Sản xuất ethanol từ cellulose

Chia sẻ: Thu Ha | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:18

1
692
lượt xem
291
download

Sản xuất ethanol từ cellulose

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

ethanol được pha lẫn với xăng để sản xuất xăng ethanol, là một loại xăng sinh học, có nhiều ưu điểm...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Sản xuất ethanol từ cellulose

  1. Nội dung 1. Mở đầu 2. Nguyên liệu cellulose và enzyme cellulase 3. Phương pháp sản xuất ethanol sinh học 4. Kết luận
  2. 1. Mở đầu - ethanol được pha lẫn với xăng để sản xuất xăng ethanol, là một loại xăng sinh học, có những ưu điểm sau: + thay thế cho nhiên liệu hóa thạch có giá ngày càng cao và đang bị cạn kiệt + giảm phát thải khí nhà kính + có khả năng tái tạo. - sản xuất ethanol từ các vật liệu chứa cellulose đang được nhiều quốc gia ưu tiên phát triển.
  3. CELLULOSE
  4. mắt xích β-D-Glucose (C6H10O5)n hay [C6H7O2(OH)3]n liên kết với nhau bằng liên kết (1β - 4) glucozid thay nhau 1 "sấp" và 1 "ngửa" cấu trúc dạng mạch thẳng liên kết hydro cấu trúc màng cellulose
  5. Độ bền cơ học cao Không có nhiệt độ nóng chảy không tan trong nước và các dung môi hữu cơ thông thường. Tan trong một số dung dịch acid vô cơ mạnh như: HCl, HNO3,... một số dung dịch muối: ZnCl2, PbCl2,...
  6. Cellulase - Là một nhóm enzyme xúc tác cho phản ứng phân hủy cellulose (thủy phân cellulose) - Phản ứng: thủy phân liên kết 1,4- beta- D glucozit trong cellulose, lichein, và ngũ cốc.
  7. Phân loại Cellulase được chia thành 5 loại dựa vào phản ứng mà nó xúc tác: + endo-cellulase: + exo-cellulase: + cellobiase hoặc β- glucosidase + oxidative cellulase: + cellulose phosphorylase
  8. Nguồn thu nhận Nguồn tổng hợp: chủ yếu từ vi sinh vật Trùng roi Trichonympha cộng sinh trong ruột mối  Ruminococcus trong dạ cỏ động vật nhai lại  các chủng nấm : trichoderma viride, Sporotrichum P.ruinosum, penicillium pusillum, Aspergillus fumigatus… (chèn ảnh minh họa)
  9. Phương pháp điều chế ethanol sinh học  Sử dụng quá  trình đường  phân và lên  men:  Đường phân:  sử dụng  enzyme  cellulase để  chuyển hóa  cellulose  thành glucose   Lên men: sử  dụng các vi  sinh vật để  chuyển hóa 
  10. Tiền xử lý nguyên liệu  Vật liệu chứa cellulose như rơm,  rạ, trấu… được tiền xử lý để loại  lignin.   phải loại bỏ lignin vì lignin hoạt  động như một chất ức chế, nó hút bám  và làm bất hoạt enzyme cellulase.  Lignin được xử lý bằng dung dich  acid sulfuric đậm đặc hoặc được đun  sôi với muối kiềm  natri cacbonat  hoặc natri sulfit.  Vật liệu sau tiền xử lý sẽ được  mang đi tiến hành đường phân
  11. Quá trình đường phân Vật liệu sau tiền xử lý được trộn lẫn  với dung dịch có chứa phức hệ enzyme  cellulase   pH từ 3 đến 5  Nhiệt độ 34 đến 38 độ C  Sơ đồ quá trình đường phân:
  12.  Trong đó  phức hệ C1: làm cellulose bị hấp thụ  nước (hydrat hóa) trương lên và chuẩn bị  cho sự tác động của các enzyme khác   phức hệ Cx : gồm nhiều thành phần  enzyme khác nhau, có 2 loại chính là  exo­beta­ 1,4 glucanase và endo­beta­1,4  glucanase. Phức hệ enzyme này chuyển hóa  cellulose thành cellobiose  Beta­ glucosidase : thủy phân  cellobiose thành glucose.
