SẢN XUẤT ETHANOL NỒNG ĐỘ CAO TỔNG HỢP TÀI LIỆU LÊN MEN ETHANOL NỒNG ĐỘ CAO • Hiện nay, việc nghiên cứu tăng sản lượng ethanol thu qua trình lên men ethanol nồng độ cao nhằm tăng tới mức tối đa lượng ethanol thu nhận tiếp tục hoàn thiện, báo cáo em trích dẫn số phương pháp công bố nhằm tăng mức ethanol thu trinh lên men ethanol nồng độ cao Các phương pháp báo cáo bao gồm: Bổ sung vitamin khoáng chất trình lên men Bổ sung nguồn Nitơ chất bảo vệ trình lên men Thay đổi oxy hóa khử trình lên men Bổ sung vitamin khoáng chất trình lên men Bổ sung vitamin khoáng chất trình lên men Bổ sung nguồn Nitơ chất bảo vệ trình lên men Thay đổi oxy hóa khử trình lên men Đối với hai chủng công nghiệp , khả tồn trì nồng độ ethanol lớn 85 % đến 140 g ethanol/l, giảm mạnh nồng độ ethanol cao chủng CEN.PK113 - 7D , khả tồn giảm xảy nồng độ ethanol thấp nhiều ( 85-100 g ethanol/l) Kết luân: chủng PE-2 CA1185 có hiệu lên men VHG tốt, sản xuất lượng ethanol cao đáng kể (>19%, v / v) với suất (>2.5 g/l /h), có khả sinh lý mạnh điều kiện lên men VHG, có khả chịu stress cao Tối ưu hóa chọn môi trường có chi phí thấp cho trình lên men nồng sản xuất ethanol nồng độ cao Thí nghiệm chủng S cerevisiae CEN.PK 113 - 7D chủng công nghiệp PE- dịch ngô (CSL) nguồn chất dinh dưỡng rẻ tiền khác Kết quả: CSL, urê MgSO4 CuSO4 góp phần đáng kể để tăng cường sản xuất Sethanol lên men nồng độ cao Xây dựng mô hình thưc nghiệm tối ưu hóa yếu tố Tối ưa hóa phương pháp bề mặt đáp ứng RSM Phương trình hồi quy với hàm lượng ethanol (Y) CSL (X1), urê (X2), MgSO (X3) CuSO4 (X4 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Kết quả: CSL 44,3 g /l , urê 2,3 g /l , MgSO4.7H2O 3,8 g /l CuSO4.5H2O 0,03 g /l Kết kiểm tra với lượng ethanol tối đa 139 g /l thực tế: hàm lượng ethanol đạt 13og/l Kết luận: Chủng công nghiệp PE- lên men lên tới 330 g/l đường sản xuất 18,6% (v /v) ethanol, chủng CEN.PK 113 – 7D lên men tới 290 – 300g g/l đường, nồng độ ethanol 16.8% 99 SẢN XUẤT ETHANOL TỪ PHỤ PHẨM WHEY CÓ NỒNG ĐỘ LACTOSE CAO 8/28/17 GVHD: PGS TS LÊ VĂN VIỆT MẪN HVTH: HOÀNG TRẦN VŨ MSHV: 12144558 100 8/28/17 SẢN XUẤT ETHANOL TỪ PHỤ PHẨM WHEY CÓ NỒNG ĐỘ LACTOSE CAO • Whey chiếm 80 -90% sữa Pho mát kg lít Whey Acid whey Whey chứa 5% lactose 0.45 kg Tận dụng Lactose Lên men ethanol Ô nhiễm môi trường 101 8/28/17 SẢN XUẤT ETHANOL TỪ PHỤ PHẨM WHEY CÓ NỒNG ĐỘ LACTOSE CAO Whey chứa khoảng 5% lactose Lên men ethanol : Nồng độ – 3% Chưng cất để nồng độ ethanol cao hơn: Chi phí cao Cải thiện trình lên men whey giống vi sinh vật sử dụng whey có nồng độ lactose cao 102 8/28/17 Bài báo 1: Sử dụng lactose nồng độ cao lên men ethanol phương pháp kết dính nấm men S cerevisae Nấm men • S cerevisiae tái tổ hợp biểu gen LAC4 LAC12 K lactis Điều kiện lên men • Bioreactor : khuấy, hiếu khí • Bình lắc : vi hiếu khí Môi trường lên men có nồng độ lactose: 20, 50, 100, 150, 200 g/l 103 8/28/17 Bài báo 1: Sử dụng lactose nồng độ cao lên men ethanol phương pháp kết dính nấm men S cerevisae Các phương pháp phân tích