Ethanol xenlulô, còn được gọi là “ etanol 2G ”, “cồn thế hệ thứ hai” hoặc “nhiên liệu sinh học tiên tiến” là ethanol được sản xuất từ ​​một loại sợi thực vật có tên là xenlulo. Xenlulo tạo nên thành tế bào của tế bào thực vật, nó là một polymer bao gồm các phân tử glucose được liên kết thành một chuỗi dài, thường có nhiều biến đổi hóa học khác nhau.

Theo nghiên cứu, Ethanol xenlulo trong tương lai sẽ trở thành nguồn nhiên liệu cho sản lượng cao, giảm khí phát thải nhà kính, góp phần bảo vệ môi trường và sử dụng được toàn bộ nguồn nguyên liệu từ thực vật để sản xuất.

Các vùng lãnh thổ phù hợp để sản xuất ethanol 2G

Lãnh thổ có thể trồng các loại cây phù hợp để sản xuất ethanol xenlulo sẽ rộng hơn các vùng nông nghiệp chính trên thế giới, một phần trong đó là các vùng đất cận biên, đất chưa được sử dụng hoặc vùng đất bị ô nhiễm cũng có thể trồng cây cho sản xuất ethanol xenlulo.

Một vài lãnh thổ tiềm năng có thể kể đến như:

• Khu vực nông nghiệp Bắc Mỹ.
• sản xuất nhiều loại hàng hóa bằng gỗ và dăm gỗ dưới dạng phế phẩm của ngành công nghiệp gỗ của Canada và miền bắc Hoa Kỳ.
• Thảo nguyên: hệ sinh thái cỏ phát triển mạnh và là nguồn nguyên liệu tiềm năng cho ethanol 2G.
• Các “vành đai” nông nghiệp Hoa Kỳ: nơi có một lượng lớn chất thải nông nghiệp – chẳng hạn như ngô, bông, lúa gạo.
• Ấn Độ: chất thải rắn đô thị (khoảng 62 triệu tấn được tạo ra hàng năm) , rơm rạ và bã mía - một sản phẩm phụ dạng xơ của quá trình chế biến mía - với số lượng lớn khiến quốc gia này trở thành một nơi có lợi cho sản xuất ethanol 2G.
• Các loại cây trồng nông nghiệp, cỏ phát triển ở Trung Quốc.
• Sản xuất ngô và mía của Nam Mỹ: như bã mía và thân cây ngô. Hiện tại, hai nhà máy thương mại ở Brazil – Raízen và GranBio – đang sử dụng bã mía; và ba nhà máy mới đã lên kế hoạch và đang được xây dựng.

• Việc sử dụng bã mía để sản xuất etanol xenlulo là một ví dụ về chuỗi cung ứng nguyên liệu xenlulo hiện có với sức mạnh tổng hợp giữa các nhà máy sản xuất etanol sinh học thế hệ đầu tiên và các nhà máy sản xuất etanol 2G: mật rỉ từ mía cho sản xuất ethanol 1G, bã mía cho sản xuất ethanol 2G.

Hình ảnh nhà máy ethanol sinh học tại Brazin

Tuy nhiên, hầu hết sinh khối được trồng và thu hoạch ở những vùng lãnh thổ này đều đang bị lãng phí: thối rữa hoặc cháy làm tăng lượng khí thải carbon.

-> Việc sử dụng nguyên liệu ethanol xenlulo đòi hỏi phải thu hoạch khối lượng lớn thực vật và lưu trữ chúng trước khi vận chuyển đến các cơ sở sản xuất ethanol , nhưng hiện tại hầu hết các nơi đều chưa có chuỗi hậu cần.

Công nghệ sản xuất Ethanol từ xenlulo

Bất kỳ polyme nào cũng cần năng lượng để phá vỡ liên kết giữa các “viên gạch” hoặc monome cấu thành của nó, xenlulo tạo nên thành tế bào thực vật khiến chúng trở nên cứng chắc, do đó xenlulo rất khó phân hủy. xenlulô tinh khiết tương đối dễ bị phân hủy trong điều kiện công nghiệp.

