đề tài nghiên cứu tổng hợp ethanol từ cây lúa miến (sorghum hay sweet sorghum)

53 741 3
đề tài nghiên cứu tổng hợp ethanol từ cây lúa miến (sorghum hay sweet sorghum)

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Đã từ rất lâu, dầu mỏ luôn giữ một vai trò quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế của mỗi quốc gia. Hơn 90% lượng dầu mỏ khai thác được phục vụ cho nhu cầu năng lượng như xăng nhiên liệu, nhiên liệu phản lực, diesel, nhiên liệu đốt lò. Có thể nói dầu mỏ là nền tảng của sự tăng trưởng và phát triển kinh tế của bất kì một quốc gia nào. Trong những năm gần đây, với sự leo thang của giá xăng dầu gây nhiều tác động tiêu cực đến nền kinh tế thế giới. Vì vậy việc tìm kiếm những nguồn năng lượng sạch, có khả năng tái tạo để thay thế một phần xăng dầu trở thành một vấn đề cấp thiết và được nhiều quốc gia quan tâm. Một trong những hướng đi hiệu quả là sử dụng ethanol để pha vào xăng vừa làm tăng chỉ số octane, vừa làm giảm ô nhiễm môi trường nên xăng pha cồn ngày càng trở nên phổ biến trên toàn thế giới. Hơn nữa, nước ta là một nước nông nghiệp có nguồn nguyên liệu để sản xuất ethanol là rất phong phú. Việt Nam sở hữu hai đồng bằng rộng lớn là đồng bằng Sông Hồng và đồng bằng Sông Cửu Long. Đây là vùng nguyên liệu lí tưởng, là tiền đề cho sự ra đời của nhà máy sản xuất ethanol từ rỉ đường ( sweet sorghum). Với những lí do như trên, đề tài nghiên cứu tổng hợp ethanol từ cây lúa miến (sorghum hay sweet sorghum) là một bước đi ban đầu cho việc sản xuất ethanol nhiên liệu phục vụ cho nhu cầu năng lượng ngày càng gia tăng ở nước ta.

 Đã từ rất lâu, dầu mỏ luôn giữ một vai trò quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế của mỗi quốc gia. Hơn 90% lượng dầu mỏ khai thác được phục vụ cho nhu cầu năng lượng như xăng nhiên liệu, nhiên liệu phản lực, diesel, nhiên liệu đốt lò. Có thể nói dầu mỏ là nền tảng của sự tăng trưởng và phát triển kinh tế của bất kì một quốc gia nào. Trong những năm gần đây, với sự leo thang của giá xăng dầu gây nhiều tác động tiêu cực đến nền kinh tế thế giới. Vì vậy việc tìm kiếm những nguồn năng lượng sạch, có khả năng tái tạo để thay thế một phần xăng dầu trở thành một vấn đề cấp thiết và được nhiều quốc gia quan tâm. Một trong những hướng đi hiệu quả là sử dụng ethanol để pha vào xăng vừa làm tăng chỉ số octane, vừa làm giảm ô nhiễm môi trường nên xăng pha cồn ngày càng trở nên phổ biến trên toàn thế giới. Hơn nữa, nước ta là một nước nông nghiệp có nguồn nguyên liệu để sản xuất ethanol là rất phong phú. Việt Nam sở hữu hai đồng bằng rộng lớn là đồng bằng Sông Hồng và đồng bằng Sông Cửu Long. Đây là vùng nguyên liệu lí tưởng, là tiền đề cho sự ra đời của nhà máy sản xuất ethanol từ rỉ đường ( sweet sorghum). Với những lí do như trên, đề tài "  là một bước đi ban đầu cho việc sản xuất ethanol nhiên liệu phục vụ cho nhu cầu năng lượng ngày càng gia tăng ở nước ta.   !"#$%&%&'()*$+,!%$$-# Thời gian đầu ethanol được dùng trong y tế, trong mỹ phẩm, dùng làm dung môi và sau này nó được biết đến như nguồn nhiên liệu cho động cơ đốt trong được ứng dụng ở nhiều nước như Anh, Pháp, Mĩ, Canada, Brazil Ethanol là cấu tử phối trộn làm tăng chỉ số octane của xăng: Để tăng công suất của động cơ, ta phải tăng chỉ số nén. Khi tăng chỉ số nén ta cần phải tăng chỉ số octane của xăng để tránh hiện tượng cháy kích nổ của nhiên liệu. Trước đây, để tăng chỉ số octane, người ta thường dùng Tetra etyl chì nhưng hiện nay nó đã bị cấm sử dụng vì chì rất độc, gây tổn thương cho hệ thần kinh trung ương, gây ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu cho chúng ta thấy dùng nhóm phụ gia là hợp chất hữu cơ chứa oxy như: metyl ter butyl ete (MTBE), etyl ter butyl ete (ETBE), methanol, ethanol, khi pha xăng sẽ làm tăng chỉ số octane của xăng, làm xăng cháy tốt hơn, giảm phát thải các khí gây ô nhiễm. Mặt khác, công nghệ sản xuất cũng không phức tạp, giá thành tương đối rẻ, thị trường dễ chấp nhận. Ngày nay có thể thấy ethanol hoàn toàn có khả năng dùng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong, thay thế một phần nhiên liệu hóa thạch. Ethanol đựơc dùng 2 dạng cụ thể sau:  Ethanol được pha vào xăng với tỉ lệ nhỏ hơn 15%. Với tỉ lệ này thì không cần thay đổi hay hiệu chỉnh gì động cơ xăng. Tuổi thọ, độ bền của động cơ không hề thay đổi  Ethanol là nhiên liệu thay thế hoàn toàn cho xăng dùng cho những động cơ đốt trong có cải tiến. Dùng xe FFV (Flex-Fuel Vehicles- ô-tô nhiên liệu linh hoạt). Xe FFV có thể tự động nhận biết hàm lượng cồn trong bình nhiên liệu để tự điều chỉnh góc đánh lửa sớm và thay đổi lượng phun nhiên liệu. Dùng xe FFV có tính kinh tế nhiên liệu cao hơn các xe không FFV, vì xe đã được thiết kế tối ưu về vật liệu, về kết cấu buồng cháy và hệ thống nhiên liệu. Nhiên liệu E85 (có 85% ethanol trong xăng) là loại nhiên liệu tốt nhất cho xe FFV. Riêng trong năm 2000 Mỹ đã sản xuất 750.000 chiếc FFV. Hiện nay Mỹ có khoảng 5 triệu xe FFV cùng với 169.000 trạm bán lẻ E85. Hãng GM trong năm 2005 đã cho ra đời hàng loạt mác xe chạy bằng nhiên liệu E85 như xe Chevrolet Avalanche, Suburban và GMC Yukon XL, Chevrolet Silverado và GMC, Chevrolet Tahoe cho cảnh sát. Các nước khác cũng có xe FFV như BMW E85 Z4 3.0 của Đức. Xe FFV hiệu Falcon và Taurus của Mỹ tại châu Âu.[1] ./$$/$%&'()%0123*$+,!%$$-# .0123%&'()*$+,!45$6)7[2] Hiện nay có khoảng 50 nước trên thế giới khai thác và sử dụng NLSH ở các mức độ khác nhau. NLSH được dùng làm nhiêu liệu cho ngành giao thông bao gồm: Dầu thực vật sạch, etanol, diesel sinh học, dimetyl ether (DME), ethyl tertiary butyl ether (ETBE) và các sản phẩm từ chúng. Năm 2006, toàn thế giới đã sản xuất khoảng 50 tỷ lít etanol (75% dùng làm nhiên liệu) so với năm 2003 là 38 tỷ lít, dự kiến năm 2012 là khoảng 80 tỷ lít; năm 2005 sản xuất 4 triệu tấn diesel sinh học (B100), năm 2010 sẽ tăng lên khoảng trên 20 triệu tấn. Sản lượng etanol ở một số nước đứng đầu trên thế giới được chỉ ra ở bảng I.1 (Ghi chú: 1 gallon Mỹ = 3,785 lít)  !"