Luận án Nghiên cứu xác định các thông số công nghệ xử lý rong lục Việt Nam và lên men ethanol góp phần phát triển cồn nhiên liệu

Khi nhu cầu năng lượng thế giới tiếp tục tăng và nguồn nhiên liệu hóa thạch đang giảm,

nhiên liệu sinh học là giải pháp thay thế thích hợp. Ethanol là sản phẩm nhiên liệu được sử

dụng phổ biến nhất và được nhiều quốc gia tập trung nghiên cứu. Ethanol thường được sản

xuất từ tinh bột, đường mía và phụ phẩm nông nghiệp. Tuy nhiên việc sử dụng các sản phẩm

nông nghiệp làm nguồn nguyên liệu sản xuất ethanol còn có hạn chế là chiếm một lượng lớn

đất nông nghiệp, cũng như nguồn nước, thời gian và công chăm sóc, canh tác Hơn thế nữa

vấn đề này cũng đang đối mặt với những ý kiến chỉ trích cho rằng không thể sử dụng các sản

phẩm nông nghiệp để sản xuất ethanol trong khi mỗi ngày trên thế giới có hàng triệu người

chết đói vì thiếu lương thực.

Trước tình hình đó, hàng loạt các nghiên cứu nhằm tìm ra một nguồn nguyên liệu mới

trong việc sản xuất cồn sinh học được đẩy mạnh. Trong đó rong biển là một lựa chọn thích

hợp và đang được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm. Rong biển có sản lượng tự nhiên lớn,

vòng đời sinh trưởng ngắn, dễ thu hoạch, giá thành rẻ và nuôi trồng thu được sinh khối lớn.

Hàm lượng carbohydrate trong một số loài rong cao từ 40 - 79,4 %, rong có lignin thấp dễ

thủy phân, thành phần đường chủ yếu là đường 6 carbon nên dễ dàng lên men tạo ethanol.

Việt Nam có bờ biển dài hơn 3200 km có chứa sinh khối rong biển rất lớn, trong đó rong

lục là phổ biến nhất. Ước tính mỗi năm có khoảng 2 triệu tấn khô được tạo thành. Tuy nhiên

nguồn sinh khối này vẫn chưa được sử dụng hợp lý, chỉ có số ít loài được nghiên cứu chế

biến các sản phẩm sinh học, số còn lại tự phân hủy ngoài tự nhiên gây hiện tượng ô nhiễm. Vì

vậy nghiên cứu sản xuất ethanol từ rong lục là một giải pháp thích hợp để tạo ra nhiên liệu

sạch, giải quyết ô nhiễm môi trường và gia tăng lợi ích kinh tế cho người dân ven biển.

Để sản xuất được ethanol nhiên liệu từ rong lục, cần phải tiến hành các bước: lựa chọn

đối tượng rong lục thích hợp, đảm bảo sinh khối ổn định bằng tiến hành nuôi trồng gia tăng

sinh khối, sử dụng các kỹ thuật xử lý nguyên liệu, tìm các phương pháp thích hợp để đường

hóa rong lục và lên men tạo ethanol. Về nghiên cứu sản xuất ethanol nhiên liệu từ rong lục tại

Việt Nam hiện nay mới được đề cập tuy vậy vẫn chưa có nghiên cứu cụ thể. Do đó, chúng tôi

tiến hành đề tài “Nghiên cứu xác định các thông số công nghệ xử lý rong lục Việt Nam và

lên men ethanol góp phần phát triển cồn nhiên liệu” để đưa ra được một cách hoàn chỉnh

công nghệ lên men ethanol từ nguồn sinh khối rong lục.

pdf 149 trang dienloan 8060
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận án Nghiên cứu xác định các thông số công nghệ xử lý rong lục Việt Nam và lên men ethanol góp phần phát triển cồn nhiên liệu", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận án Nghiên cứu xác định các thông số công nghệ xử lý rong lục Việt Nam và lên men ethanol góp phần phát triển cồn nhiên liệu

