MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 I. Tổng quan về ethanol nhiên liệu 2 1. Lịch sử nhiên liệu ethanol 2 1.1 Lợi ích về kinh tế. 2 1.2. Lợi ích về môi trường. 3 1.3. Hạn chế khi sử dụng nhiên liệu ethanol. 3 2. Tình hình sản xuất và sử dụng nhiên liệu ethanol 4 2.1. Tình hình sản xuất và sử dụng nhiên liệu ethanol hiện nay trên thế giới. 4 2.2. Tình hình sản xuất và sử dụng nhiên liệu ethanol hiện nay ở Việt Nam 4 3.Tổng quan về rơm rạ 5 3.1.Đặc điểm cấu trúc của rơm rạ 5 3.2.Giá trị của rơm rạ 6 3.3.Tiềm năng của rơm rạ để sản xuất ethanol 7 Chương II. Quy trình sản xuất ethanol nguyên liệu từ rơm rạ 8 1 Tổng quan về nguyên liệu và phương pháp sản xuất. 9 1.1. Tổng quan về nguyên liệu. 9 1.2 Tổng quan về phương pháp sản xuất. 11 2. Chuẩn bị nguyên liệu. 12 2.1. Mục đích. 12 2.2 Sơ đồ khối. 12 2.3. Thuyết minh sơ đồ. 12 3. Tiền xử lí. 13 3.1. Mục đích. 13 3.2. Sơ đồ khối. 13 3.3 Thuyết minh sơ đồ. 14 4. Đường hoá và lên men. 16 4.1. Mục đích. 16 4.2. Quá trình đường hóa và lên men. 17 5. Chưng cất và tinh chế sản phẩm. 22 5.1. Mục đích. 22 5.2 Quy trình 22 6. Xử lý nước thải. 24 6.1. Mục đích. 24 6.2. Quy trình 24 7. Các phương pháp thu nhận cồn khan. 25 7.1. Mục đích. 25 7.2. Công nghệ tách nước tạo cồn khan. 25 7.2.1. Dùng Na2SO4, CaSO4, CaCO3, CuSO4 khan để hấp phụ nước. 25 7.2.2. Bốc hơi thẩm thấu qua màng lọc. 25 7.2.3. Chưng cất phân đoạn 26 7.2.4. Hấp phụ rây phân tử. 26 7.2.5 Sủ dụng phu gia 26 III. Kết luận: Tài liệu tham khảo MỞ ĐẦU Ngày nay do thế giới phụ thuộc quá nhiều vào dầu mỏ, giá dầu biến động liên tục theo chiều tăng, sự cạn kiệt dần nguồn năng lượng hóa thạch và khí đốt nên khi tìm kiếm các nguồn năng lượng thay thế là việc làm có tính sống còn trong những thập kỉ tới, trong đó có năng lượng sinh học. Năng lượng sinh học bao gồm các nguồn năng lượng được sản xuất từ nhiều loại sản phẩm nông nghiệp khác nhau như thân, cành, vỏ…các sản phẩm dư thừa khi rạ, rác thải…vì vậy, năng lượng sinh học là nguồn năng lượng thay thế có thể của tồn tại,tái sinh, và điều chỉnh theo ý muốn của con người. Hiện nay có hai dạng năng lượng sinh học chủ yếu đó là etanol sinh học và diesel sinh học. Nhu cầu thị trường đời hởi rất nhiều, yêu cầu có thể sử dụng ở mức độ rẻ tiện nhất, mà thực tế ngày nay, nhiên liệu sinh học trong đó cụ thể là etanol được sử dụng r

1. TIỂU LUẬN NHIÊN LIỆU SINH HỌC
GVHD : Ts. Trương Hương Lan
HVTH :
Lớp :
Viện đại học Mở Hà Nội
Khoa sau Đại học

2. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TỔNG QUAN
QUY TRÌNH SẢN XUẤT

3. 
TỔNG QUAN

4. -Dầu mỏ và khí đốt chiếm khoảng 60% -
80% nguồn năng lượng thế giới
-Cạn kiệt trong vòng 40 – 50 năm nữa
- Ô nhiễm không khí gia tăng. Diễn biến
phức tạp của giá xăng, dầu thô. Bất ổn
chính trị giữa các nước xuất khẩu dầu
mỏ,…
Cần phát triển các nguồn năng lượng thay thế
như : năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng
lượng hạt nhân, năng lượng sinh học…..

5. NLSH đang là xu thế phát triển tất yếu , nhất là ở các nước nông
nghiệp và nhập khẩu nhiên liệu với những ưu điểm như :
Thân thiện với
môi trường .
Công nghệ
không quá phức
tạp.
Sử dụng nguồn
nguyên liệu tái
sinh.

6. NLSH là loại nhiên liệu được hình thành từ hợp chất có
nguồn gốc từ động thực vật. NLSH được chia làm ba
nhóm chính :
Diesel sinh học Xăng sinh học Khí sinh học

7. -Xăng sinh học là một loại
nhiên liệu lỏng , trong đó có
sử dụng ethanol như là một
loại phụ gia nguyên liệu vào
xăng thay phụ gia chì.
- Ethanol được chế biến
thông qua quá trình lên men
các sản phẩm hữu cơ như
tinh bột, cellulose,
lignocellulosic ….

8. - Rơm là một trong các tàn dư thực vật
phong phú lignocellulosic trên thế giới.
Sản lượng hàng năm của nó là khoảng
731 triệu tấn được phân phối ở châu
Phi, châu Á, châu Âu và Mỹ
- Trong rơm có một số đặc điểm mà làm
cho nó có tiềm năng để trở thành
nguyên liệu cho sản xuất nhiên liệu
ethanol. Nó có cellulose cao và
hemicelluloses có thể được dễ dàng
thủy phân để lên men đường.