#$ %&'()*%+.[3] 8)%0!9:)+,!$);<#=+> 97#?@)?A2B.CCDE.CCFG B4H23)+!!,IG 8)  %0  !9:)  +,!  $) ;<>97#?@)?A2B.CCJG B4H23)+!!,IG K6L $M) $6 )7 3 97# .CCF .CC> .CCD K6L $M) $6 )7 3  97#N O) .CCJ 1 Mỹ 4.855 4.264 3.535 1 Mỹ 6,498,6 2 Brazil 4.491 4.227 3.989 2 Brazil 5,019,2 3 Trung Quốc 1.017 1.004 964 3 Liên minh Châu Âu 570,3 4 Ấn Độ 502 449 462 4 Trung Quốc 486,0 5 Pháp 251 240 219 5 Canada 211,3 6 Đức 202 114 71 6 Thái Lan 79,2 7 Nga 171 198 198 7 Campuchia 74,9 8 Canad a 153 61 61 8 Ấn Độ 52,8 9 Tây Ban Nha 122 93 79 9 Trung Mỹ 39,6 10 Nam Phi 102 103 110 10 Australia 26,4 11 Thái Lan 93 79 74 11 Thỗ Nhĩ Kỳ 15,8 12 Anh Quốc 74 92 106 12 Pakistan 9,2 13 Ukrain e 71 65 66 13 Peru 7,9 14 Ba Lan 66 58 53 14 Argentina 5,2 15 Saudi Arabia 52 32 79 15 Paraguay 4,7 Tổng số 13.48 9 12.15 0 10.770 Tổng số 13.101,7 Năm 2005, Brazil sản xuất 16 tỷ lít etanol, chiếm 1/3 sản xuất toàn cầu. Năm 2006, Brazil đã có trên 325 nhà máy etanol, và khoảng 60 nhà máy khác đang xây cất, để sản xuất xăng etanol từ mía (đường, nước mật, bả mía), và bắp; đã sản xuất 17,8 tỷ lít etanol, dự trù sẽ sản xuất 38 tỷ lít vào năm 2013. Hiện tại, diện tích trồng mía ở Brazil là 10,3 triệu ha, một nửa sản lượng mía dùng sản xuất xăng-etanol, nửa kia dùng sản xuất đường. Dự đoán là Brazil sẽ trồng 30 triệu ha mía vào năm 2020. Vì lợi nhuận khổng lồ, các công ty tiếp tục phá rừng Amazon để canh tác mía, bắp, đậu nành cho mục tiêu sản xuất xăng sinh học vừa tiêu thụ trong nước vừa xuất khẩu. Giá xăng etanol được bán bằng nửa giá xăng thường tại Brazil. Hoa kỳ sản xuất Ethanol chủ yếu từ hạt bắp, hạt cao lương và thân cây cao lương ngọt, và củ cải-đường. Khoảng 17% sản lượng bắp sản xuất hàng năm ở Hoa Kỳ dùng để sản xuất ethanol. Hoa Kỳ đặt chỉ tiêu sản xuất E10 để cung cấp 46% nhiên liệu cho xe hơi năm 2010, và 100% vào 2012. Hãng General Motor đang thực hiện dự án sản xuất E85 từ cellulose (thân bắp), và hiện có khoảng hơn 4 triệu xe hơi chạy bằng E85. Hảng Coskata đang có 2 nhà máy lớn sản xuất xăng ethanol. Hiện tại nông dân Hoa Kỳ chuyển hướng sản xuất lúa mì và bắp cho xăng sinh học, vì vậy số lượng xuất khẩu hạt ngũ cốc giảm từ nhiều năm nay, làm giá nông sản thế giới gia tăng vì giá cả xăng sinh học còn cao hơn xăng thường, chính phủ Mỹ phải trợ cấp khoảng 1,9 USD cho mỗi gallon (=3,78 lít) xăng sinh học, trợ cấp tổng cộng khoảng 7 tỷ USD/năm. Đức là nước tiêu thụ nhiều nhất xăng sinh học trong cộng đồng EU, trong đó có khoảng 0,48 triệu tấn ethanol. Nguyên liệu chính sản xuất etanol là củ cải đường. Pháp là nước thứ hai tiêu thụ nhiều ethanol sinh học trong cộng đồng Âu châu với mức khoảng 1,07 triệu tấn etanol và