Luận án Nghiên cứu xác định các thông số công nghệ xử lý rong lục Việt Nam và lên men ethanol góp phần phát triển cồn nhiên liệu
i 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan, luận án này là kết quả nghiên cứu của tôi trong thời gian 
qua. Những kết quả và số liệu trình bày trong luận án là kết quả nghiên cứu của tôi, 
không sao chép bất kỳ nguồn nào khác, hoàn toàn trung thực và chưa được tác giả 
khác công bố. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về kết quả trình bày trong luận án 
này. 
Hà Nội, ngày tháng năm 2017 
Thay mặt tập thể hướng dẫn 
PGS TS. Nguyễn Thanh Hằng 
 Nghiên cứu sinh 
Võ Thành Trung 
 ii 
LỜI CẢM ƠN 
Trong thời gian thực hiện công trình nghiên cứu tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, 
đóng góp ý kiến và chỉ bảo chân tình của các thầy cô, bạn đồng nghiệp và các cơ quan. 
Trước hết cho tôi gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới PGS. Nguyễn 
Thanh Hằng – Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Viện Công nghệ sinh học và Công nghệ 
Thực phẩm, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội và TS. Lê Như Hậu phòng Vật liệu hữu cơ 
từ Tài nguyên Biển, Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang đã tận tình 
hướng dẫn và định hướng cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu để hoàn thành bản luận 
án này. 
Tôi xin cảm ơn tới các thầy cô giáo thuộc Viện Công nghệ sinh học và Công nghệ 
thực phẩm, Trường đại học Bách Khoa Hà Nội đã giúp đỡ và góp ý cho tôi rất nhiều trong 
quá trình học tập và nghiên cứu. 
Nhân dịp này cho tôi gửi lời cảm ơn tới PGS. Bùi Minh Lý, Viện trưởng -Viện 
Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho 
tôi học tập và nghiên cứu. 
Tôi xin cảm ơn GS. Hee Chul Woo, Viện Công nghệ Sản xuất Sạch, Đại học Quốc 
gia Pukyong Hàn Quốc đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được nghiên cứu tại phòng thí 
nghiệm của giáo sư. 
Tôi xin cảm ơn các giáo sư, phó giáo sư, tiến sĩ là chủ tịch hội đồng, phản biện, thư 
ký và ủy viên hội đồng đã dành thời gian quý báu để đọc tham gia hội đồng chấm luận án 
với những góp ý cụ thể, những gợi ý bổ ích, giúp tôi hoàn thiện tốt hơn các nội dung 
nghiên cứu của luận án. 
Tôi cũng vô cùng cảm ơn sự khích lệ, động viên và giúp đỡ hết sức nhiệt tình của 
gia đình, bè bạn và đồng nghiệp đã dành cho tôi để tôi hoàn thành bản luận án nghiên cứu 
này. 
Hà Nội,ngày tháng năm 2017 
Võ Thành Trung 
 iii 
MỤC LỤC 
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................. I 
MỞ ĐẦU............................................................................................................................... 1 
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN ................................................................................................ 3 
1.1 RONG BIỂN ............................................................................................................... 3 
1.1.1 Phân loại rong biển .............................................................................................. 3 
1.1.2 Thành phần hóa học của các loại rong biển ........................................................ 4 
1.1.3 Rong lục ................................................................................................................ 6 
1.2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ETHANOL TỪ RONG BIỂN ......................................... 7 
1.2.1 Tiềm năng rong biển để sản xuất ethanol ............................................................ 7 
1.2.2 Quá trình xử lý sơ bộ nguyên liệu rong biển ........................................................ 9 
1.2.3 Quá trình thủy phân rong biển ............................................................................. 9 
1.2.4 Quá trình lên men ethanol từ dịch thủy phân rong biển .................................... 17 
1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT ETHANOL TỪ NGUYÊN LIỆU 
RONG BIỂN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM ........................................................... 24 
1.3.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất ethanol từ nguyên liệu rong biển trên thế giới
 ..................................................................................................................................... 24 
