trờng đại học vinh
khoa hoá học
------?&@------

đồ án tốt nghiệp
Tên đề tài:

nghiên cứu một số yếu tố ảnh hởng tới hiệu suất lên
men cồn từ nguyên liệu bột sắn

Giáo viên hớng dẫn: ThS.

Đào Thị Thanh

Xuân
Sinh viên thực hiện :
Lớp

Võ Thị Lợi

: 47K - Công nghệ thực phẩm

1


Vinh, th¸ng 12 n¨m 2010
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Ngành sản xuất rượu cồn giữ một vị trí quan trọng trong ngành kinh tế quốc
dân không chỉ ở Việt Nam mà còn ở trên thế giới. Đây là ngành sản xuất có hiệu quả,
thu hút nhiều lao động và có tiềm năng phát triển lớn. Trong những năm gần đây, tốc

Dương, Nam Định, Bình Tây, Chợ Quán và Cái Rằng. Tất cả đều sản xuất từ ngô, gạo
theo phương pháp amylo.
Sau ngày hoà bình lập lại (1955), các nhà máy không còn thiết bị nguyên vẹn
nên chính phủ ta tập trung cải tạo, sửa chữa thành nhà máy rượu Hà Nội với năng suất
6 triệu lít/năm.
Đến năm 1960, chúng ta có thêm hai nhà máy cồn từ rỉ đường là Việt Trì - Phú
Thọ và Sông Lam - Nghệ An. Năng suất mỗi nhà máy là 1 triệu lít cồn quy 100 0/năm.
Trong những năm chống Mỹ cứu nước, các tỉnh và địa phương xây dựng thêm hàng
loạt các nhà máy rượu công suất 1 triệu lít/năm như Lục Ngạn - Hà Bắc, Hứng Nhân Thái Bình. Ngoài ra hầu hết ở các tỉnh cũng xây dựng các phân xưởng cồn công suất
nhỏ 100000lít/năm. Tổng năng suất của các nhà máy lớn nhỏ là 15 triệu lít/năm.
Sau năm 1975 chúng ta tiếp quản và xây dựng thêm các nhà máy rỉ đường và
một số cơ sở tư nhân khác. Năm 1980 - 1985 tổng lượng cồn sản xuất hàng năm là trên
30 triệu lít. Có thể nói, thời gian này lượng cồn rượu trong cả nước là lớn nhất, vừa
xuất khẩu vừa tiêu thụ trong nước.
Cồn của các nhà máy của nước ta làm ra nói chung chưa đạt TCVN - 71, nhưng
bản thân TCVN - 71 về cồn rượu cũng thuộc loại thấp so với các nước tiên tiến trên
thế giới. Hiện tại trên lãnh thổ Việt Nam chỉ có ba cơ sở làm ra cồn loại I thoả mãn
TCVN-71. Đó là Công ty rượu Đồng Xuân Phú Thọ, Hà Nội và Bình Tây. Ngoài ba cơ
sở trên các cơ sở sản xuất còn lại chỉ đạt cồn loại II hoặc thấp hơn và hầu hết là cồn từ
rỉ đường. Muốn có cồn chất lượng cao thì phải có hệ thống chưng luyện tốt, đồng thời
cồn sản xuất từ nguyên liệu tinh bột có chất lượng cao hơn so với cồn từ mật rỉ.
Hiện nay nhu cầu về cồn rượu ngày càng tăng, không những cồn được pha chế
rượu uống mà còn dùng cồn tinh khiết để làm nhiên liệu sinh học rất hiệu quả thay thế
3


một phần nhiên liệu tự nhiên đang dần cạn kiệt. Đứng trước tình hình đó chúng ta cần
phải tìm được hướng đi đúng cho ngành sản xuất cồn Việt Nam.
1.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ cồn trên thế giới
Thị trường etanol thế giới có xu hướng phân chia thành 2 vùng. Tại Châu Âu,