  13. Quá trình lên men Thực hiên trong quá trình yếm khí Chủng Nấm men : Saccharomyces cerevisiase Nhiệt độ : 32 đến 38 độ C pH : 4 - 6
  14. Chưng cất Vì rượu có nhiệt độ sôi nhỏ hơn nước  nên khi chưng cất thì rượu sẽ bay hơi  trước Mô hình minh họa
  15. Kết luận Nhược điểm của xăng ethanol:  giá thành cao do chi phí sản xuất  enzyme cellulase còn cao  hiệu suất thấp.   Với sự phát triển của khoa học hiện  đại thì những nhược điểm trên có thể  khắc phục được  Lợi ích đem lại về mặt môi trường và  kinh tế từ việc sản xuất ethanol từ vật  liệu cellulose là rất lớn.
  16. Tài liệu tham khảo  Dewey D.Y. Ryu, Mary Mandels; Cellulases: Biosynthesis and applications; April 1980, Volume 2, Issue 2; Pages 91-102; Enzyme and Microbial Technology  Nicole Lark, Youkun Xia, Ifcheng- Guo Qin, C. S. Gong and G. T. Tsao; Production of ethanol from recycled paper sludge using cellulase and yeast, Kluveromyces Marxianus; 1997; Vol. 12, No. 2, pages 135-143; Biomass and Bioenergy  Atsushi Kotaka,Hiroki Bando,Masahiko Kaya,Michiko Kato-Murai,Kouichi Kuroda,Hiroshi Sahara,Yoji Hata,Akihiko Kondo,and Mitsuyoshi Ueda; Direct Ethanol Production from Barley β-Glucan by Sake Yeast Displaying Aspergillus Oryzae β-Glucosidase and Endoglucanase: 2008; Vol. 105, No. 6, pages 622–627; Journal of bioscience and bioengineering.  G. Morales Vela, N. Molinero-Rosales, J.A. Ocampo and J.M. García Garrido ; Endocellulase activity is associated with arbuscular mycorrhizal spread in pea symbiotic mutants but not with its ethylene content in root; 2007 ; Volume 39, Issue 3, Pages 786-792. Soil Biology and Biochemistry;  S. Prasad, Anoop Singh, H.C. Joshi; Ethanol as an alternative fuel from agricultural, industrial and urban residues; 2007; Volume 50, Issue 1, Pages 1-39; Resources, Conservation and Recycling  Janusz Szczodrak, Jan Fiedurek;  Technology for conversion of lignocellulosic biomass to ethanol; 1996; Volume 10, Issues 5­6, Pages 367­375;  Biomass and Bioenergy
  17.  Charles E. Wyman; Ethanol from lignocellulosic biomass: Technology, economics, and opportunities; 1994; Volume 50, Issue 1, Pages 3-15; Bioresource Technology.  Shih Yow Huang, Jyn Chern Chen; Ethanol production in simultaneous saccharification and fermentation of cellulose with temperature profiling; 1988; Volume 66, Issue 5, Pages 509-516; Journal of Fermentation Technology.  Trần Thạnh Phong, Hoàng Quốc Khánh, Võ Thị Hạnh, Lê Bích Phượng,Nguyễn Duy Long, Lê Tấn Hưng, Trương Thị Hồng Vân ; THU NHẬN ENZYME CELLULASE CỦA TRICHODERMA REESEI TRÊN MÔI TRƯỜNG BÁN RẮN ; 2007 ; SỐ 07, TẬP 10; TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN.  Lê Ngọc Tú, La Văn Chứ, Đặng Thị Thu, Nguyễn Thị Thịnh, Bùi Đúc Hợi, Lê Doãn Diên, 2005; Hóa sinh công nghiệp; NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.  http://www.scidacreview.org/0704/html/hardware.html  http://en.wikipedia.org/wiki/Cellulase   http://www.wiziq.com/tutorial/19632­NET­JRF­sample­Paper­3B
Đồng bộ tài khoản