9. 
QUY TRÌNH SẢN X UẤT
ETHANOL TỪ RƠM RẠ

10. Chuẩn bị
Tiền xử lý
Thủy phân
Lên men
Chưng cất Ethanol
Nấm men
Nhân giống
Nguyên
liệu
Sơ đồ tổng quát quy trình sản xuất ethanol nguyên liệu từ rơm rạ

11. Bước 1 : Chuẩn bị nguyên liệu
* Mục đích
Rửa sạch nguyên liệu đồng thời băm, nghiền nhỏ
nguyên liệu nhằm phá vỡ cấu trúc màng tế bào thực
vật, tạo điều kiện thuận lợi để quá trình thủy phân
diễn ra tốt hơn, tăng hiệu suất quá trình.

12. Bước 2 : Tiền xử lý

13. Bước 3 : Quá trình đường hóa và lên men đồng thời
Đây là công đoạn chính của quá trình, mục đích của công
đoạn này là đường hoá cellulose thành glucose nhờ enzyme
và lên men glucose và các đường khác (sinh ra từ quá trình
tiền xử lí bằng acide loãng) thành ethanol nhờ vi sinh vật

14. -Sau khi tiền thủy phân, nguyên
liệu được sát trùng để loại bỏ tạp
khuẩn rồi pha loãng
-- Quá trình đường hóa diễn ra
trong nhiều thùng (thường là 5
thùng) có cánh khuấy với thời gian
lưu tổng cộng là 36h. Nhiệt độ của
thùng đường hóa được giữ ổn định
bằng cách sử dụng bơm ly tâm và
thiết bị trao đổi nhiệt
- Sau khi đường hóa, cặn đường
chứa khoảng 12,6% đường bao
gồm 7% glucose và 4% xylose với
chất khác. Quá trình đường hóa
diễn ra cho đến khi tập trung đủ
điều kiện cho quá trình lên men
Nhiệt độ 65°C
Phần rắn trong dịch đường 20%
Thời gian lưu 1.5 ngày
Lưu lượng dòng cellulas
12 FPU/g
cellulose
Điều kiện công nghệ của giai đoạn đường hóa
Phản ứng Độ
chuyển
hóa
(Glucan)n → n Glucose Oligomer 0.04
(Glucan)n + ½n H2O → ½n
Cellobiose
0.012
(Glucan)n + n H2O → n Glucose 0.90
Cellobiose + H2O → 2 Glucose 1.0
Các phản ứng xảy ra và độ chuyển hóa trong
quá trình đường hóa.

15. •Quá trình nhân giống nấm men
- Chọn men có tên là Zymomonas
mobils
- Zymomonas mobils được phát
triển trong bình sản xuất men
giống. Ở đó, cặn đường, chất dinh
dưỡng cùng với men giống được
cho vào bình nhỏ và quá trình này
cứ tiếp tục diễn ra cho đến khi đạt
được số lượng men giống cần thiết
cho quá trình lên men. Cuối cùng
men giống, dinh dưỡng và cặn
đường được cho liên tục vào thùng
lên men.
- Hỗn hợp sau khi lên men gọi là giấm
chín
Zymomonas mobils

16. Nấm men Zymomonas mobilis
Nhiệt độ 41°C
Phần rắn 20%
Thời gian lưu 1.5 ngày
Hàm lượng men 10% tổng dịch đường đi lên men
Corn Steep Liquor (CSL) 0.25%
Diammonium Phosphate (DAP)
Level 0.33 g/L giấm chín
Điều kiện của quá trình lên men.
-Quá trình lên men được thực hiện trong 1 thùng lớn với thời
gian dự đoán để lên men đường thành ethanol khoảng 36h.
-Men giống từ thùng sản xuất men giống (khoảng 10% tổng
dịch đường) được cho vào thùng lên men. Trong quá trình này
người ta cũng bổ sung 0,33g DAP/lít giấm chín để cung cấp
dinh dưỡng cho nấm men hoạt động.

17. Bước 4 : Chưng cất
Giấm chín thu được sau quá trình lên men có nồng độ
ethanol rất thấp (khoảng 5,7% ethanol). Vì vậy ta cần tinh chế
sản phẩm để nâng nồng độ ethanol lên 99,5%.
Chưng cất
Tách nước
Bốc hơi
Phân tách lỏng rắn

18. 
KẾT LUẬN

19. -Mặc dù có một vài khó khăn trên con đường phát triển công nghệ nhưng
khả thi về mặt kinh tế do tính chất phức tạp của nó, lignin cao và hàm
lượng tro, một số kế hoạch đang đi vào phát triển phương pháp tiền xử lý
hiệu quả để loại bỏ các phần không mong muốn để có được đường sẵn có
-Phương pháp tiếp cận trong cả quy trình công nghệ và chủng công nghệ
vẫn phải được thực hiện để vượt qua những khó khăn của việc phân hóa
xylose và glucose và nâng cao hiệu quả hệ thống.
-Với sự ra đời của nấm men biến đổi gen, các enzym thủy phân tổng hợp,
công nghệ tinh vi khác và sự kết hợp có hiệu quả của chúng, quá trình sản
xuất ethanol sinh học từ rơm lúa sử dụng sẽ chứng minh là một công nghệ
khả thi trong tương lai rất gần.

20. 
Cảm ơn quý thầy cô và các
bạn đã lắng nghe !