Xem mẫu
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và
kết quả được nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất
kỳ công trình nào khác.
Hà Nội, 2015
i
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành bản luận án này, tôi đã nhận
được rất nhiều sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô giáo, các nhà khoa học thuộc
nhiều lĩnh vực cùng đồng nghiệp và bạn bè.
Đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Ngô Quốc Anh và PGS.TS
Đỗ Quang Kháng đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành bản
luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Hóa Học, Phòng Quản lý
Tổng hợp, anh chị em phòng Công nghệ Vật liệu và Môi trường – Viện Hóa Học
các đồng nghiệp trong và ngoài Viện đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi thực
hiện luận án và hoàn thành mọi thủ tục cần thiết.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và
bạn bè đã luôn quan tâm, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và
hoàn thành luận án.
Hà Nội, ngày tháng năm 2015
Tác giả Luận án
ii
MỤC LỤC
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT......................................................................iv
DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................v
DANH MỤC CÁC HÌNH..................................................................................... viii
MỞ ĐẦU. ...................................................................................................................1
Chương 1- TỔNG QUAN.........................................................................................3
1.1. VAI TRÒ VÀ TIỀM NĂNG CỦA ETHANOL SINH HỌC...........................3 1.1.1. Vai trò của ethanol sinh học......................................................................3
1.1.2. Tiềm năng sản xuất ethanol sinh học .........................................................5 1.1.3. Sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học....................................................6 1.1.4. Các nguyên liệu thường dùng để sản xuất ethanol ngày nay.....................6 1.1.5. Lên men sản xuất ethanol.........................................................................10
1.2. RONG BIỂN ..........................................................................................................12 1.2.1. Giới thiệu chung.......................................................................................12
1.2.2. Hình thái - Phân loại các loài rong biển ở Việt Nam...............................12 1.2.3. Phân bố, khai thác sản xuất rong biển......................................................14 1.2.4. Tổng quan về rong nâu.............................................................................16
1.3. PHẾ THẢI NÔNG NGHIỆP: RƠM, RẠ Ở VIỆT NAM...............................23 1.3.1. Phế thải nông nghiệp................................................................................23
1.3.2. Thành phần hóa học của phế thải nông nghiệp........................................23
1.4. VI SINH VẬT TRONG XÚC TÁC QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN...............29 1.4.1. Vi sinh vật ................................................................................................29
1.4.2. Xúc tác sinh học trong quá trình thủy phân .............................................31
1.5. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC THUỘC LĨNH VỰC CỦA LUẬN ÁN..................................................................................................39
1.5.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ............................................................39
1.5.2. Các nghiên cứu trong nước ......................................................................43
Chương 2- NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........47
2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU...........................................................................................47
iii
2.1.1. Các nguyên vật liệu chứa cellulose..........................................................47 2.1.2. Các chủng vi sinh.....................................................................................48 2.1.3. Hóa chất....................................................................................................50
2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................51 2.2.1. Phương pháp hypoclorit tách cellulose từ rơm rạ ....................................51
2.2.2. Phương pháp xác định độ ẩm của rong biển khô.....................................52 2.2.3. Xác định protein tổng số bằng phương pháp Kieldahl.............................52 2.2.4. Phương pháp xác định hàm lượng tro......................................................53 2.2.5. Xác định hàm lượng lipid tổng số bằng phương pháp Folch...................54
2.2.6. Phương pháp định lượng đường khử theo phương pháp acid dinitrosalicylic (DNS) ........................................................................................55
2.2.7. Phương pháp tiền xử lý phế thải rong nâu ...............................................57 2.2.8. Phương pháp xử lí số liệu.........................................................................60
2.3. XÂY DỰNG QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU....................................................61 2.3.1. Quy trình thủy phân carbohydrate trong rong nâu và phế thải nông nghiệp ............................................................................................................................61
2.3.2. Quy trình dự kiến lên men dịch đường tạo ethanol sinh học...................64
2.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình thủy phân carbohydrate trong rong nâu...............................................................................65
2.3.4. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình lên men tạo ethanol ..........................................................................................................70
Chương 3- KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................75
3.1. Nghiên cứu và chuẩn bị nguyên vật liệu sản xuất nhiên liệu sinh học..........75 3.1.1. Xác định hàm lượng carbohydrate trong rong nâu thu tại Nha Trang và Hải Phòng...........................................................................................................75
3.1.2 Xác định hàm lượng cellulose tách từ rơm rạ...........................................76 3.1.3. Nghiên cứu thu nhận xúc tác sinh học cho sản xuất bioethanol ..............78
3.2. Nghiên cứu quá trình thủy phân carbohydrate từ các nguồn nguyên liệu thành saccharide hòa tan.............................................................................................81
3.2.1. Thủy phân carbohydrate trong rong nâu..................................................81
3.2.2. Nghiên cứu thủy phân cellulose tách chiết từ rơm rạ...............................91
3.2.3. Đánh giá chung về quá trình thủy phân chuyển hóa carbohydrate trong rong biển, phế thải nông nghiệp thành đường..................................................106
iv
3.3. Nghiên cứu quá trình lên men các sản phẩm trung gian hòa tan................108 3.3.1. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men rong nâu và phế thải nông nghiệp...............................................................................................110
3.3.2. Nghiên cứu lên men bằng sản phẩm trung gian glucose từ quá trình thủy phân rơm rạ bởi chủng Saccharomyces cerevisiae V7028.............................116
3.4. Chuyển hóa phế thải rong nâu thành ethanol sử dụng xúc tác sinh học kết hợp với acid..................................................................................................................118
3.4.1. Hàm lượng cellulose có trong phế thải rong nâu sau quá trình tách alginate118
3.4.2. Hiệu quả quá trình thủy phân và lên men...............................................119 Nhận xét............................................................................................................120 KẾT LUẬN............................................................................................................126
CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN..............128
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................130
PHỤ LỤC
v
...
- tailieumienphi.vn
nguon tai.lieu . vn