Dòng thương mại etanol sẽ phản ứng với sự lớn mạnh của sản xuất và nhu cầu
nhập khẩu. Nếu các quốc gia thoả mãn mục tiêu nhiên liệu sinh học với sự gia tăng
thương mại khoảng 8 tỷ lít vào năm 2012 thì Nhật Bản sẽ trở nên thống trị trong các
quốc gia nhập khẩu etanol (75%) theo sau nước Mỹ và Châu Âu..
Nhật Bản và Korea là những nước nhập khẩu chính trong khu vực Châu Á. Cả
hai nước này sẽ tìm kiếm các nhà cung cấp trong khu vực Châu Á. Trong khi Brazil có
thể trở thành nhà cung cấp chính, các nước gần với Nhật Bản sẽ có thuận lợi về vận
chuyển. Gồm có China, Thái Lan, Úc và có thể là Ấn Độ. Xa hơn nữa là các nước có
tiềm năng trong khu vực Châu Phi.
Hầu hết etanol sẽ được tiếp tục bán dưới những hợp đồng dài hạn giữa nhà cung
cấp và thị trường và các công ty dầu khí. Theo như các nhà quan sát công nghiệp, 90%
tới 95% sẽ được bán với các hợp đồng từ 6 đến 12 tháng. Rất nhiều những hợp đồng
đã được fix giá nhưng một số lại liên quan đến giá xăng dầu. Một số được bán trên
những thị trường đen nơi mà giá lên xuống theo điều kiện khác nhau.
Tương lai của etanol được liệt kê bởi uỷ ban thương mại Chicago và cung cấp
một dấu hiệu cho xu hướng giá dự báo của etanol. Có thể thấy rõ xu hướng giá tăng
lên trong vòng vài năm gần đây dù cho nó đã có sự điều chỉnh từ tháng 8 năm 2006.
Các báo giá từ tháng 9 năm 2006 khoảng 70 cent/lít theo giá của Úc. Chúng là
những giá tác động đến etanol được cập cảng Mỹ hoặc giá CIF.
Báo giá tương lai tới tháng 12 năm 2007 có giá được bán là 1.77usd/ gallon.
Gía này là CIF tới cảng của Mỹ.
Tuy nhiên do giá cả mọi thứ đã tăng lên trên thế giới, đặc biệt giá dầu thô đăng
tăng vọt dẫn tới giá etanol tăng cao hơn trước đây rất nhiều.[7,11]
1.2. Tổng quan về nguyên liệu sản xuất cồn rượu [3]
Để sản xuất cồn etylic người ta có thể dùng bất kỳ nguyên liệu nào chứa đường
hoặc polysaccarit nhưng sau thủy phân sẽ biến thành đường lên men được. Ngoài 2
nguyên liệu thông thường là tinh bột và rỉ đường thì chúng ta có thể dùng cả xenluloza
để thủy phân thành đường.
Yêu cầu chung về nguyên liệu chứa tinh bột:

nấm men đa số hexoza sẽ biến thành rượu và CO 2. Pentoza thuộc loại gluxit không lên
men được, gồm arabinoza, riboza, và kxiloza ...không có khả năng chuyển hóa thành
rượu và CO2 dưới tác dụng của nấm men.
Oligosaccarit là những gluxit chứa từ 2-10 gốc monosaccarit. Trong thiên nhiên
phổ biến nhất là oligo chứa 2 hoặc 3 gốc mono. Đại diện cho disaccarit là maltoza và
saccaroza, còn đại diện cho trisaccarit là rafinoza. Maltoza và saccaroza dễ dàng

6


chuyển hóa thành rượu và CO2 dưới tác dụng hệ zymaza của nấm men, còn rafinoza
chỉ lên men được 1/3.
Polysaccarit là những gluxit chứa từ 10 gốc mono trở lên. Dưới tác dụng của
axit, nhiệt độ hoặc enzim sẽ bị thuỷ phân và tạo thành các phân tử thấp hơn là oligo
hoặc cuối cùng là monosaccarit.

1.3 Quy trình sản xuất cồn
Chuẩn bị dịch lên men, bao gồm nghiền và nấu nguyên liệu để thu được dịch
cháo chứa tinh bột hoà tan. Đường hoá dịch cháo để biến tinh bột hoà tan thành đường
rồi làm lạnh đến nhiệt độ lên men.
Chuẩn bị men giống và tiến hành lên men dịch đường nhằm chuyển hoá đường
thành rượu và CO2 dưới tác dụng của zymaza nấm men.
Xử lý dịch lên men nhằm tách rượu và các chất dễ bay hơi ra khỏi dấm chín.
Sau đó đem tinh luyện cồn thô để cuối cùng nhận được cồn tinh chế.