Nấm men ( sinh khối) tăng trưởng Máy đo OD Lactose , ethanol glycerol Cột HPLC Đường cong chuẩn Máy sấy Khúc xạ kế 104 8/28/17 Bài báo 1: Sử dụng lactose nồng độ cao lên men ethanol phương pháp kết dính nấm men S cerevisae Công thức tính toán •Năng suất chuyển đổi ethanol = •Năng suất ethanol = 105 8/28/17 Bài báo 1: Sử dụng lactose nồng độ cao lên men ethanol phương pháp kết dính nấm men S cerevisae Kết sau 40h lên men phương pháp khác nhau: Nồng độ ethanol Năng suất Lượng lactose cao (g ethanol/h) tiêu thụ hoàn toàn (%) Bioreactor Bình lắc (g lactose/lít) 5.5 1.5 200 1.5 150 106 8/28/17 Bài báo 2: Tối ưu hóa điều kiện lên men cho sản xuất ethanol tối đa chủng Kluyveromyces fragilis từ bột whey Thí nghiệm Nồng độ lactose ban đầu (g/l) X1 50 100 150 o Nhiệt độ ( C) X2 25 30 35 Mật độ giống cấy (g/l) X3 01 02 03 Thí nghiệm Nồng độ lactose ban đầu (g/l) 150 175 200 o Nhiệt độ ( C) 35 Mật độ giống cấy (g/l) 01 225 250 107 8/28/17 Bài báo 2: Tối ưu hóa điều kiện lên men cho sản xuất ethanol tối đa chủng Kluyveromyces fragilis từ bột whey Kết quả: giá trị cao o Nhiệt độ ( C) Nồng độ lactose ban Mật độ giống cấy Nồng độ ethanol Năng suất (g/l) (g/l) (g/l/h) đầu (g/l) Thí nghiệm 150 30 02 55.9 1.27 Thí nghiệm 200 35 01 80.95 1.8 108 8/28/17 Bài báo 3: Hiệu qủa sản xuất ethanol từ bột đường hóa trộn với whey nấm men Kluyveromyces marxianus Môi trường Chủng giống Thí nghiệm Bột mì đường hóa KD-15 trộn với whey NBRC-1963 Khoai tây đường hóa KD-15 trộn với whey NBRC-1963 Nồng độ đường tổng Nồng độ Glucose Nồng độ Lactose (%) (g/l) (g/l) 10 40 60 12.5 70 60 15 100 60 10 40 60 12.5 70 60 15 100 60 10 50 50 12.5 98 36 15 137 19 10 56 49 12.5 98 36 15 139 20 109 8/28/17 Bài báo 3: Hiệu qủa sản xuất ethanol từ bột đường hóa trộn với whey nấm men Kluyveromyces marxianus Môi trường Chủng giống Nồng độ đường tổng Nồng độ Ethanol (%) (g/l) KD-15 15 72.3 NBRC-1963 15 - KD-15 15 69.1 NBRC-1963 15 - Kết quả: giá trị Bột mì đường hóa trộn với cao whey Khoai tây đường hóa trộn với whey 110 8/28/17 SẢN XUẤT ETHANOL TỪ PHỤ PHẨM WHEY CÓ NỒNG ĐỘ LACTOSE CAO • Kết luận • Phương pháp sử dụng kỹ thuật kết dính nấm men S cerevisiae đạt nồng độ cồn (8%) suất (1.5g/l) tương tự phương pháp tối ưu hóa điều kiện lên men với Kluyveromyces fragilis • Phương pháp dùng kết hợp whey trộn với bột đường hóa có nồng độ ethanol thấp khả sử dụng nồng độ đường ban đầu phương pháp ... sung vitamin khoáng chất trình lên men Bổ sung vitamin khoáng chất trình lên men Bổ sung nguồn Nitơ chất bảo vệ trình lên men Thay đổi oxy hóa khử trình lên men Kết Luận TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH... Orthogonal Array Design. Energies , (9) pp 3178-3197 Nguyên liệu • Dịch cô đặc lúa miến (75 Bx) pha loãng với nước để đạt môi trường lên men ethanol có nồng độ đường 280g/l • Sử dụng nấm men Saccharomyces... nhiều so với trình lên men truyền thống Cám ơn thầy cô bạn ý lắng nghe!!!!!! TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TIỂU LUẬN: SẢN XUẤT ETHANOL TỪ KHOAI