BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TẬN DỤNG BÃ CHƯNG CẤT HỐN HỢP LÊN MEN
RƠM RẠ THÀNH BIOETHANOL LÀM NGUỒN
DINH DƯỠNG THAY THẾ BỘT NGÔ
CHUYÊN DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT BIOETHANOL THEO CÔNG NGHỆ
THỦY PHÂN VÀ LÊN MEN ĐỒNG THỜI
Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Giảng viên hướng dẫn : T.S NGUYỄN ĐÌNH QUÂN
Sinh viên thực hiện : THÁI THỊ THÙY TRANG
MSSV: 1051110165 Lớp: 10DSH02
TP. Hồ Chí Minh, 2014
Đồ án tốt nghiệp
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của tôi, có sự hỗ trợ từ
Giáo viên hướng dẫn là TS. Nguyễn Đình Quân. Các nội dung nghiên cứu và kết
quả trong đề tài này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ công
trình nghiên cứu nào trước đây. Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc
phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có
ghi trong phần tài liệu tham khảo. Ngoài ra, đề tài còn sử dụng một số nhận xét,
đánh giá cũng như số liệu của các tác giả, cơ quan tổ chức khác, và cũng được thể
hiện trong phần tài liệu tham khảo.
Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm
trước Hội đồng, cũng như kết quả luận văn của mình.
Thái Thị Thùy Trang
Đồ án tốt nghiệp
LỜI CÁM ƠN
Trong suốt bốn năm học tập và rèn luyện tại trường, luận văn tốt ngiệp là sản
phẩm đúc kết lại quá trình nghiên cứu và thực hành của sinh viên. Chính vì vậy
những kiến thức mà em đã tiếp thu được là nền tảng vững chắc giúp em hoàn thành
luận văn này. Em xin cảm ơn các thầy cô trong khoa Công nghệ sinh học - Thực
phẩm - Môi trường, bộ môn Công nghệ sinh học trường đại học Công Nghệ T.p Hồ
Chí Minh đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ em trong thời gian qua.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy TS. Nguyễn Đình Quân là người đã
đưa em tới hướng nghiên cứu, đồng thời giúp đỡ về kiến thức cũng như tạo điều
kiện để em hoàn thành tốt luận văn này.
Em cũng xin cảm ơn chị Trần Phước Nhật Uyên, chị Vũ Lê Vân Khánh, anh
Phạm Đình Đông đã nhiệt tình giúp đỡ em
Em cũng xin cảm ơn gia đình và bạn bè luôn là chỗ dựa vững chắc trong học
tập và là nguồn động lực rất lớn để em phấn đấu.
Vì thời gian có hạn, kinh nghiệm lẫn kiến thức chuyên môn còn thiếu và do
điều kiện khách quan nên trong quá trình làm luận văn còn nhiều thiếu sót. Vì vậy
em kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của Thầy cô cùng các bạn để em có
thế khắc phục những sai sót nhằm hoàn thiện hơn bài luận văn tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn và gởi lời chúc thành công đến tất cả mọi người.
Thái Thị Thùy Trang
Đồ án tốt nghiệp
i
MỤC LỤC
TÓM TẮT LUẬN VĂN ............................................................................................ 1
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 2
Đặt vấn đề ................................................................................................................ 2
Lý do chọn đề tài và nhiệm vụ của luận văn ........................................................... 3
Lý do chọn đề tài: ................................................................................................. 3
Nhiệm vụ nghiên cứu của luận văn ...................................................................... 4
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 5
1.1. Nguyên liệu lignocellulose ............................................................................... 5
1.2. Enzyme cellulase .............................................................................................. 7
1.3. Nấm men Saccharomyces cerevisiae ................................................................ 9
1.3.1. Hình thái và cấu tạo nấm men .................................................................. 10
1.3.2. Sinh trưởng của nấm men......................................................................... 11
1.4. Quá trình sản xuất ethanol từ rơm rạ .............................................................. 13
1.4.1. Quy trình chung ........................................................................................ 13
1.4.2. Quy trình thực hiện .................................................................................. 13
1.4.2.1. Tiền xử lý: .......................................................................................... 13
1.4.2.2. Thủy phân: ........................................................................................ 16
1.4.2.3. Lên men .............................................................................................. 18
2.4.2.4. Chưng cất: ......................................................................................... 22
1.5. Đối tượng của luận văn ................................................................................... 23
1.5.1. Đặt vấn đề ................................................................................................ 23
1.5.2. Bã lên men (SSF Residue) [15] ................................................................ 24
1.5.3. Corn steep liquor (CSL) ........................................................................... 25
1.6. Các kỹ thuật chìa khóa cho quá trình lên men. ............................................... 26
1.6.1. Thủy phân và lên men đồng thời (SSF).[20] ............................................ 26
1.6.2. Nhập liệu nhiều lần theo đợt. .................................................................. 26
CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM ............ 28
2.1. Chuẩn bị nguyên liệu cho quá trình thí nghiệm ............................................. 29
Đồ án tốt nghiệp
ii
2.1.1. Rơm rạ ...................................................................................................... 29
Hình 2.4. Máy cắt tinh ................................................................................... 29
2.1.2. Nguồn dinh dưỡng bã lên men ................................................................. 31
2.1.3. Hoá chất sử dụng ...................................................................................... 32
4.1.3.1. Enzyme cellulase: ............................................................................... 33
4.1.3.2. Nấm men Saccharomyces cerevisiae ................................................. 33
2.1.3.3. Corn steep liquor (CSL): ................................................................... 34
2.2. Tiến hành thí nghiệm ...................................................................................... 34
2.2.1. Định lượng Nitơ tổng bằng phân tích C H N.[21] ................................... 34
2.2.2. Phân tích thành phần sơ sợi. ..................................................................... 36
2.2.2.1. Hóa chất và dụng cụ sử dụng: ........................................................... 36
2.2.2.2. Cách tiến hành: .................................................................................. 36
2.2.3. Phân tích hàm lượng Nitơ hòa tan bằng phương pháp Sorensen. ............ 38
2.2.4. Thủy phân và lên men đồng thời. ............................................................. 39
2.2.5.1. Nhân giống nấm men Saccharomyces cerevisiae .............................. 40
2.2.5.1.1. Nhân giống men sử dụng bã SSF làm nguồn dinh dưỡng: ......... 40
2.2.5.1.2. Sử dụng dịch nước SSF làm môi trường và nguồn dinh dưỡng cho
quá trình nhân giống men: .......................................................................... 42
2.2.5.1.3. Nhân giống men sử dụng CSL làm nguồn dinh dưỡng: .............. 42
2.2.5.2. Thủy phân và lên men đồng thời. ....................................................... 42
2.2.5.2.1. Sử dụng bã SSF làm nguồn dinh dưỡng bổ sung cho quá trình
SSF:.............................................................................................................. 45
2.2.5.2.2. Sử dụng dịch nước SSF làm môi trường và nguồn dinh dưỡng cho
quá trình SFF: ............................................................................................. 46
2.2.5.2.3. Sử dụng CSL làm nguồn dinh dưỡng bổ sung cho quá trình SSF:
..................................................................................................................... 46
2.2.5.2.4. Quá trình SSF không sử dụng dinh dưỡng bổ sung: ................... 46
2.2.5.3. Quá trình SSF ở quy mô mini-pilot:................................................... 47