Sắn khô
Nghiền

Nấu nguyên liệu
Dịch amylaza

không hoà tan, amylaza tác dụng lên tinh bột chậm, kém hiệu quả vì vậy mục đích chủ
yếu của nấu nguyên liệu là nhằm phá vỡ màng tế bào của tinh bột, tạo điều kiện biến
chúng thành dạng hoà tan trong dung dịch.
Nấu nguyên liệu có thể thực hiện một trong 3 phương pháp: gián đoạn, bán liên
tục và liên tục.
1.3.3. Đường hóa dịch cháo [3]
Nấu xong, tinh bột trong dịch cháo đã chuyển sang trạng thái hòa tan nhưng
chưa thể lên men trực tiếp để biến thành rượu được mà phải trải qua quá trình thủy
phân do xúc tác của amylaza để biến thành đường. Quá trình trên được gọi là đường
hoá và đóng vai trò quan trọng trong sản xuất cồn etylic. Nó quyết định phần lớn hiệu
suất thu hồi rượu do giảm bớt hoặc gia tăng đường và tinh bột sau khi lên men.
1.3.4. Lên men dịch đường [3]
Đường hóa xong, dịch đường được làm lạnh tới 28 0C - 320C và bơm vào thùng
lên men (gọi là thùng ủ). Ở đây dưới tác dụng của nấm men, đường sẽ biến thành rượu
và khí CO2 cùng với nhiều sản phẩm trung gian khác. Lên men xong ta thu được hỗn
hợp gồm rượu, bã, nước gọi là dấm chín hay cơm hèm.
1.3.4.1. Cơ chế sinh học của lên men rượu
Lên men rượu là quá trình sinh học rất phức tạp xảy ra dưới tác dụng của nhiều
enzym. Theo lý thuyết hiện đại sự tạo thành rượu từ glucoza được trải qua các giai
đoạn sau:

8


1. Đầu tiên do xúc tác của glucokinaza, glucoza kết hợp với gốc phốt phát của
phân tử ATP (Adennozintiphotphat) trong tế bào men để tạo glucose_6 photphat và
ADP:
C6H12O6 + ATP → CH2O( H2PO3)(CHOH)4CHO + ADP
2. Tiếp đó Gluco_6photphat do tác dụng của enzim đồng phân của
glucophtphat_Izomeraza sẽ biến thành pructo phot phat:

2CH2O( H2PO3)CHOHCOOH ↔ 2CH2OHCHO( H2PO3)COOH
9. Dưới tác dụng của enolaza, axit 2-photphoglyxeric sẽ mất nước và biến
thành axit photphopyrovic:
2CH2OHCHO( H2PO3)COOH ↔ 2CH2CO( H2PO3)COOH + 2H2O
10. axit photphopyrovic rất không bền nên dễ bị mất gốc axit photphoric do
enzym pyrovatkinaza và do đó axit pyrovic được tạo thành:
2CH2CO( H2PO3)COOH + 2ADP → 2CH3COOCOOH + 2ATP
11. Axit pyrovic bị decacboxyl để tạo thành aldehyt axetic
2CH3COOCOOH → 2CO2 + 2CH3CHO
12. Aldehyt axetic bị khử bởi NaDH2:
2CH3CHO + NaDH2 → 2 CH3CH2OH
Phương trình tổng quát :
C6H12O6 → 2CO2 + 2 CH3CH2OH
1.3.4.2. Sản phẩm phụ [3]
Trong quá trình lên men, ngoài sản phẩm chính là rượu và CO 2 còn tạo ra nhiều
chất khác. Bằng phân tích sắc ký khí người ta phát hiện 50 chất khác nhau, nhưng có
thể xếp thành 4 loại: axit, este, aldehyt và alcol có số cacbon lớn hơn 2(alcol phân tử ).
1.3.4.2.1. Sự tạo thành axit
Tùy theo điều kiện môi trường sự lên men có thể xảy ra theo 3 kiểu khác nhau:
C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2 (lên men rượu bình thường)
C6H12O6 → CH3CHO + C3H8O3 + CO2 (lên men sunfit)
2 C6H12O6 + H2O → 2CO2 + CH3COOH + C2H5OH + 2C3H8O3 (lên men trong
môi trường kiềm)
1.3.4.2.2. Sự tạo thành alcol phân tử
Một trong những sản phẩm phụ quan trọng được tạo thành trong quá trình lên
men rượu, là các rượu có số nguyên tử cacbon lớn hơn 2 (alcol cao phân tử). Cacbon
này tuy ít nhưng nếu lẫn vào etylic nó sẽ gây ảnh hưởng xấu tới chất lượng sản phẩm.
Đó là các alcol propylic, izobutylic, izoamylic, amylic… Hàm lượng của chúng chỉ