1.3.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất ethanol từ nguyên liệu rong biển ở Việt Nam
 ..................................................................................................................................... 27 
CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................. 30 
2.1 VẬT LIỆU ................................................................................................................. 30 
2.1.1. Rong lục ............................................................................................................. 30 
2.1.2 Chế phẩm Enzyme .............................................................................................. 30 
2.1.3 Chế phẩm nấm men ............................................................................................ 30 
2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................................................................... 31 
2.2.1 Các phương pháp phân tích ............................................................................... 31 
2.2.2 Phương pháp toán học ....................................................................................... 42 
2.2.3 Thiết kế các nghiên cứu ...................................................................................... 43 
CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................... 51 
3.1 LỰA CHỌN RONG LỤC VÀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC RONG LU C VIÊ T NAM
 ......................................................................................................................................... 51 
3.1.1 Lựa chọn các loài rong lục Vi t Nam ............................................................ 51 
 iv 
3.1.2 Thành phần hóa học của các loài rong đư c chọn ............................................ 53 
3.1.3 Nghiên cứu biến động thành phần hóa học của rong lục Chaetomorpha linum 
Cladophora socialis theo chu k s ng ......................................................................... 56 
3.1.4 Thành phần các loại đường của rong Chaetomorpha linum và Cladophora 
socialis ......................................................................................................................... 61 
3.2 NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN RONG CHAETOMORPHA LINUM64 
3.2.1 Nghiên cứu xử lý nguyên liệu rong Chaetomorpha linum trước thủy phân ....... 64 
3.2.2 Nghiên cứu quá trình thủy phân rong lục bằng axit........................................... 66 
3.2.3 Nghiên cứu quá trình thủy phân rong lục bằng chế phẩm enzyme thương mại . 75 
3.3 NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH LÊN MEN ETHANOL TỪ DỊCH THỦY PHÂN 
RONG CH. LINUM ........................................................................................................ 88 
3.3.1Tuyển chọn chủng nấm men trên dịch thủy phân rong Ch.linum bằng axit ........ 88 
3.3.2 Tuyển chọn chủng nấm men trên dịch thủy phân rong Ch.linum bằng chế phẩm 
enzyme ......................................................................................................................... 89 
3.3.3 Các yếu t ảnh hưởng đến quá trình lên men của dịch thủy phân bằng axit và 
enzyme bởi chế phẩm nấm men Red Ethanol .............................................................. 91 
3.3.4 T i ưu hóa điều kiện lên men dịch thủy phân rong Ch.linum bằng axit bởi chế 
phẩm nấm men Red Ethanol ........................................................................................ 96 
3.4 KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH ĐƢỜNG HÓA VÀ LÊN MEN ĐỒNG THỜI (SSF) CỦA 
DỊCH RONG LỤC SAU TIỀN XỬ LÝ ......................................................................... 102 
4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 105 
4.1 KẾT LUẬN .............................................................................................................. 105 
4.2 KIẾN NGHỊ ............................................................................................................ 106 
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 108 
PHỤ LỤC ......................................................................................................................... 116 
 v 
DANH MỤC BẢNG 
