Nghiên cứu ứng dụng một số chế phẩm Enzyme thủy phân dịch bột sắn để cung cấp cho giai đoạn đường hóa và lên men đồng thời SSF (Simultaneous Saccharificatio

Trần Thế Hiển và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 62(13): 71 - 77

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.Lrc-tnu.edu.vn

71

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MỘT SỐ CHẾ PHẨM ENZYME THỦY PHÂN

DỊCH BỘT SẮN ĐỂ CUNG CẤP CHO GIAI ĐOẠN ĐƯỜNG HÓA

VÀ LÊN MEN ĐỒNG THỜI SSF (SIMULTANEOUS SACCHARIFICATION

AND FERMENTATION)

Trần Thế Hiển, Lương Hùng Tiến*

, Nguyễn Viết Hưng, Nguyễn Thế Hùng

Trường Đại học Nông Lâm - ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Nghiên cứu sản xuất bioethanol theo phƣơng pháp SSF (Simultaneous Saccharification and

Fermentation) giữ một vai trò quan trọng, đặc biệt trong lĩnh vƣc chất đốt ở việt nam. Trong

nghiên cứu này, các thí nghiệm đƣợc tiến hành trên những dung dịch phù hợp, thích hợp để cung

cấp cho giai đoạn đƣờng hóa và lên men đồng thời.

Phần đầu tiên đề cập đến giai đoạn dịch hóa trong điểu kiện gia nhiệt hạn chế. Nghiên cứu đƣợc

thực hiện trên các chế phẩm enzyme (Spezyme Extra, Stargen 001, Termamyl), nhiệt độ và thời

gian dịch hóa đề chọn lựa những điều kiện công nghệ phù hợp. Những điều kiện tối ƣu là dịch hóa

từ dung dịch sắn (bột sắn 100 g : 400 ml nƣớc) với Spezyme (0,3 kg/tấn chất khô), ở 70 oC trong

60 phút.

Phần thứ 2 đề cập đến gíai đoạn đƣờng hóa. Ba yếu tố đƣợc lựa chọn nghiên cứu: nhiệt độ, thời

gian và chế độ làm mát dịch đã đƣờng hóa tới nhiệt độ lên men. Các kết quả nhận đƣợc cho phép

chúng tôi chọn lựa quá trình đƣờng hóa: sau dịch hóa, dịch đƣợc làm lanh tới 500 C, sau đó đƣợc

điều chỉnh pH tới 4,2 và thêm Stargen 001 (2,0 kg/tấn chất khô). Sau đó dịch đƣợc làm lạnh lập

tức tới nhiệt độ lên men (30oC) trong 45 phút.

Với giai đoạn có các yếu tố công nghệ đã chọn lựa, nhóm nghiên cứu nhận đƣợc dịch đƣờng khử

có DE đạt khoảng 14. Dịch này cho sự khởi động lên men tố từ 12-36h. Dịch đƣợc đánh giá là đáp

ứng yêu cầu của giai đoạn SSF.

Từ khóa : Đường hóa và lên men đồng thời (SSF); Khởi động lên men; gia nhiệt hạn chế; Mức độ

thủy phân; cồn sinh học; Stargen; Tinh bột sắn.

 ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm qua, việc sản xuất cồn trên

thế giới phát triển mạnh và theo dự tính trong

tƣơng lai nhu cầu về cồn ngày càng tăng do

xu hƣớng sử dụng cồn sinh học đƣợc sản xuất

từ sinh khối tự nhiên nhƣ từ rỉ đƣờng, củ cải

đƣờng, từ ngũ cốc (ngô, lúa mì) hay từ chất

thải thực vật nhƣ mùn cƣa, rơm rạ nhƣ một

nguồn nhiên liệu sạch, thân thiện với môi

trƣờng, có thể tái tạo làm nhiên liệu để thay

thế xăng sử dụng cho các phƣơng tiện vận

chuyển để giảm hiện tƣợng nhà kính cũng

nhƣ làm giảm sự phụ thuộc của thế giới vào

các quốc gia dầu lửa [8,9,10,11]. Cùng với

các nguồn năng lƣợng khác nhƣ năng lƣợng

địa hóa học, năng lƣợng gió…năng lƣợng từ

nhiên liệu sinh học đƣợc coi năng lƣợng của

tƣơng lai, là một giải pháp tối ƣu phục vụ cho



Tel: 0988 060 060

các phƣơng tiện vận chuyển khi mà các

nguồn nguyên liệu hóa thạch nhƣ than, dầu

lửa…đang ngày càng cạn kiệt.

Trên thế giới, hai quá trình sản xuất cồn sinh

học đi từ sinh khối là quá trình truyền thống

và quá trình SSF. Quá trình truyền thống đã

đƣợc nghiên cứu và ứng dụng sản xuất từ rất

lâu với việc sử dụng 4 giai đoạn tách rời

nhau : dịch hóa (90 – 100 0C, 80 phút), đƣờng

hóa (60 0C, 30 phút), lên men (30 0C, 80 giờ)

trong đó theo nghiên cứu của Duan Gang,

năng lƣợng sử dụng cho quá trình dịch hóa

chiếm 10-15 % năng lƣợng tổng của quá trình

sản xuất [1,2]. Ngƣợc với quá trình truyền

thống, trong quá trình sản xuất cồn theo

phƣơng pháp SSF, giai đoạn dịch hóa đƣợc

tiến hành ở nhiệt độ thấp hơn (70-75 0C), và

đặc biệt giai đoạn đƣờng hóa và lên men đƣợc

tiến hành đồng thời ở 30 0C [7,11]. Phƣơng

pháp này giúp tiết kiệm năng lƣợng sử dụng