diesel sinh học năm 2006. Công ty Diester sản xuất diesel sinh học và Téréos sản xuất etanol là 2 đại công ty của Pháp. Thụy Điển có chương trình chấm dứt hoàn toàn nhập khẩu xăng cho xe hơi vào năm 2020, thay vào đó là tự túc bằng xăng sinh học. Hiện nay, 20% xe ở Thụy Điển chạy bằng xăng sinh học, nhất là xăng ethanol. Thụy Điển đang chế tạo xe hơi vừa có khả năng chạy bằng ethanol vừa có khả năng chạy bằng điện. Để khuyến khích sử dụng xăng sinh học, chính phủ Thụy Điển không đánh thuế xăng sinh học, và trợ cấp xăng sinh học rẻ hơn 20% so với xăng thông thường, không phải trả tiền đậu xe ở thủ đô và một số thành phố lớn, bảo hiểm xe cũng rẻ hơn. Vương quốc Anh đặt chỉ tiêu 5% xe giao thông sử dụng xăng sinh học năm 2010. Hiện tại các xe bus đều chạy xăng sinh học. Hảng hàng không Virgin (Anh quốc) bắt đầu sử dụng xăng sinh học cho máy bay liên lục địa. Ở Ân Độ, Chính phủ đã có chính sách sử dụng xăng etanol E5 hiện nay, và E10 và E20 trong những năm tới. Ần Độ gia tăng diện tích trồng cây dầu lai để sản xuất diesel sinh học, và diện tích mía cho sản xuất xăng ethanol. Thái Lan bắt đầu nghiên cứu sản xuất xăng sinh học từ năm 1985. Năm 2001, Thái Lan thành lập Uỷ ban năng lượng sinh học (NLSH) để điều hành và phát triển nghiên cứu NLSH. Xăng E10 đã bắt đầu bán ở các trạm xăng từ 2003. Sử dụng ethanol sinh học: ethanol sinh học chủ yếu được nghiên cứu sử dụng làm nhiên liệu: Ethanol có thể làm phụ gia cấp oxy cho xăng (nồng độ 3%) giảm phát thải khí CO đồng thời làm phụ gia thay thế chì tetraetyl, hoặc cũng có thể thành nguyên liệu sản xuất etylterbutyleter (ETBE)- một phụ gia cho xăng. Ethanol còn được dùng làm yếu tố tăng chỉ số octan cho xăng và qua đó giảm nổ và cải thiện tiếng ồn động cơ. Chỉ số octan ở ethanol cao nên rất thích hợp với hệ đánh lửa động cơ đốt trong của ô tô, song chỉ số xetan thấp nên không thích hợp lắm với động cơ diezel. Giải pháp kỹ thuật đối với điều này là người ta sẽ đưa vào nhiên liệu một lượng nhỏ dầu diezel hoặc là sử dụng phụ gia.  !,#-.)*/012'3&4$4  P#Q$$5!H2 $+,! R K;)B2S97#G 1 Công thức hóa học C 2 H 5 OH C 4 H 9 -OC 2 H 5 C 8 H 15 2 Khối lượng phân tử (kg/kmol) 46 102 111 3 Chỉ số octan (RON) 109 118 97 4 Chỉ số octan (MON) 92 105 86 5 Chỉ số xetan 11 - 8 6 Áp lực bay hơi Reid là chỉ số đo độ bay hơi của nhiên liệu (kPa) ở 15 0 C 16,5 28 0 7 Khối lượng riêng (kg/l) ở 15 0 C 0,80 0,74 75 8 Giá trị calo thấp hơn (MJ/kg) ở 15 0 C 26,4 36 0,75 Chỉ số octan của ethanol cao hơn xăng nên có tác dụng giảm tiếng ồn động cơ tốt hơn, hơn nữa ethanol chứa oxy nên hiệu quả nhiên liệu ở động cơ được cải thiện hơn. Pha trộn với tỉ lệ hợp lý giữa etanol và xăng sẽ làm tăng hiệu quả động cơ xe. Các loại xe chạy nhiên liệu xăng pha ethanol được gọi là xe chạy nhiên liệu gasohol. Thông thường gasohol có tỉ lệ pha trộn 10% etanol 90% xăng không pha chì (E10). Nếu xe được cải thiện