10

R C COOH

H2O

+

NH3

O

NH

Sau đó dưới tác dụng của cacboxylaza xeto axit bị mất CO 2 và tạo thành
aldehyt:
R

C

COOH

- CO2

R

CHO

O

Tiếp theo aldehyt có thể bị khử để tạo ra alcol:
R - CHO + H2 → R - CH2OH

dịch đường thường khống chế ở pH = 4,8 - 5,2, nhằm kết hợp giữ cho amylaza tiếp tục
chuyển hóa tinh bột và dextrin thành đường lên men được. Nếu tăng pH thì dễ bị
nhiễm khuẩn, glyxerin tạo nhiều hơn và do đó làm giảm hiệu suất lên men.
1.3.4.3.3 Ảnh hưởng của nồng độ dịch lên men
Nồng độ dịch đường quá cao sẽ dẫn đến làm tăng áp suất và làm mất cân bằng
trạng thái sinh lý của nấm men. Kết quả là rượu nhiều sẽ ức chế không những các tạp
khuẩn mà cả nấm men. Mặt khác đường nhiều sẽ dẫn đến tổn thất hoặc phải kéo dài
thời gian lên men. Ngược lại nếu nồng độ dịch đường thấp sẽ không kinh tế vì làm
giảm năng suất thiết bị lên men, mặt khác sẽ tốn hơi khi chưng cất và tăng tổn thất
rượu trong bã rượu và nước thải.
Bình thường người ta khống chế nồng độ chất khô của dịch đường từ 16% 18%, tương đương 13% - 15% đường, để sau khi lên men sẽ nhận được nồng độ rượu
trong giấm chín là 8,5 - 9,5% V.
1.3.4.3.4 Ảnh hưởng của một số hóa chất và chất sát trùng
Trong điều kiện sản xuất dù có vệ sinh sạch đến mấy cũng khó bảo đảm vô
trùng tuyệt đối, vì vậy cần phải dùng chất sát trùng để ngăn ngừa và hạn chế tạp
khuẩn. Có thể dùng nhiều hóa chất khác nhau như clorua vôi, formalin hay fluosilicat
natri. Tùy theo chất lượng của hóa chất mà dùng nhiều hay ít, làm sao hạn chế được
phát triển của tạp khuẩn nhưng không làm ảnh hưởng xấu tới hoạt động của nấm men.

12


Ngoài các chất kể trên, trong dịch đường lên men luôn chứa một lượng furfurol,
melanoidin, đều ít nhiều ảnh hưởng tới nấm men.
1.3.4.3.5 Ảnh hưởng của sục khí
Sục khí để hòa tan oxy vào dịch đường sẽ giúp cho nấm men phát triển nhanh
hơn. Tuy nhiên theo một số nhà nghiên cứu, sục khí sẽ làm tăng lượng rượu bay hơi.
Mặt khác nếu dư sẽ dẫn đến tạo nhiều sinh khối và aldehhyt, do đó làm giảm hiệu suất
lên men rượu.
1.3.4.3.6 Ảnh hưởng của nguồn nitơ bổ sung

