong Bảng 2 là
lượng đường trước và sau khi xử lý than.

2.3.4 Lên men

Hình 2- 6 Năng suất ethanol trong quá trình lên men

Cho thấy ảnh hưởng của thời gian lên men đối với việc chuyển đổi đường thành
ethanol trong axit đã được xử lý trước, có hoặc không có xử lý siêu âm và enzyme.
Trong 3 ngày, thời gian lên men gần như toàn bộ đối với đường lên men (glucose) của
nấm men S. cerevisae sẽ được chuyển thành ethanol sinh học. Thời gian lên men lâu
hơn lên đến 6 ngày chỉ có tác dụng nhẹ trong sản xuất ethanol sinh học. Nồng độ đường
trong mẫu giảm từ 4-5% w/v xuống gần 1.5% w/v sau 6 ngày lên men. Điều này tương
đương với 55-65% chuyển đổi sinh học của đường thành ethanol sinh học.
Năng suất ethanol thu được trong nghiên cứu này là khoảng 0.42.

11


Bảng 2. 3 Nồng độ dường (g/100 g dung dịch) trong quá trình lên men.

Fermentation
0
3
6

A

B


C

D

4.35
2.00
1.60

5.13
2.13
1.77

4.02
1.67
1.51

4.49
1.98
1.75

Note: A= No ultrasonic/No detoxification; B= With ultrasonic/No detoxification;
C= No ultrasonic/with detoxification; D= with ultrasonic/with detoxification

12


CHƯƠNG 3

KẾT LUẬN


So sánh giữa các phương pháp tiền xử lý khác nhau đã chỉ ra rằng việc xử lý axit
kết hợp với xử lý enzyme tiếp theo là một phương pháp phù hợp để chuyển đổi
lignocellulose thành đường lên đến 36%. Kết hợp tiền xử lý axit và siêu âm trước khi
xử lý bằng enzyme dẫn đến lượng đường cao lên tới 44%. Loại các yếu tố ảnh hưởng
trong mẫu trước khi lên men cho thấy nồng độ đường của mẫu giảm khi hấp thụ đường
bằng than hoạt tính. Cần lưu ý rằng nồng độ ethanol đạt được trong nghiên cứu này
không cao hơn 15g/L. do ảnh hưởng bởi lượng rơm nạp thấp. Do đó, để đạt được nồng
độ ethanol cao hơn cho ứng dụng công nghiệp cần nạp rơm nhiều hơn.

13


TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]: Đông Phong,2014, Hỏi đáp đáng quan tâm về xăng sinh học, truy cập ngày

24/05/2020. Địa chỉ: />/view_content/content/1428146/hoi-dap-dang-quan-tam-ve-xang-sinh-hoc.
[2]: TS. Huỳnh Quyền và Cộng sự, 2011, Công nghệ sản xuất và ứng dụng nguyên liệu sinh
học tại Việt Nam theo hướng phát triển bền vững, truy cập ngày 24/05/2020. Địa chỉ:

/>4545331Tong%20quan%20nhien%20lieu%20sinh%20hoc.pdf.
[3]: Nutawan Y., Phattayawadee P., Pattranit T. and Mohammad N.E.,2010,
Bioethanol Production from Rice Straw, Energy Research Journal, p. 26-31.
[4]: KNV, 2018, Thành phần của rơm rạ và vấn đề ô nhiễm môi trường do đốt rơm rạ
ngoài trời, truy cập ngày 24/05/2020. Địa chỉ: />[5]: Phạm Hương, 2018,Bảy cách biến rơm rạ thành tiền, thay vì đốt bỏ, truy cập

ngày 10/05/2020 . />[6]: Hồ Tấn Triêu, 2016, Điện từ nguồn sinh khối- Nguồn năng lương tái tạo hữu

ích, Truy cập ngày 24/05/2020). Địa chỉ: />[7]: Trần Diệu Lý, 2008, Nghiên cứu sản xuất ethanol nhiên liệu từ rơm rạ. Luận

văn tốt nghiệp đại học. Trường Đại Học quốc gia Thành Phố Hồ Chí Minh.

Thành Phố Hồ Chí Minh.
[8]: Drapcho C.M., Nhuan N.P., Walker T.H., 2008, Biofuels Engineering Process
Technology, Mc Graw Hill Compaines.
[9]:Charles E. Wyman, 1996, Handbook on bioethanol: Product and Utilization,
Taylor&Francis, p. 119-285.

15