bộ phận đánh lửa ở động cơ, có thể chạy với nhiên liệu gasohol E85 (85% etanol và 15% xăng). Đa số các loại xe thiết kế ở Mỹ hiện nay có thể chạy nhiên liệu tùy ý cả E85 lẫn chạy hoàn toàn xăng (E0). Dùng gasohol có tỷ lệ pha trộn từ 10 - 30% etanol vào xăng thì không cần cải tiến động cơ xe. Xu hướng sản xuất etanol từ nguyên liệu SK (sinh khối). Theo nhận định của ông Donald Coxe, nhà chiến lược hàng đầu, của tập đoàn tài chính BMO Canada, một cuộc khủng hoảng lương thực mới đang xuất hiện và sẽ trở nên trầm trọng hơn bất kỳ cuộc khủng hoảng lương thực nào trước đây thế giới từng chứng kiến. Việc sử dụng đất để trồng cây nguyên liệu sản xuất nhiên liệu sinh học có thể ảnh hưởng đến nguồn cung cấp lương thực, hoặc làm tăng giá lương thực, đặc biệt đối với các nước đang phát triển. Khi nông dân trồng cây nguyên liệu có lợi hơn trồng cây lương thực sẽ làm giảm sản lượng lương thực. Để giải quyết nguồn nguyên liệu SK sản xuất năng lượng sinh học, ngoài cây lương thực, các quốc gia có nguy cơ thiếu nhiều năng lượng đang tìm kiếm các nguồn cây trồng khác có thể canh tác trên đất hoang hóa, trên cạn, dưới nước, đồng thời tích cực tìm kiếm công nghệ mới thu hiệu suất cao, tiết kiệm nguyên liệu, hạ giá thành. Tính toán sản lượng lý thuyết ethanol từ 1 tấn nguyên liệu khô như bảng I.3  !5#- %64"789:.[4] )2S5!H2 0!9:)'TQ$B$*,!U$2S6G#$, <V3)2S5!H2W$X Gallons Lít Hạt bắp ngô 124,4 470,854 Thân và lá bắp ngô 113,0 427,705 Rơm rạ 109,9 415,971 Phế phẩm của bông sợi 56,8 214,988 Phế phẩm lâm nghiệp 81,5 308,477 Mạt cưa 100,8 381,528 Bã mía 111,5 422,027 Giấy vụn 116,5 439,817 ../$$/$)$5#@2@)'()$5!H2%$$-#MH+<[5] Đứng trước cuộc khủng hoảng năng lượng trên, Việt Nam cũng đã tiến hành nghiên cứu sử dụng các dạng năng lượng tái tạo. Trong đó năng lượng sinh học rất được chú ý. Các cuộc hội thảo diễn ra vào tháng 7/2006 tại Tp. Hồ Chí Minh và tháng 10/2007 tại Hà Nội đã thu hút sự chú ý của hàng trăm nhà khoa học và kinh doanh chung quanh vấn đề xăng sinh học. Qua các cuộc hội thảo này một số chuyên gia và nhà kinh doanh đã đề cập tới vấn đề sử dụng lúa gạo, mía đường, soughum, cây dầu lai (miền Bắc gọi là cây dầu mè - Jatropha curcas), mỡ cá ba sa (khoảng 40.000 tấn/năm). Hội thảo cũng đề cập đến 3 lý do chính hạn chế phát triển xăng sinh học là: (i) số lượng nguyên liệu sản xuất xăng sinh học là tinh bột ngủ cốc, mật rỉ đường và mỡ cá ba sa còn hạn chế; (ii) chưa có đầu tư thích đáng vì chưa có hỗ trợ của Chính phủ, (iii) Chính phủ chưa có chính sách, chiến lược phát triển NLSH. Các nhà khoa học và kinh doanh đang mong chờ Chính phủ ban hành chính sách và luật lệ rõ ràng. Nhiều công ty đã sẵn sàng đầu tư nghiên cứu phát triển NLSH như mía đường Lam Sơn ở Thanh Hoá, Sài Gòn Petro, Công ty Rượu Bình Tây, Công ty Chí Hùng, v.v Tuy nhiên chưa có một nhà kinh doanh nào dám mạnh dạn đầu tư nghiên cứu khi chính phủ chưa