Bảng 1. 1 Thành phần hóa học của rong biển ....................................................................... 4 
Bảng 1. 2 So sánh năng suất nuôi trồng của các nguồn sinh khối ......................................... 7 
Bảng 1. 3 Thành phần hóa học rong biển và đường tạo thành bởi thủy phân của các loài 
rong biển ................................................................................................................................ 9 
Bảng 1. 4 Vi sinh vật lên men ethanol/butanol từ sinh khối rong biển ............................... 21 
Bảng 1. 5 Diện tích và sản lượng tại thời điểm khảo sát (2009) và dự kiến đến năm 2015 ....... 28 
Bảng 3. 1 Lựa chọn các loài rong lục ở Việt Nam .............................................................. 51 
Bảng 3. 2 Thành phần hóa học của các loài rong lục được chọn ........................................ 54 
Bảng 3. 3 Biến động sinh lượng rong lục trong một vụ trồng vào mùa thuận lợi ............... 56 
Bảng 3. 4 Năng suất thu hoạch của các đối tượng rong lục được nuôi trồng luân canh trong 
ao đầm tại miền Trung ......................................................................................................... 57 
Bảng 3. 5 Thành phần carbonhydrate của sinh khối rong Ch.linum ................................... 62 
Bảng 3. 6 Thành phần các loại đường của rong Cladophora socialis ................................. 63 
Bảng 3.7 Ảnh hưởng của muối NaCl trong nguyên liệu đến quá trình thủy phân rong Ch. 
linum .................................................................................................................................... 65 
Bảng 3. 8 Ảnh hưởng của kích thước rong đến quá trình thủy phân rong Ch. linum ......... 66 
Bảng 3. 9 Ảnh hưởng của tỷ lệ rong trong dung dịch đến quá trình thủy phân rong Ch. 
linum .................................................................................................................................... 66 
Bảng 3. 10 Khoảng xác định của các yếu tố như sau .......................................................... 69 
Bảng 3. 11 Mức thí nghiệm ................................................................................................. 70 
Bảng 3. 12 Ma trận thực nghiệm ......................................................................................... 70 
Bảng 3. 13 Kết quả tính bước chuyển động (∆j) của các yếu tố ......................................... 71 
Bảng 3. 14 Tối ưu hóa điều kiện thủy phân rong theo Box-wilson ..................................... 71 
Bảng 3. 15 Thành phần và hàm lượng của các loại đường trong dịch thủy phân rong Ch. 
linum bằng axit .................................................................................................................... 73 
Bảng 3. 16 Thành phần dịch thủy phân rong lục bằng axit ................................................ 74 
Bảng 3. 17 Ảnh hưởng của nồng độ axit đến quá trình tiền xử lý rong lục ........................ 75 
Bảng 3. 18 Hoạt độ các loại enzyme trong chế phẩm enzyme Viscozyme L và Cellulase 76 
Bảng 3. 19 Khả năng thủy phân rong Ch.limum thành đường bởi các chế phẩm enzyme 
thương mại ........................................................................................................................... 77 
Bảng 3. 20 Khoảng xác định của các yếu tố trong tối ưu thủy phân bằng enzyme ............. 81 
Bảng 3. 21 Mức thí nghiệm trong tối ưu thủy phân bằng enzyme ...................................... 81 
 vi 
Bảng 3. 22 Ma trận thực nghiệm trong tối ưu thủy phân bằng enzyme .............................. 82 
Bảng 3. 23 Kết quả tính bước chuyển động (∆j) của các yếu tố trong tối ưu thủy phân bằng 
enzyme ................................................................................................................................. 82 
Bảng 3. 24 Tối ưu hóa điều kiện thủy phân rong Ch. linum bằng enzyme ......................... 83 
Bảng 3. 25 Thành phần và hàm lượng của các loại đường trong dịch thủy phân rong Ch. 
linum bằng chế phẩm enzyme Viscozyme L ....................................................................... 85 
Bảng 3. 26 Thành phần dịch thủy phân rong Chaetomorha linum bằng chế phẩm enzyme86 
Bảng 3. 27 Hiệu suất thủy phân rong Ch. linum bằng axit và bằng chế phẩm enzyme 