Ở thực vật, các phân tử xenlulo được xen kẽ với hemicellulose –  polysacarit phân nhánh, một dạng xenlulo biến đổi. Một thành phần thiết yếu khác của thực vật, chủ yếu là gỗ, là lignin – một đại phân tử giàu hợp chất thơm hoặc phenolic, tương tự như nhựa cây. Hỗn hợp các phân tử này đòi hỏi phải phá vỡ các liên kết hóa học bổ sung và giải phóng các hợp chất ức chế nguyên liệu bị phân hủy để chuyển đổi thành ethanol.

Trên thực tế, nguyên liệu ethanol 2G được gọi là “lignocellulose” (lignin + xenlulo). Thành phần hóa học phức tạp của lignocellulose đòi hỏi một số giai đoạn chuyển đổi sinh khối thực vật thành ethanol xenlulo như sau:

• Tiền xử lý phá vỡ cấu trúc nhỏ gọn và có độ cứng cao của sinh khối thực vật. Ít nhất 20% chi phí năng lượng cho sản xuất etanol xenlulo rơi vào giai đoạn này. Tiền xử lý có thể được thực hiện bằng các quá trình cơ học, nhiệt, hóa học, sinh học hoặc kết hợp giữa các quá trình lại với nhau.
• Quá trình thủy phân phá vỡ các liên kết hóa học giữa các monome trong xenlulo, lignin và giải phóng đường. Cách thủy phân xenlulo ít tốn năng lượng nhất là sử dụng các enzyme gọi là cellulase vì chúng hoạt động ở điều kiện tương đối ôn định từ 45–50°C.
• Quá trình lên men chuyển đổi glucose được giải phóng trong giai đoạn thủy phân thành đường xenlulo: có thể có 5 nguyên tử carbon trong phân tử (xyloza, arabinose) hoặc 6 – đây là những glucose và fructose quen thuộc. Trong khi men tự nhiên dễ dàng lên men đường C6 thì quá trình lên men đường C5 đòi hỏi các chủng nấm men biến đổi gen. Hiện nay có rất ít công nghệ có sẵn để giải quyết điều này.

​​​​​​​

Cả ba giai đoạn chuyển đổi xenlulo thành ethanol đều cần được tối ưu hóa, bao gồm cả việc giảm tiêu thụ năng lượng. Khi có sự tham gia của các sinh vật sinh học như men, nấm và vi khuẩn, thì việc cần thiết là kết hợp các loài có liên quan để đạt được năng suất tối đa. Ví dụ, với các loài chịu nhiệt độ cao có thể cho phép kết hợp quá trình thủy phân và lên men ngay trong một quá trình, vừa tiết kiệm được thời gian và nhiên liệu vừa cho ra năng suất tốt.

Việc sản xuất ethanol từ xenlulo mang lại những lợi thế tối ưu hơn so với tình trạng hiện nay như: gia tăng chi phí nhiên liệu, năng lượng hóa thạch suy giảm, hiện tượng ô nhiễm và phát thải nhà kính,..

Hãy liên hệ ngay cho chúng tôi nếu bạn cần một đơn vị cung cấp cồn Ethanol/Alcohol TOP đầu Việt Nam hiện nay.

Bài viết sử dụng thông tin từ: https://leaf-lesaffre.com/

---------------------

CÔNG TY TNHH KHẢ DOANH

Địa chỉ cung cấp Cồn (Ethanol/Alcohol) và cung cấp Xe bồn – Container bồn uy tín, chất lượng.

SĐT: 028.3861.8486

Hotline: 0869.899.199 - 0917.72.79.72

Email: Kinhdoanh@khadoanh.com.vn

Khadoanhalcohol@yahoo.com

Website: http://khadoanh.com.vn

Fanpage: https://www.facebook.com/khadoanhalcohol