có chính sách quy định cụ thể. “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025" đã được Chính phủ phê duyệt vào ngày 20/11/2007 theo đó “Giai đoạn 2011-2015, sẽ phát triển mạnh sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học thay thế nhiên liệu truyền thống, mở rộng quy mô sản xuất và mạng lưới phân phối phục vụ cho giao thông và các ngành sản xuất công nghiệp khác. Đến năm 2020, công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học ở Việt Nam sẽ đạt trình độ tiên tiến trên thế giới, với sản lượng đạt khoảng 5 tỷ lít xăng E10 và 500 triệu lít dầu biodiesel B10/năm”. Việt Nam với đất hẹp (diện tích canh tác khoảng 9,3 triệu ha), dân số đông (85 triệu năm 2007), trung bình mỗi đầu người 0,11 ha), lại nghèo (GDP trung bình là US$ 726/đầu người năm 2006), vùng sản xuất nông nghiệp chính là đồng bằng Cửu Long và Sông Hồng đã quá tải. Đất canh tác hiện nay phải tiếp tục sản xuất lương thực thiết yếu cho đời sống người dân. Vì vậy, Việt Nam phải tìm nguồn nguyên liệu thực vật nào để sản xuất xăng sinh học mà không ảnh hưởng đến sản xuất và cung cấp lương thực. Cụ thể là: (i) không ảnh hưởng đến diện tích đất trồng cây lương thực, chăn nuôi gia súc, nuôi cá tôm hiện tại; (ii) không được phá thêm rừng; (iii) thích hợp trên diện tích đất bỏ hoang cằn cỗi, sa mạc hoá, tổng cộng khoảng 10 triệu ha, gồm đất đồi trọc ở Miền Bắc (4,77 triệu ha), Bắc Trung Bộ (1,9 triệu ha), phía Nam Trung Bộ (1,63 triệu ha), và Tây nguyên (1,05 triệu ha, (iv) có hiệu quả kinh tế cao; (v) tăng lợi nhuận, giúp xoá đói giảm nghèo cho nông dân. Hiện nay, cây lúa miến ngọt (sweet sorghum) là một cây trồng được quan tâm trrong nghiên cứu sản xuất ethanol sinh học: Trồng cây lúa miến ngọt trong mùa hạn trên vùng ruộng sạ ở đồng bằng Cửu Long. Trước 1960, sau khi gặt lúa sạ, tại An Giang Châu Đốc đất bỏ hoang từ tháng 1 đến tháng 5 dương lịch là lúc mùa khô, thiếu nước canh tác. Bắt đầu khoảng sau 1965, nông dân trồng cây lúa miến trong các tháng mùa khô trên đất thiếu nước để làm thức ăn cho gia súc và cá, và lúa thuần nông trên một số ruộng đất dọc sông rạch có khả năng bơm nước. Hiện nay, đa số đất còn bỏ hoang trong mùa khô vì thiếu nước, hay không có lợi khi canh tác lúa (vì giá xăng, phân, thuốc quá cao). Lúa miến chịu hạn hán, chịu được đất phèn, đất mặn, đất kiềm, chịu được nước ngập, ít sâu bọ bệnh tật, ít đòi hỏi phân bón, ít tốn nước tưới (chỉ bằng 1/4 nhu cầu nước của mía). Đây là loại cây trồng phù phợp với đất vùng Tứ Giác Long Xuyên. Y$+,!