Viscozyme L ........................................................................................................................ 87 
Bảng 3. 28 Khả năng lên men ethanol dịch thủy phân rong Ch.linum bằng axit bởi các 
chủng nấm men khác nhau .................................................................................................. 88 
Bảng 3. 29 Kết quả lên men ethanol và hiệu suất của các chủng nấm men trong môi trường 
dịch thủy phân rong lục bằng axit được xác định bằng HPLC ............................................ 89 
Bảng 3. 30 Khả năng lên men ethanol dịch thủy phân rong Ch.linum bằng chế phẩm 
enzyme bởi các chủng nấm men khác nhau ........................................................................ 90 
Bảng 3. 31 Kết quả lên men ethanol và hiệu suất của các chủng nấm men trong môi trường dịch 
thủy phân rong Ch. linum bằng chế phẩm enzyme được xác định bằng HPLC ........................... 90 
Bảng 3. 32 Ảnh hưởng của nguồn nito đến quá trình lên men dịch thủy phân rong lục ..... 91 
Bảng 3. 33 Khoảng xác định của các yếu tố trong lên men dich thủy phân bằng axit ........ 96 
Bảng 3. 34 Mức thí nghiệm trong lên men dich thủy phân bằng axit ................................. 96 
Bảng 3. 35 Ma trận thực nghiệm trong lên men dịch thủy phân bằng axit ......................... 97 
Bảng 3. 36 Kết quả tính bước chuyển động (∆j) của các yếu tố trong lên men dich thủy 
phân bằng axit ...................................................................................................................... 98 
Bảng 3. 37 Tối ưu hóa điều kiện lên men dịch thủy phân rong lục bằng axit theo Box-
wilson .................................................................................................................................. 98 
Bảng 3. 38 Hàm lượng các loại đường và ethanol biến đổi trong quá trình lên men từ dịch 
thủy phân axit ...................................................................................................................... 99 
Bảng 3. 39 Hàm lượng các loại đường và ethanol biến đổi trong quá trình lên men từ dịch 
thủy phân rong lục bằng enzyme ....................................................................................... 100 
Bảng 3. 40 Hiệu suất lên men ethanol của quá trình lên men từ dịch thủy phân rong lục 
bằng axit và bằng chế phẩm enzyme ............................................... ... romorpha prolifera. Food Science Biotechnology 19(2) 525-533 
 113 
65. Nadja S.J., Anders T., Frank L., Sune T.T., Christian R., Hans L., Anne B.B. (2013) 
Pretreatment of the macroalgae Chaetomorpha linum for the production of bioethanol – 
Comparison of five pretreatment technologies. Bioresource Technology 140, 36–42 
66. Nag J. K., Hui L., Kwonsu J., Ho N.C., Pyung C.L. (2011). Ethanol production from 
marine algal hydrolysates using Escherichia coli KO11. Bioresource Technology 102, 
7466–7469. 
67. Nahak S., Nahak G., Pradhan I., Sahu R.K. (2011). Bioethanol from Marine Algae:A 
Solution to Global Warming Problem. Journal of Applied Environmental and Biological 
Sciences 1(4) 74-80. 
68. Nigam P.S.; Singh A. (2011). Production of liquid biofuels from 
renewable resources. Progress in Energy and Combustion Science 37, 52–68 
69. Nitin T., Vishal G., Reddy, Bhavanath J. (2013) Enzymatic hydrolysis and production of 
bioethanol from commonmacrophytic green alga Ulva fasciata Delile. Bioresource 
Technology 150, 106–112. 
70. Ostergaard S.,Olsson L., Johnston M., Nielsen J. (2000) Increasing galactose 
consumption by Saccharomyces cerevisiaethrough metabolic engineering of the GAL 
gene regulatory network. Nature Biotechnology 18, 1283–1286 
71. Park,Hong J.Y., Jang H.C., Oh S.G., Kim S.H., Yoon J.J., Kim Y.J. (2012) Use of 
Gelidium amansiias a promising resource for bioethanol: a practical approach for 
continuous diluteaxit hydrolysis and fermentation. Bioresource Technology 108, 83–88 
72. Pattama R. , Anong C. (2006). Nutritional Evaluation of Tropical Green Seaweeds 
Caulerpa lentillifera and Ulva reticulata. Journal of Natural Sciences 40, 75 - 83 
73. Pattana L., Arthit T., Vichean L., Lakkana L.(2010) Acid hydrolysis of sugarcane 
bagasse for lactic acid production. Bioresource Technology101 (3) 1036–1043 
74. Penniman C.A., Mathieson A.C., Penniman C.E., (1986) Reproductive phenology and 