hưởng tới hoạt độ amylaza. Thực tế cho biết, nếu độ chua tăng 1 0 thì tổn thất sẽ vào
khoảng 20 đến 23 lít cồn/tấn tinh bột.
1.3.5.4. Nồng độ rượu trong giấm chín
Nồng độ rượu trong giấm cao hay thấp phụ thuộc dịch cháo nấu đặc hay loãng
và kết quả của các giai đoạn công nghệ nấu, đường hóa và lên men. Tùy theo điều kiện
công nghệ và thiết bị, bình thường hiệu suất lên men phải đạt 90% - 94% so với lượng
tinh bột đưa vào nấu. Các nhà máy rượu của ta đạt hiệu suất lên men 80% - 85%, nơi
cao nhất 90%. Nồng độ rượu trong giấm dao động trong giới hạn khá lớn từ 6 đến
9,5% V.
1.3.6. Chưng cất cồn etylic [3]
1.3.6.1. Cơ sở lý thuyết về chưng cất cồn
Chưng cất là quá trình tách rượu và các tạp chất dễ bay hơi khỏi giấm chín. Kết
quả ta nhận được rượu thô hay cồn thô.
Giấm chín bao gồm các chất dễ bay hơi như: rượu, este, aldehyt và một số
alcol có số các bon lớn hơn hai, các ancol này ta gọi là alcol cao phân tử hay dầu fusel
(dầu khét).
Ngoài ra trong giấm chín còn chứa tinh bột, dextrin, protit, axit hữu cơ và chất
khoáng. Tuy là hỗn hợp nhiều cấu tử nhưng trong thành phần của giấm chín chứa chủ
yếu là rượu etylic và nước, vì thế khi nghiên cứu người ta xem giấm chín như hỗn hợp
của hai cấu tử.
1.3.6.2. Lý thuyết về tinh chế
Tinh chế hay tinh luyện là quá trình tách các tạp chất khỏi cồn thô và nâng cao
nồng độ cồn.
Cồn thô nhận được sau khi chưng cất còn chứa rất nhiều tạp chất (trên 50 chất),
có cấu tạo và tính chất khác nhau. Trong đó gồm các nhóm chất như: aldehyt, este,
alcol cao phân tử và các axit hữu cơ. Hàm lượng chung của tất cả các tạp chất không
vượt quá 0,5% so với khối lượng cồn etylic. Thành phần tạp chất nói chung thay đổi

14


Các chỉ tiêu cảm quan của etylic
- Trạng thái: Chất lỏng trong suốt, không có tạp chất lạ
- Màu sắc: không màu
15


- Mùi và vị: đặc trưng cho etylic sản xuất từ ngũ cốc hoặc rỉ đường
Chỉ tiêu hoá học
- Độ cồn ( %V )
+ Loại 1: không nhỏ hơn 96 %
+ Loại 2: không nhỏ hơn 95 %
-

Độ tinh khiết

+ Loại 1: không màu
+ Loại 2: vàng nhạt
-

Thời gian oxy hoá

+ Loại 1: không nhỏ hơn 20 phút
+ Loại 2: không nhỏ hơn 25 phút
-

Hàm lượng aldehyt acetic trong 1 lít etylic 1000

+ Loại 1: 8 mg
+ Loại 2: 20 mg
- Hàm lượng axit acetic trong 1 lít etylic 100o

Quyết định 178/1999/QĐ - TTg: "Quy chế ghi nhãn hàng hoá lưu thông trong
nước và hàng hoá xuất khẩu, nhập khẩu".
TCVN 378 : 1986 Rượu trắng. Phương pháp thử.
TCVN 1052 : 1971 Etanol tinh chế. Yêu cầu kỹ thuật.
TCVN 3217 : 1979 Rượu. Phân tích cảm quan. Phương pháp cho điểm.
TCVN 5501 : 1991 Nước uống. Yêu cầu kỹ thuật.
TCVN 5989 : 1995 (ISO 5666-1 : 1983) Chất lượng nước. Xác định thủy ngân
tổng số bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa. Phương pháp sau khi vô
cơ hoá với Penmaganat-Pesufat
TCVN 6193 : 1996 (ISO 8288 : 1996) Chất lượng nước. Xác định niken, coban,
đồng, kẽm, cadimi và chì. Phương pháp trắc phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa.
TCVN 6626 : 2000 (ISO 11969 : 1996) Chất lượng nước. Xác định hàm lượng
asen. Phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử.
Yêu cầu kỹ thuật
- Nước dùng để pha chế rượu trắng: theo TCVN 5501 : 1991.
- Etanol dùng để pha chế rượu trắng: theo TCVN 1052 : 1971.
- Nước dùng để sản xuất rượu trắng theo quyết định số 1329/ 2002 của Bộ y tế
về “Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống”.
Yêu cầu cảm quan
-