%$$-# YZ$[H< Ethanol sinh học (Bio-ethanol) được sản xuất từ các loại nguyên liệu thực vật chứa đường bằng phương pháp lên men vi sinh hoặc từ các loại nguyên liệu chứa tinh bột và cellulose thông qua phản ứng trung gian thủy phân thành đường. hiện nay trên thế giới, nguyên liệu chứa đường và tinh bột được sử dụng phổ biến do chi phí sản xuất thấp. Y.Q$#$3!U$\+$-##=+*$+,! Tính chất lý học: Ethanol hay Rượu etylic là một chất lỏng, không màu, mùi thơm dễ chịu, vị cay, nhẹ hơn nước (khối lượng riêng 0,7936 g/ml ở 15 o C), sôi ở nhiệt độ 78,39 o C, hóa rắn ở -114,15 o C, tan trong nước vô hạn. Độ nhớt của etanol là 1,200 cP ở 20 o C Tính chất hóa học: Ethanol là rượu no, đơn chức, có công thức C 2 H 5 OH. Ethanol mang đầy đủ tính chất của một rượu đơn chức như phản ứng thể với kim loại kiềm, phản ứng este hóa, phản ứng loại nước hay phản ứng tách nước, phản ứng oxi hóa thành andehyt, axit hay CO 2 tùy theo điều kiện phản ứng. Ngoài ra etanol còn có một số phản ứng riêng như sau: Phản ứng tạo ra butadien -1,3: cho hơi rượu đi qua chất xúc tác hỗn hợp, ví dụ Cu + Al 2 O 3 ở 380-400 0 C, lúc đó xảy ra phản ứng tách loại nước . .  >  . ]E . ]^. . ^ . Phản ứng lên men giấm: oxi hóa rượu etylic 10 độ bằng oxi không khí có mặt men giấm ở nhiệt độ khoảng 25 0 C. [...]... khác Do đó, dự án lựa chọn lúa miến ngọt (sweet sorghum) để nghiên cứu quá trình tổng hợp ethanol sinh học (Bio -Ethanol) vì những tính chất ưu việt của nó II.1 Tổng quan về nguyên liệu Lúa miến ngọt (Sorghum) là loại cây có tỷ lệ đường và protein cao, chất béo thấp, sinh khối cao so với các loại cây trồng khác như: ngô, lúa Phần lớn sinh khối cây lúa miến dùng để sản xuất ethanol sinh học (thân), một... nhiên liệu thì phải có thêm công đoạn tách nước làm khan cồn I.5.3.1 Khả năng sản xuất ethanol sinh học từ cây lúa miến ngọt (sweet sorghum) Sơ lược về cây lúa miến ngọt: Lúa miến hay Cao lương (danh pháp khoa học: Sorghum) là một chi của khoảng 30 loài thực vật trong họ Hòa thảo (Poaceae) Hình I.1: Cây lúa miến Lúa miến ngọt như mía, trông giống như bắp, cực kỳ dễ trồng, không những có thể làm thức... loại lương thực chứa tinh bột để sản xuất ethanol như: Sắn, ngô, gạo gây thiếu hụt lương thực CHƯƠNG 2 SẢN XUẤT ETHANOL TỪ CÂY LÚA MIẾN NGỌT II.2 Xu hướng sản xuất ethanol từ cây lúa miến hiện nay Theo nghiên cứu Almodares và Hadi (2009), lúa miến ngọt có 2 bộ phận sử dụng để sản xuất ethanol là dịch đường và bã thân cây Kết quả nghiên cứu dựa trên những tổng hợp và đánh giá của các công ty tại Ấn... pháp sản xuất ethanol I.4.1 Công nghệ sản xuất ethanol tổng hợp Tổng hợp ethanol có nghĩa là sản xuất ethanol bằng phương pháp hoá học, trên thế giới người ta sản xuất ethanol bằng nhiều phương pháp khác nhau Trong công nghệ tổng hợp hoá dầu ethanol được sản xuất bằng dây chuyền công nghệ hydrat hoá đối với khí etylen hoặc công nghệ cacbonyl hoá với methanol Sơ đồ I.1: Sản xuất ethanol từ etylen Hydrat... trong quá trình sản xuất ethanol từ cellulose II.3.2 Quy trình tổng hợp ethanol Về nguyên tắc, quá trình sản xuất ethanol từ các nguồn nguyên liệu chứa cellulose cũng giống như từ tinh bột hay rỉ đường Nó bao gồm ba bước cơ bản:    Xử lí nguyên liệu Đường hoá và lên men Tinh chế sản phẩm (chưng cất, tách