growth of Gracilaria tikvahiae McLachlan (Gigartinales, Rhodophyta) in the Great Bay 
Estuary. New Hampshire 29, 147–154. 
75. Reith, J.H., Huijgen W., Hal J. and Lenstra J. (2009) Seaweed potential in the 
Netherlands.Macroalgae. Bioenergy Research Forum. Plymouth, UK, 41 pp 
76. Rjiba Ktit, A. Chermiti, M. Mahouachi (2010) The use of seaweeds (Ruppia maritima 
and Chaetomorpha linum) for lamb fattening during drought periods. Small Ruminant 
Research 91, 116–119 
 114 
77. Robert E.W. et. al (2007) In vitro fermentability of human milk oligosaccharides by 
several strains of bifidobacteria. Molecular Nutrition & Food Research 51(11)1398-
1405. 
78. Roesijadi G., Copping A.E., Huesemann M.H., Forster J. and Benemann J.R. (2008) 
Techno-Economic Feasibility Analysis of Offshore Seaweed Farming for Bioenergy and 
Biobased Products. Battelle Pacific Northwest Division Report, 105 pp 
79. Roesijadi G., Jones S.B., Snowden L.J. (2010). Macroalgae as a Biomass Feedstock: A 
Preliminary Analysis. Pacific Northwest National Laboratory, 40 pp 
80. Ronald E. Wrolstad (2012) Food Carbohydrate Chemistry. Wiley-blackwell publishing, 
240 pp. 
81. Rosset M., Prudencio S.H, Beléia Adel P. (2012) Viscozyme L action on soy slurry 
affects carbohydrates and antioxidant properties of silken tofu. Food Science and 
Technology International 18(6), 531-538. 
82. Samira A., Ben M., Hawaa S., Faiza A., Fatma F.(2009) Determination of Available 
Nitrate, Phosphate and Sulfate in Soil Samples. International Journal of Pharmtech 
Research 1(3), 598-604 
83. SeungH.Y., Rupendra M., John F. R.(2003) Specificity of yeast (Saccharomyces 
cerevisiae) in removing carbohydrates by fermentation. Carbohydrate Research 338 (10) 
1127–1132. 
84. Somma D., LobkowiczH., Deason. (2010). Growing America’s fuel: an analysis of corn 
andcellulosic ethanol feasibility in the United States. Clean Technology Environment 
Policy 12, 373–380. 
85. Son C.K., Hoan P., Lien T. B , Thanh N., Duc. T. N. H, Nga L.H., Viet P. T, Hang N.T., 
Ha H.P., Thanh L.M. (2016) Simultaneous liquefaction, saccharification and 
fermentation at very high gravity of rice at pilot scale for potable ethanol production 
and distillers dried grains composition. Food and bioproducts processing 98, 79–85 
86. Stanbury P.F.,A. Whitaker, S. J. Hall (2000) Principles of FermentationTechnology, 2nd 
edition. Butterworth Heinemann, Oxford,367 pp 
87. Stephanopoulos G. (2007) Challenges in engineering microbes for biofuels production. 
Science 315, 801-804. 
88. Stuart A. S., Matthew P. D., John S. D., Irmtraud H., Christopher J. H., David J L.S. and 
Alison G. S. (2010) Biodiesel from algae: challenges and prospects. Current Opinion in 
Biotechnology 21, 277–286. 
 115 
89. Suthasinee Y., Soottawat B., Passakorn K. (2015) Physico-chemical and gelproperties of 
agar from Gracilariatenuistipitata from the lake of Songkhla, Thailand. Food 
Hydrocolloids 51,217-226 
90. Tae S.J., Young S.K., Kyeong K.O. (2011) Two-stage axitsaccharification of 
fractionated Gelidium amansii minimizingthe sugar decomposition. Bioresource 
Technology 102, 10529–10534 
91. Timothy R., Mayes, Todd M., Shank (2001) Financial Analysis with Microsoft Excel. 
Harcourt College Publishers, 360 pp 
92. Tsutsui I., H.Q. Năng, N. H. Dinh, Arai S. and Yoshida T. (2005). The common Marine 
Plants of Southern Vietnam. Pulished by Japan Seaweed Association, 250 pp 
93. Thianming Z., David S. J., Randy L. W. (2008) Comparison of Amylose Determination 
Methods and the Development of a Dual Wavelength Iodine Binding Technique. Cereal 
chemistry journal 85 (1) 51-58 
94. Thomas P., Jianjun Du, Michelle P., Peter M., Robert B. (2012) The production of 
butanol from Jamaica baymacro algae. Environment Progress Sustainable Energy 31, 
29–36 
95. Tristan B., Yannick L., JeanF., Sophie L., William H. and Pi N. (2011) Persicivirga 
ulvanivorans sp. nov., a marine memberof the family Flavobacteriaceae that degrades 
ulvanfrom green algae. International Journal of Systematic and Evolutionary 
Microbiology 61, 1899–1905. 
96. Wang X., Liu X., Wang G. (2011) Two-stage Hydrolysis of Invasive Algal Feedstock for 
Ethanol Fermentation. Journal of Integrative Plant Biology 53(3) 246–252 
97. WargackiA.J., Effendi L., Maung N.W., Drew D. (2012) An engineered microbial 
platform for direct biofuel production from brown macroalgae. Science335, 308–313 
98. Wei N., Quarterman J, Jin Y.S. (2013). Marine macroalgae: an untappedresource for 
producing fuels and chemicals. Trends in Biotechnology 31 (2), p: 70-77 
99. Wi S.G., Kim H.J., Mahadevan S.A. (2009). The potential value of the seaweed 
Gelidium amansii as an alternative bioenergy resource. Bioresource Technology 100, 
6658–6660 
100. Yanagisawa M., Nakamuraa K., Arigab O., Nakasakia K. (2011). Production of high 
concentrations of bioethanol from seaweeds that contain. Process Biochemistry 
46,2111–2116. 
 116 
PHỤ LỤC 
Phụ lục bảng 
Bảng1. Các loài rong lục đƣợc chọn lựa cho nghiên cứu sản xuất ethanol 
Stt Thành phần loài Sinh cảnh 
Tầng số bắt 
gặp (%) 
Sinh lƣợng 
(gram 
khô/m2) 
Độ phủ 
(%) 
1 Ulva lactuca Biển 53,6 130 55 
2 Ulva papenfussii 
Ao tôm, 
biển 
57,1 220 70 
3 Ulva reticulata Biển 64,3 210 60 
4 Enteromorpha torta Mương 100,0 280 65 
5 Enteromorpha flexuosa Ao tôm 85,7 190 55 
6 Enteromorpha compressa Đầm muối 64,3 120 50 
7 Enteromorpha intestinalis Mương 53,6 230 45 
8 Chaetomorpha area 
Ao xử lý 
nước 
75,0 300 80 
9 Chaetomorpha linum Ao tôm 71,4 340 60 
10 Chaetomorpha capillaris 
Ao xử lý 
nước 
67,9 210 65 
11 Chaetomorpha gracilis Ao tôm 64,3 190 45 
12 Chaetomorpha javanica Ao hoang 60,7 150 40 
13 Cladophora crispula Ao tôm 75,0 190 55 
14 Cladophora flexuosa Ao hoang 67,9 110 40 
15 Cladophora socialis Ao hoang 96,4 120 55 
 117 
Bảng 2. Thành phần hóa học rong Chaetomorpha linum biến động theo chu kỳ nuôi 
trồng 
Thời 
gian 
(tuần) 
Chaetomorpha linum 
Protein 
(%w) 
Tro 
(%w) 
lipid (%w) 
đƣờng tổng 
số (%w) 
1 21,89 8,69 2,73 64,0 
2 20,94 8,62 2,87 65,1 
3 18,71 10,00 3,14 66,1 
4 19,01 10,09 2,65 66,2 
5 17,19 9,61 2,92 68,3 
6 17,50 11,38 2,71 65,9 
7 15,57 12,47 2,17 67,1 
8 15,37 15,01 2,02 64,6 
9 15,39 16,24 2,00 63,3 
Bảng3.Thành phần hóa học rong Cladophora socialis biến động theo chu kỳ nuôi trồng 
Thời gian 
(tuần) 
Cladophora socialis 
Protein 
(%w) 
Tro 
(%w) 
Lipid 
(%w) 
đƣờng 
tổng số 
(%w) 
1 17,78 7,75 2,58 69,8 
2 17,59 7,82 2,83 69,7 
3 15,61 8,23 2,44 71,9 
4 15,46 8,37 2,29 72,1 
5 13,80 9,59 2,12 72,6 
6 11,80 11,68 1,99 72,5 
7 10,52 13,07 1,81 72,1 
8 10,67 14,28 1,76 70,8 
 118 
Bảng4.Kết quả mô hình hồi quy tuyến tính trên excel của bố trí thí nghiệm thủy phân 
rong Ch. linum bằng axit. 
Mô hình hồi quy tuyến tính 
Các thông số của mô hình hồi quy Giá trị Biểu hiện của các giá trị 
R (Hệ số tương quan bội) 
0.96 
(0<=R<=1). Cho thấy mức độ chặt 
chẽ của mối liên hệ tương quan 
bội. 
R (Hệ số xác định) 
0.93 
93% ảnh hưởng các biến X, 7% sai 
số ngẫu nhiên 
Hệ số xác định mẫu điều chỉnh 0.87 
Sai số chuẩn của Y do hồi quy 2.49 
Số mẫu 8 
ANOVA (Bảng phân tích phƣơng sai) 
 Số bậc tự do 
Tổng bình phƣơng 
sai l ch Phƣơng sai F lý thuyết 
Hồi quy 3 332.01 110.67 17.83 0.008 
Số dư 4 24.825 6.20 
Tổng 7 356.83875 
H số 
Sai số 
chuẩn 
T Stat P-value 
Mức 
thấp 
95% 
Mức cao 
95% 
Mức 
thấp 
95,0% 
Mức 
cao 
95,0% 
Xo 44.8 0.9 50.9 0.0 42.4 47.3 42.4 47.3 
X1 4.3 0.9 4.8 0.0 1.8 6.7 1.8 6.7 
X2 4.0 0.9 4.5 0.0 1.5 6.4 1.5 6.4 
X3 2.8 0.9 3.1 0.0 0.3 5.2 0.3 5.2 
 119 
Bảng5.Kết quả mô hình hồi quy tuyến tính trên excel của bố trí thí nghiệm thủy phân 
rong Ch. linum bằng enzyme. 
Mô hình hồi quy tuyến tính 
Các thông số của mô hình hồi quy Giá trị Biểu hiện của các giá trị 
R (Hệ số tương quan bội) 
0.923177 
(0<=R<=1). Cho thấy mức độ 
chặt chẽ của mối liên hệ 
tương quan bội. 
R (Hệ số xác định) 
0.852256 
85% ảnh hưởng các biến X, 
15% sai số ngẫu nhiên 
Hệ số xác định mẫu điều chỉnh 0.741448 
Sai số chuẩn của Y do hồi quy 2.728782 
Số mẫu 8 
ANOVA (Bảng phân tích phƣơng sai) 
 Số bậc tự do 
Tổng bình 
phƣơng sai l ch Phƣơng sai F lý thuyết 
Hồi quy 3 171.81 57.27 7.69 0.038 
Số dư 4 29.78 7.44 
Tổng 7 201.59 
H số 
Sai số 
chuẩn 
T Stat P-value 
Mức 
thấp 
95% 
Mức 
cao 
95% 
Mức 
thấp 
95,0% 
Mức 
cao 
95,0% 
Xo 41.76 0.57 72.68 0.00 40.17 43.36 40.17 43.36 
X1 1.99 0.57 3.46 0.03 0.39 3.58 0.39 3.58 
X2 2.39 0.57 4.16 0.01 0.79 3.98 0.79 3.98 
X3 3.84 0.57 6.68 0.00 2.24 5.43 2.24 5.43 
 120 
Bảng6.Kết quả mô hình hồi quy tuyến tính trên excel của bố trí thí nghiệm lên men dịch 
thủy phân rong Ch. linum bằng axit. 
Mô hình hồi quy tuyến tính 
Các thông số của mô hình hồi quy Giá trị Biểu hiện của các giá trị 
R (Hệ số tương quan bội) 
0.94 
(0<=R<=1). Cho thấy mức độ chặt 
chẽ của mối liên hệ tương quan bội. 
R (Hệ số xác định) 
0.89 
89% ảnh hưởng các biến X, 11% sai 
số ngẫu nhiên 
Hệ số xác định mẫu điều chỉnh 0.82 
Sai số chuẩn của Y do hồi quy 0.11 
Số mẫu 8 
ANOVA (Bảng phân tích phƣơng sai) 
 Số bậc tự do 
Tổng bình 
phƣơng sai l ch Phƣơng sai F F lý thuyết 
Hồi quy 3 0.445 0.15 11.87 0.018 
Số dư 4 0.05 0.0125 
Tổng 7 0.495 
H số 
Sai số 
chuẩn 
T Stat P-value 
Mức 
thấp 
95% 
Mức 
cao 
95% 
Mức 
thấp 
95,0% 
Mức 
cao 
95,0% 
Xo 1.91 0.04 42.95 0.00 1.78 2.03 1.78 2.03 
X1 0.10 0.04 2.20 0.09 -0.03 0.22 -0.03 0.22 
X2 -0.19 0.04 -4.28 0.01 -0.31 -0.07 -0.31 -0.07 
X3 -0.07 0.04 -1.58 0.19 -0.19 0.05 -0.19 0.05 
 121 
Phụ lục Hình 
1 2 3 
Hình. 1 Hình thái ngoài tự nhiên (hàng 1 &2) và dưới kính hiển vi (hàng 3 phóng đại 100 
lần & hàng 4 phóng đại 400 lần); Rong Mền-Chaetomopha linum (Cột 1); Rong Bún-
Enteromorpha torta (cột 2); Rong Lông Cứng-Cladophora socialis (cột 3) 
Enteromorpha intestinalis Ulva compressa 
 122 
Ulva lactuca Ulva reticulata 
Chaetomorpha crassa Chaetomorpha javanica 
Chaetomorpha ligustica Chaetomorpha capilaris 
Caulerpa serulata Caulerpa racemosea` 
 123 
Valonia aegagropila Boodlea composita 
Codium repens Cladophoropsis membranacea 
Halimeda opuntia Bryopsis indica 
Hình. 2 Hình thái ngoài tự nhiên và dưới kính hiển vi phóng đại 400 lần của các loài rong 
lục thường xuất hiện ở Việt Nam. 
 124 
Hình. 3 Đường chuẩn trong phân tích đường bằng phương pháp Dubois, 1951 
Hình. 4 Đường chuẩn trong phân tích đường khử bằng phương pháp Sommogyi-Nelson, 
1954 
Hình. 5 Đường chuẩn trong phân tích Ethanol bằng phương pháp Bennet, 1971 
 125 
Hình. 6 Thành phần monosacharid của rong Cladophora socialis 
 126 
Hình. 7 Thành phần monosacharid của rong Chaetomorpha linum. 
 127 
Hình. 8 sắc ký đồ dịch thủy phân bằng axit 
 128 
Hình. 9 Sắc ký đồ dịch lên men bằng axit tại 24 giờ 
 129 
Hình. 10 sắc ký đồ dịch lên men bằng axit tại 48 giờ 
 130 
Hình. 11 Sắc ký đồ dịch lên men bằng axit tại 72 giờ 
 131 
Hình. 12 sắc ký đồ chuẩn các loại đường và ethanol cho dịch thủy phân bằng axit 
 132 
Hình. 13 sắc ký đồ dịch thủy phân bằng chế phẩm enzyme 
 133 
Hình. 14 Sắc ký đồ dịch lên men bằng chế phẩm enzyme tại 48 giờ 
 134 
Hình. 15 sắc ký đồ dịch lên men bằng chế phẩm enzyme tại 96 giờ 
 135 
Hình. 16 sắc ký đồ chuẩn các loại đường và ethanol cho dịch thủy phân bằng enzyme 
 136 
Sắc ký đồ dịch lên men từ dịch thủy phân axit của nấm 
men Thermosacch 
Sắc ký đồ dịch lên men từ dịch thủy phân axit của nấm 
men Sac-BKHCM 
Sắc ký đồ dịch lên men từ dịch thủy phân axit của nấm 
men Sac-CCC 
Sắc ký đồ dịch lên men từ dịch thủy phân axit của nấm 
men Sac-SHND 
Hình. 17 Sắc ký đồ dịch lên men của chủng nấm men từ dịch thủy phân bằng axit 
 137 
Sắc ký đồ dịch lên men từ dịch thủy phân chế phẩm 
enzyme của nấm men Sac-BKHCM 
Sắc ký đồ dịch lên men từ dịch thủy phân chế phẩm 
enzyme của nấm men Thermosacch 
Sắc ký đồ dịch lên men từ dịch thủy phân chế phẩm 
enzyme của nấm men Sac-CCC 
Sắc ký đồ dịch lên men từ dịch thủy phân chế phẩm 
enzyme của nấm men Sac-SHND 
Hình. 18 Sắc ký đồ dịch lên men của chủng chủng nấm men từ dịch thủy phân bằng chế 
phẩm enzyme 
 138 
Hình. 19 Thiết bị say rong, Rong sau khi say 
Hình. 20 Khảo sát kích thước nguyên liệu cho quá trình thủy phân 
 139 
Hình. 21 Vật liệu sử dụng trong phân tích polysaccharide rong lục 
Hình. 22 Thiết bị đo độ nhớt và mẫu đo 
Hình. 23 Dịch thủy phân bằng axit Hình. 24 Dịch thủy phân bằng chế phẩm 
enzyme 
Hình. 25 Sản phẩm sau lên men của dịch 
thủy phân axit 
Hình. 26 Sản phẩm sau lên men của dịch 
thủy phân chế phẩm enzyme 
 140 
Hình. 27 Chuẩn bị rong cho thủy phân, Nồi hấp, tủ ổn nhiệt, bộ lên men Bioflo. 
Hình. 28 Nấm men Saccharomyces serevisiae sinh trưởng trong quá trình lên men. 
 141 
Hình. 29 Bố trí thí nghiệm tối ưu của lên men 
Hình. 30 Máy UVvis so màu các mẫu phân 
tích đường và ethanol 
Hình. 31 Hệ thống phân tích HPLC phân 
tích ethanol và đường 

File đính kèm:

  • pdfluan_an_nghien_cuu_xac_dinh_cac_thong_so_cong_nghe_xu_ly_ron.pdf
  • pdfbìa lu¬n an.pdf
  • pdfbia tom tat.pdf
  • pdfth￴ng tin đưa l↑n trang wed (tiếng anh).pdf
  • pdfthong tin đưa l↑n trang wed (tiếng việt).pdf
  • pdftom tat.pdf
  • pdftrich yeu luan an.pdf