Màu sắc: không màu hoặc trắng trong

-

Mùi: Mùi đặc trưng của nguyên liệu lên men, không có mùi lạ

-

Vị: không có vị lạ, êm dịu

Giới hạn hàm lượng kim loại nặng
- Asen tối đa 0,2 mg/l
- Chì tối đa 0,5 mg/l
- Thuỷ phân 0,05 mg/l
- Cadimi 1,0 mg/l
- Đồng 5,0 mg/l
- Kẽm 2,0 mg/l
Phụ gia thực phẩm
Phụ gia thực phẩm: theo "Quy định danh mục các chất phụ gia được phép sử
dụng trong thực phẩm" ban hành kèm theo Quyết định 3742/2001/QĐ-BYT.
Phương pháp thử
- Xác định các chỉ tiêu cảm quan của rượu, theo TCVN 3217 : 1979.
- Xác định hàm lượng etanol, theo TCVN 378 : 1986.
- Xác định hàm lượng metanol, theo TCVN 378 : 1986.
- Xác định hàm lượng este, theo TCVN 378 : 1986.
- Xác định hàm lượng aldehyt, theo TCVN 378 : 1986.
- Xác định hàm lượng rượu bậc cao (dầu fusel), theo TCVN 378 : 1986
- Xác định hàm lượng asen, theo TCVN 6626 : 2000 (ISO 11969 : 1996).
- Xác định thủy ngân tổng số, theo TCVN 5989 : 1995 (ISO 5666/1 : 1983).
- Xác định đồng, kẽm cadimi và chì, theo TCVN 6193 : 1996 (ISO 8288 : 1996)
Bao gói
Rượu trắng phải được đựng trong các chai kín, chuyên dùng cho thực phẩm và
không ảnh hưởng đến chất lượng của rượu.
Ghi nhãn
Theo "Quy chế ghi nhãn hàng hoá lưu thông trong nước và hàng hoá xuất khẩu,
nhập khẩu" ban hành kèm theo Quyết định số 178/1999/QĐ - TTg.
Bảo quản
Các thùng đựng rượu trắng phải để nơi khô ráo, bảo đảm vệ sinh và tránh ánh
nắng trực tiếp.
18

Hàm lượng este trong 1 lít etylic 100o

+ Loại 1: nhỏ thua 30 mg
+ Loại 2: nhỏ thua 50 mg
+ Extra: nhỏ thua 20 mg
-

Hàm lượng Metylic

+ Loại 1: nhỏ thua 0,1 %V
+ Loại 2: nhỏ thua 0,1 %V
+ Extra: nhỏ thua 0,06 %V
- Hàm lượng fusel không

19


1.5 Ứng dụng của Cồn
1.5.1 Một số ứng dụng của etanol trong các lĩnh vực khác nhau
Etanol có thể sử dụng như là nhiên liệu rượu (thông thường được trộn lẫn với
xăng) và trong hàng loạt các quy trình công nghiệp khác. Etanol cũng được sử dụng
trong các sản phẩm chống đông lạnh vì điểm đóng băng thấp của nó. Tại Hoa Kỳ,
Iowa là bang sản xuất etanol cho ô tô với sản lượng lớn nhất.
Nó dễ dàng hòa tan trong nước theo mọi tỷ lệ với sự giảm nhẹ tổng thể về thể
tích khi hai chất này được trộn lẫn nhau. Etanol tinh chất và etanol 95% là các dung
môi tốt, chỉ ít phổ biến hơn so với nước một chút và được sử dụng trong các loại nước
hoa, sơn và cồn thuốc. Các tỷ lệ khác của etanol với nước hay các dung môi khác cũng
có thể dùng làm dung môi. Các loại đồ uống chứa cồn có hương vị khác nhau do có
các hợp chất tạo mùi khác nhau được hòa tan trong nó trong quá trình ủ và nấu rượu.
Khi etanol được sản xuất như là đồ uống hỗn hợp thì nó là rượu ngũ cốc tinh khiết.[9]