nước, bốc hơi, tách lỏng rắn) Sơ đồ tổng quan quá trình sản xuất ethanol từ cellulose: II.2 Sơ... tấn) 9768,97 674,50 21056,19 21903,22 2695,38 Ưu điểm của cây lúa miến: Lúa miến ngọt có thể trồng trong điều kiện khô hạn, khí hậu nóng, chịu được mặn và ngập úng Do cây thân thiện với những vùng đất khô cằn, đất trống đồi trọc ở các quốc gia nghèo nên nông dân không cần phải chặt phá rừng để lấy đất trồng như đối với cây dầu cọ hay mía Trồng lúa miến ngọt không đòi hỏi nhiều nước nên hạn chế tối đa việc... làm khan để sản xuất ethanol có nồng độ cao để phối trộn vào xăng I.5 Các nguồn nguyên liệu để sản xuất ethanol sinh học Nguồn nguyên liệu để sản xuất ethanol sinh học chủ yếu từ:  Các loại nguyên liệu chứa đường: mía, củ cải đường, lúa miến  Các loại nguyên liệu chứa tinh bột: sắn, ngô, gạo, lúa mạch, lúa mì…  Các loại nguyên liệu chứa cellulose I.5.1 Sản xuất ethanol sinh học từ nguyên liệu chứa... nghiệp Trong chương này, chúng tôi chỉ đề cập chi tiết tới hai thành phần chính của cây lúa miến là dịch ngọt và bã là hai nguyên liệu; mà hiện nay đa số các công ty đang dùng để sản xuất ethanol II.3 SẢN XUẤT ETHANOL TỪ NGUYÊN LIỆU CELLULOSE (BÃ THÂN CÂY) Bã thu được sau quá trình nghiền, ép thân cây và loại bỏ dịch đường Cũng giống như rơm dạ, thân bắp hay cỏ dại chúng có thành phần cấu tạo... đó hexose có khả năng lên men tạo ethanol còn pentose không có khả năng này Lignin: Là hợp chất thơm cao phân tử Hàm lượng dao động tùy từng loại thực vật cụ thể Ở rơm rạ: hàm lượng lignin chiếm 17÷19% khối lượng rơm lúa mì và 12% ở rơm lúa gạo Trong quá trình sản xuất ethanol từ cellulose thì nó hoàn toàn không bị thủy phân để tạo các hợp chất có khả năng lên men tạo ethanol Vì vậy lignin là thành phần... đến mức 99,6% (mức tối thiểu) Quá trình sản xuất ethanol từ hạt lúa miến ngọt giống như từ hạt bắp Hạt sau khi rửa sạch, xay nát Nguyên liệu tinh bột được nấu thành gelatin, hóa lỏng và hóa đường sử dụng men α-amylase và glucoamylase để tạo ra glucose Lên men, cô đặc và khử nước giống như thân lúa miến ngọt Tuy nhiên các phụ phẩm từ hạt không giống như từ thân vì các viên khô dễ tan có hàm lượng chất . giảm nghèo cho nông dân. Hiện nay, cây lúa miến ngọt (sweet sorghum) là một cây trồng được quan tâm trrong nghiên cứu sản xuất ethanol sinh học: Trồng cây lúa miến ngọt trong mùa hạn trên vùng. hành và phát triển nghiên cứu NLSH. Xăng E10 đã bắt đầu bán ở các trạm xăng từ 2003. Sử dụng ethanol sinh học: ethanol sinh học chủ yếu được nghiên cứu sử dụng làm nhiên liệu: Ethanol có thể làm. đất.[6] D[#L$9e)L$[L%0123*$+,! DX))$H%0123*$+,!8)$:L Tổng hợp ethanol có nghĩa là sản xuất ethanol bằng phương pháp hoá học, trên thế giới người ta sản xuất ethanol bằng nhiều phương pháp khác nhau. Trong công nghệ tổng hợp hoá dầu ethanol

Ngày đăng: 04/12/2014, 15:13

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan