Tài liệu Báo cáo nghiên cứu tại nhật

TEÂN ÑEÀ TAØI Nội dung báo cáo Báo cáo gồm có 4 phần Giới thiệu Quy trình và phương pháp nghiên cứu Kết quả và thảo luận Kết luận 1. Giới thiệu Nguồn nhiên liệu hóa thạch gây ô nhiễm và đang dần cạn kiệt cần phải có nguồn nhiên liệu thay thế và không gây ô nhiễm. Bioethanol là một giải pháp được lựa chọn, tuy nhiên việc sản xuất nó còn có một số vấn đề cần phải giải quyết Quy trình sản xuất: cat. yeast (C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 → C2H5OH + CO2↑ Đường, tinh bột Nguyên liệu xenlulozơ Tảo 1. Giới thiệu Sản xuất bioetanol từ lương thực thực phẩm ảnh hưởng tới an ninh lương thực Việc sản xuất Bioethanol từ xenlulozơ còn nhiều khó khăn chưa đáp ứng được yêu cầu nhất là công đoạn thủy phân xenlulozơ thành đường glucozơ Thủy phân bằng axit (chủ yếu là H2SO4) nếu dùng màng lọc tách đường với axit thì chi phí đầu tư trang thiết bị lớn, còn nếu dùng vôi để trung hòa thì lãng phí hóa chất và ảnh hưởng tới môi trường. Thủy phân bằng Enzim thì chi phí cho sản xuất cao Việt Nam có nguồn rơm rạ rất dồi dào nhưng hiện nay chưa sử dụng hiệu quả Từng bước nghiên cứu phương pháp tổng hợp và khả năng sử dụng axit rắn dạng RSO3H xúc tác cho phản ứng thủy phân xenlulozơ thành đường glucozơ 2. Quy trình và phương pháp Phương pháp lên men Xenlulozơ Nguyên liệu (1g) 0,2 ml CTEC Rơm rạ Bột gỗ Hỗn hợp 5ml Đệm axetat Sấy 50o 18h HPLC Glucozơ? 24h HPLC Glucozơ? 42h HPLC Glucozơ? 2. Quy trình và phương pháp Phương pháp hóa học SiO2, 6g Gel NaOH, 8g Cốc nhựa pH=3, HNO3, 24h Ủ, to phòng Khuấy 30’ Na2SiO3 to phòng Lọc, Ly tâm, Rửa Sấy 110oC, 24h, Nghiền HNO3 ClSO3H RSO3H 2. Quy trình và phương pháp Phương pháp hóa học 0,2 g RSO3H Hỗn hợp Rơm, 1g 50 ml H2O Đun sôi 100oC t1 h HPLC Glucozơ? t2 h HPLC Glucozơ? tn h HPLC Glucozơ? 3. Kết quả và thảo luận Đường chuẩn C (g/ml) S 0.001 0.0005 0.00025 0.000125 0.0000625 C (g/ml) 2965888 1181613 447935 150350 0.001 78014 S 0.0005 0.00025 0.000125 0.0000625 4712730 2009563 755958 232833 132198 lgC -3 -3.3 -3.60 -3.90 -4.20 lgC -3 -3.3 -3.60 -3.90 -4.20 lgS 6.47 6.07 5.65 5.18 4.89 lgS 6.673 6.303 5.878 5.367 5.121 lgS Xylozơ 7 4 3 -2 -1 6 lgS = f(lgC) 4 lgS = f(lgC) Linear (lgS = f(lgC)) 3 Linear (lgS = f(lgC)) 2 1 1 0 lgC y = 1.3421x + 10.703 R² = 0.9914 5 2 0 -3 lgS = f(lgC) 7 y = 1.3472x + 10.506 R² = 0.9953 5 -4 8 lgS = f(lgC) 6 -5 Glucozơ lgS 0 -5 -4 -3 -2 -1 0 lgC Phương pháp lên men 3. Kết quả và thảo luận Thời gian C(Xenlulozo) C(Rơm rạ) C(Bột gỗ) 18.8 0.000668 0.002591 0.00262 24.3 42.3 Thời gian 0.000587994 0.000525 C(Xenlulozo) 0.00279793 0.00259 C(Rơm rạ) 0.003311022 0.002444 C(Bột gỗ) 0.0035 0.03 0.003 0.025 C(g/ml) 18.8 0.018871 0.01292 0.017082 24.3 42.3 0.022469916 0.024158 0.022801246 0.026146 0.018806195 0.023292 C(g/ml) 0.0025 0.02 0.002 Cellulose Straw 0.0015 Wood Powder Cellulose 0.015 Straw Wood Powder 0.01 0.001 0.005 0.0005 0 0 10 20 30 40 Xylozơ 50 Time (h) 0 0 10 20 30 40 50 Time (h) Gylucozơ Phương pháp hóa học 3. Kết quả và thảo luận Thời gian (h) 4 S(Glucozo) 43681 S(Xylozo) 10572 Cg (g/ml) 0.000101286 Cx (g/ml) 0.00005147 5 6 7 45610 57360 91436 10968 11242 11436 0.0001046 0.000124082 0.000175629 0.00005289 0.00005387 0.00005456 0.0002 C(g/ml) 0.00018 0.00016 0.00014 0.00012 Glucose 0.0001 Xylose 0.00008 0.00006 0.00004 0.00002 0 0 2 4 6 8 Time (h) 10 8 92219 12818 0.000176748 0.00005938 3. Kết quả và thảo luận Phương pháp lên men - Với xenlulozơ, lượng xylozơ tạo thành ít - Với rơm rạ và bột gỗ, lượng xylozơ tạo thành nhiều - Hàm lượng glucozơ trong tạo thành từ xenlulozơ > rơm rạ > bột gỗ - Thời gian để phản ứng hoàn thành khoảng 40h Phương pháp hóa học - Phản ứng gần như hoàn thành sau 8h - Lượng xylozơ sinh ra rất thấp so với lượng glucozơ - Hiệu suất thủy phân còn thấp - pH của dung dịch sau phản ứng vào khoảng 7 Here comes your footer  Page 12 4. Kết luận  Có khả năng tổng hợp và sử dụng axit rắn dạng RSO3H để thủy phân rơm rạ thành glucozơ  Khi sử dụng axit rắn dạng RSO3H làm xúc tác thì hàm lượng xylozơ tạo thành ít  Sử dụng RSO3H làm xúc tác, thời gian để phản ứng hoàn thành ngắn hơn khi sử dụng men.  Trong dung dịch sau phản ứng không có axit Here comes your footer  Page 13 Kế hoạch nghiên cứu trong tương lai Tiếp tục triển khai nghiên cứu các vấn đề còn dang dở: - Nghiên cứu, khảo sát tìm ra điều kiện tối ưu để tổng hợp axit rắn RSO3H từ SiO2 và ClSO3H - Khảo sát tìm điều kiện tối ưu cho phản ứng thủy phân xenlulozơ thành glucozơ bằng xúc tác axit rắn RSO3H - Nghiên cứu, khảo sát khả năng tái sử dụng axit RSO3H làm chất xúc tác cho quá trình thủy phân của xenlulozơ thành glucozơ - Nghiên cứu với những nguyên liệu và các xúc tác axit rắn khác Here comes your footer  Page 14 Here comes your footer  Page 15