hoặc là polyhydroxy butyrate (PHB) hoặc polyhydroxy valerate (PHV). Khi được kết
hợp, cả hai tạo ra PHBV, đó chính là biodegrable plastic. [9]
Nguồn cấp cho gia súc: Một tính năng nữa là chế độ ăn có etanol sẽ cải thiện độ
dai của thịt bò mà không có thành phần chất béo. Nó giúp ngành công nghiệp chăn
nuôi gia súc có thể sản xuất được thịt bò có thành phần chất béo thấp, dai hơn. Ước
tính khoảng 1,9 tỷ lít etanol một năm có thể sử dụng cho lĩnh vực này.[9]
Động cơ diesel: Nghiên cứu về nhiệt của động cơ được tiếp nhiên liệu alcohol
100% là rất tích cực, ở đó etanol được phun cùng với nhiên liệu diesel vào động cơ
trong sự hiện diện của oxy già (peroxide), cho phép trộn etanol với dầu diesel. [9]
Một trong những tiến bộ khoa học được báo cáo tại Hội nghị thường niên lần
thứ 225 của hội hoá học Mỹ là nghiên cứu phát triển pin nhiên liệu sử dụng cồn của
các nhà nghiên cứu ở trường đại học Saint Louis.
Các nhà nghiên cứu đã phát minh ra pin nhiên liệu có thể dùng nhiên liệu sinh
học từ mấy thập niên trước. Mục đích của tất cả các nghiên cứu, là dùng enzym xúc
tác phản ứng tạo ra năng lượng thay cho các kim loại đắt tiền đang được sử dụng trong
các loại pin nhiên liệu hiện nay. Một trở ngại lớn cho tới nay là sự phân huỷ nhanh của
các loại enzym được thí nghiệm. Giải pháp cuối cùng được quyết định là phủ điện cực
của pin bằng một loại polyme được chế tạo phù hợp với enzym để đảm bảo tuổi thọ
lâu dài của pin.
Công trình nghiên cứu tập trung vào việc chế tạo pin nhiên liệu dùng cồn làm
nhiên liệu và các phân tử sinh học làm chất xúc tác mà không dùng hydro như các loại
pin nhiên liệu hiện nay. Hydro là chất rất dễ bay hơi và do đó khó bảo quản. Ngoài ra,
cần có chi phí và đầu tư năng lượng lớn để sản xuất khối lượng hydro cần thiết tạo
thuận lợi cho phương tiện vận chuyển hàng loạt. Pin nhiên liệu cũng dựa vào các kim
21


loại hiếm quý, như platin, để xúc tác phản ứng vận chuyển electron hoàn chỉnh. Việc
sử dụng các kim loại đắt tiền làm tăng thêm chi phí sản xuất.
Sử dụng cồn làm nhiên liệu nhất là etanol, sẽ tạo được các ưu thế về kinh tế và



