XỬ LÝ CHẤT BÃ TỪ ÉP DẦU CÂY HỌ ĐẬU BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN ETHANOL
NỘI DUNG TRÌNH BÀY
GIỚI THIỆU VỀ NĂNG LƯỢNG SINH HỌC TỪ LÊN MEN RƯỢU ETHANOL
CÁC CÂY HỌ ĐẬU DÙNG LÀM LÊN MEN ETHANOL
QUY TRÌNH LÊN MEN ETHANOL BẰNG VI SINH VẬT
TỔNG KẾT
NĂNG LƯỢNG SINH HỌC TỪ LÊN MEN RƯỢU
Ethanol là loại thông dụng nhứt trên thế giới, đặc biệt dùng làm nhiên liệu sinh học cho vận chuyển. Trong năm 2003, độ 5% ethanol trên thế giới là nhiên liệu dùng cho xe ô tô (http://www.meti.go.jp/report/downloadfiles/
g30819b40j.pdf). Ethanol được sản xuất từ cây mía, bã mía, bắp, thân và hạt lúa miến, củ cải đường, lúa mạch, đai, bố, khoai tây, khoai lang, trái quả, hoa hướng dương, rơm rạ và các loại sinh khối khác. Ngoài ra ethanol còn được lên men từ các phế phẩm của ép dầu thực vật từ cây họ đậu có nguồn tinh bột như: đậu phộng, đậu nành.Trước khi lên men, các yếu tố được dùng thủy phân các chất tinh bột, chất mộc cellulose thành phân tử đường. Từ đó, chất đường glucose được phân tích thành 2 phân tử: ethanol và carbon dioxide (Wikipedia: ethanol fuel):
C6H12O6 → 2C2H6O + 2CO2
Rượu ethanol (C2H6O) được dùng làm nhiên liệu ô tô sẽ bị đốt cháy với hòa trộn oxygen trong động cơ để sản xuất carbon dioxide, nước và nhiệt lượng:
C2H6O + 3O2 → 2CO2 + 3H2O
Tổng hợp hai công thức trên như sau:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + nhiệt lượng
Nhiệt lượng dùng chạy máy, còn carbon dioxide là loại khí thải làm hâm nóng bầu không khí.
Quá trình sản xuất rượu ethanol làm nhiên liệu sinh học sạch gồm có 3 giai đoạn:
(i) Lên men chất đường với chất men (microbial yeast). Hiệu năng sản xuất ethanol của mía đường cao gấp 6 lần so với bắp.
(ii) Cất rượu: Rượu ethanol dùng để làm nhiên liệu cho xe ô tô phải chứa rất ít nước bằng phương pháp cất rượu, nhưng rượu thuần chỉ đạt đến giới hạn 95-96%. Loại rượu này có thể dùng chạy máy, nhưng không thể hòa trộn với dầu xăng.
(iii)Làm khô: Đây là phương pháp làm ròng rượu ethanol bằng cách dùng sàng phân tử ZEOCHEM Z3-03, hoặc thêm chất hydrocarbon benzene hoặc dùng chất calcium oxide như là chất làm khô để khử nước trong rượu.
Các loại rượu ethanol có thể dùng riêng rẽ hoặc hòa trộn với xăng dầu, và các nhà chế tạo xe ô tô hiện nay sản xuất nhiều loại xe có thể chạy bằng chất hỗn hợp một cách an toàn. Nếu chỉ dùng ethanol để chạy xe thì độ thuần rượu phải tối thiểu 71% (Aakko and Nylund, 2004). Dĩ nhiên, càng ít chất ethanol và nhiều nước công suất của máy càng giảm. Hơn nữa, rượu ethanol có năng lượng kém hơn xăng dầu. Một cách tổng quát, rượu ethanol khô (không chứa nước) cung cấp 1/3 năng lượng thấp hơn cho mỗi đơn vị thể tích, so với xăng; vì thế cần có bình chứa to hơn và cần rượu ethanol nhiều hơn để xe chạy cùng khoảng cách so với xăng. Rượu ethanol thường có đặc tính làm xói mòn các vật chứa trong hệ thống nhiên liệu, từ bình chứa đến bộ phận nổ của đầu máy. Do đó, tùy theo mỗi nước, nhà sản xuất thường hòa trộn rượu ethanol với xăng dầu ở mức độ nào đó. Ở Brazil, xăng trộn với 23% ethanol kể từ 2006, ở Mỹ 10%. Hiện nay, có nhiều loại xe được chế tạo để sử dụng loại xăng trộn này với động cơ có hệ thống vi tính điều khiển pha trộn hiệu quả cao cho các tỉ lệ ethanol/xăng khác nhau, từ 0 đến 100% ethanol.