rằng chỉ cần tính toán cân đối lại các chỉ số thiết kế sẽ không khó khăn gì việc thiết kế
một quy trình có công suất lớn đến vài chục ngàn lít.
Bên cạnh phương pháp này, trên thế giới còn có thêm 2 phương pháp sản xuất
cồn khan gồm: phương pháp chưng cất đẳng phí và bốc hơi thẩm thấu (màng lọc). Tuy
nhiên nếu so sánh thì phương pháp hấp thụ nước bằng Zeolit 3A thích hợp với điều
kiện ở Việt Nam hơn nhờ vào nguồn nguyên liệu chất xúc tác sẵn có trong nước,
phương pháp này sẽ tiết kiệm được một lượng chi phí lớn về đầu tư nguồn nguyên
liệu, thiết bị. Mặt khác, phương pháp này lại không gây ô nhiễm môi trường, ít tốn
năng lượng.
Sau khi tách hàm lượng nước ra khỏi cồn công nghiệp sẽ thu được lượng cồn
etylic tinh khiết. Đặc điểm của cồn etylic có chứa hàm lượng oxy cao nên sẽ giúp cho
quá trình đốt cháy nhiên liệu xảy ra hoàn toàn, do đó sẽ làm giảm lượng khí thải CO
và khí hydrocarbon vào môi trường. Bên cạnh đó, cồn tinh khiết còn có trị số octan
cao khoảng từ 112-130. Vì vậy, cồn etylic tinh khiết có thể dùng để làm chất tăng trị
số octan cho nhiên liệu thay thế cho chất phụ gia metyl tertiry ete đang hạn chế sử
dụng ở nhiều nơi. Trên thế giới, một số nước như Mỹ, Nhật, Đức, Pháp, Thái Lan,
Trung Quốc, Braxin... đã sử dụng cồn tinh khiết làm thành phần pha trộn thành xăng
sạch để sử dụng. [8]
Gasohol (xăng pha cồn) là nhiên liệu tổng hợp giữa cồn etylic khan (đã loại bỏ
hàm lượng nước) và Condensate (xăng gốc). Các nhà nghiên cứu công nhận rằng
nhiên liệu xăng pha cồn vẫn đảm bảo chế độ hoạt động của động cơ và không gây ô
nhiễm môi trường. [6]
Trong hơn 1 năm qua, các thành viên của phòng vật liệu dầu khí đã nghiên cứu
và thử nghiệm quy trình phối trộn xăng pha cồn. Ngay sau khi đề tài thiết bị sản xuất
cồn nhiên liệu và quy trình phối trộn xăng pha cồn được Sở KH&CN Tp.HCM nghiệm
thu, các thành viên phòng vật lý dầu khí đã sử dụng xăng pha cồn làm nhiên liệu cho
các phương tiện đi lại. Trong suốt quá trình sử dụng cho đến nay, động cơ của các
phương tiện vẫn hoạt động bình thường. Mức tỉ lệ pha trộn xăng pha cồn là 10% cồn

nghiệp và các chất hoạt tính bề mặt.
Các hợp chất khác
Etanol là nguồn nguyên liệu hóa học đa dạng, và trong thời gian qua đã được sử
dụng với phạm vi thương mại để tổng hợp hàng loạt các mặt hàng hóa chất với sản
lượng lớn khác. Hiện nay, nó đã được thay thế trong nhiều ứng dụng bằng các nguyên
liệu hóa dầu khác rẻ tiền hơn. Tuy nhiên, trên thị trường của các quốc gia có nền nông
nghiệp phát triển nhưng các cơ sở hạ tầng của công nghiệp hóa dầu thì còn chưa phát
triển như Trung Quốc, Ấn Độ và Brazil thì etanol có thể được sử dụng để sản xuất các
hóa chất mà được các nước Phương Tây phát triển sản xuất chủ yếu từ dầu mỏ, bao
gồm etylen và butađien.[9]

24


CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU, PHƯƠNG PHÁP VÀ THỰC NGHIỆM
2.1 Vật liệu
- Nguyên liệu Sắn: được lấy ở Thanh Ngọc - Thanh Chương
- 2 chủng nấm men QN và MK
+ Chủng nấm men khô (ký hiệu: MK)
+ Chủng nấm men của nhà máy cồn Xuân An (ký hiệu: QN)
2.2 Phương pháp và thực nghiệm
2.2.1 Phương pháp xác định độ ẩm [2]
Nguyên tắc
Thông thường độ ẩm trong nguyên liệu được xác định bằng phương pháp sấy
nhưng chỉ cho kết quả gần đúng. Vì khi sấy ở nhiệt độ cao, một số chất hữu cơ của
nguyên liệu sẽ bị phân hủy và bay hơi cùng với nước, khi đó lại có một lượng nhỏ
nước liên kết không bay hơi hết. Để hạn chế sai số người ta chỉ sấy ở 100 -105 0C và
kéo dài 3 - 4 giờ. Đôi khi muốn rút ngắn thời gian sấy người ta thực hiện ở 130 0C
trong 40 phút. Dụng cụ
Cân sấy ẩm HB43-S của Mettler Toledo