Tải bản đầy đủ - 34 (trang)
2 Hoạt động nghiên cứu và chuyển giao công nghệ

2 Hoạt động nghiên cứu và chuyển giao công nghệ

Tải bản đầy đủ - 34trang

Báo cáo thực tập tốt nghiệp



Trung tâm công nghệ lọc hóa dầu (RPTC)



khử hóa học và chiếu xạ, sản xuất các dung dịch diệt khuẩn trên cơ sở bạc nano.

1.2.6 Nghiên cứu tổng hợp TiO2

Nghiên cứu chế biến sâu tinh quặng Titan từ các nguồn nguyên liệu Rutill

và Ilmenite để tổng hợp TiO 2 pigment theo phương pháp Clo. Các phương pháp

nghiên cứu theo hướng này bao gồm: Tinh thể và sản xuất TiCl 4 tinh khiết, sản

xuất TiO2 pigment, TiO2 nano powder, TiO2 nano thinfilm coat…

1.2.7 Nghiên cứu tổng hợp Zeolite

Dự án nghiên cứu tổng hợp zeolite 3A từ nguồn cao lanh trong nước. Sản

phẩm được ứng dụng làm rây phân tử phục vụ chủ yếu cho công nghệ sản xuất

cồn tuyệt đối bằng phương pháp rây phân tử. Chuyển giao và hợp tác sản xuất

phụ gia tẩy rửa dầu mỡ trên cơ sở chất hấp phụ zeolite. Hợp tác nghiên cứu và

chuyển giao công nghệ sản xuất các loại zelolite phục vụ cho công nghệ hóa lọc

dầu như zeolite Y modun cao, ZSM - 5…

1.2.8 Phối hợp với các địa phương và hợp tác quốc tế

Trung tâm phối hợp nghiên cứu với tỉnh Tiền Giang trong việc giải quyết

sản phẩm đầu ra của cây tram cừ và tràm trà cho người nông dân mà vẫn giữ

được nét đặc trưng sinh thái của cây tràm vùng Đồng bằng song Cửu Long. Dự

án có sự phối hợp thực hiện của sở khoa học công nghệ tỉnh Tiền Giang, trường

Đại học Toyohashi và tổ chức hợp tác quốc tế Nhật Bản.

Phối hợp với viện Khoa học công nghệ - Trường Đại học Tokio trong dự án

nghiên cứu công nghệ sản xuất bioethanol từ rơm rạ, trấu ở Đồng bằng song

Cửu Long. Dự án nhằm nghiên cứu các hướng khả thi cho nguồn cung cấp nhiên

kiệu cho động cơ trong tương lai đồng thời nâng cao giá trị cho các sản phẩm

nông nghiệp.

Hợp tác với tổ chức hợp tác quốc tế Nhật Bản (JICA) thực hiên dự án

“biomass town” tại xã Thái Mỹ, Củ Chi nhằm tìm kiếm một mô hình sản xuất

tối ưu cho người nông dân, từ đó nâng cao đời sống cho người nông dân Việt

Nam.

SVTH: Nguyễn Văn Sỹ



Trang 7



Báo cáo thực tập tốt nghiệp



Trung tâm công nghệ lọc hóa dầu (RPTC)



Phối hợp với Sở Khoa học công nghệ Đà Nẵng, trường Đại học Bách khoa

Đà Nẵng khảo sát nguyên nhân và thực trạng ăn mòn của các công trình xây

dựng dân dụng và công nghiệp vùng ven biển Đà Nẵng và thực hiện các phương

án phòng chống.

1.2.9 Nghiên cứu công nghệ và thiết bị sản xuất cồn nhiên liệu

Xưởng sản xuất công nhiên liệu nằm dưới sự quản lý của trung tâm nghiên

cứu công nghệ lọc hóa dầu (RPTC) thuộc đại học bách khoa thành phố Hồ Chí

Minh (Đ/C: 268 Lý Thường Kiệt, Phường 14, Quận 10). Công nghệ và thiết bị

tự động tinh luyện cồn để sản xuất xăng pha cồn, công suất tối thiểu 2000 lít cồn

(99.5%)/ngày. Công nghệ vận hành hoàn toàn tự động, điều khiển trên hệ thống

SCADA. Năng suất đạt 4000 lít cồn tuyệt đối/ngày. Công nghệ tiết kiệm năng

lượng, thân thiện với môi trường. Sản phẩm cồn tinh luyện đạt tiêu chuẩn xăng

pha cồn, nồng độ tối thiểu 99.5%.

1.2.10 Nghiên cứu công nghệ sản xuất bia sinh học

Được hình thành vào năm 2012, dưới sự quản lý của trung tâm nghiên cứu

công nghệ lọc hóa dầu (RPTC) thuộc đại học bách khoa thành phố Hồ Chí Minh

(Đ/C: 268 Lý Thường Kiệt, Phường 14, Quận 10). Chịu trách nhiệm xưởng bia

là thầy Nguyễn Kính và phụ tá là anh Đặng Gia Phú. Xưởng được hình thành

với mục đích phục vụ cho nhu cầu nghiên cứu, thực tập của thầy (cô) và sinh

viên, bên cạnh đó còn nghiên cứu phát triến các loại bia cho ngành công nghiệp

giải khát nước nhà và kiểm tra chất lượng của bia.

Vị trí của xưởng là nằm phía sau trung tâm RPTC, quy mô của xưởng

thuộc loại nhỏ, chỉ với diện tích là 180 m 2 và tổng chi phí đầu tư là hai tỷ ba

trăm năm mươi triệu đồng. Loại bia mà xưởng hiện đang nghiên cứu đó là bia

vàng truyền thống và bia đen ngoại với quy trình công nghệ sản xuất của Đức.



SVTH: Nguyễn Văn Sỹ



Trang 8



Báo cáo thực tập tốt nghiệp



Trung tâm công nghệ lọc hóa dầu (RPTC)



Chương 2: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

2.1 Đặt vấn đề

Hiện nay, thế giới đang đứng trước thử thách to lớn về vấn đề năng lượng.

Khi các nguồn nhiên liệu hóa thạch có nguy cơ cạn kiện trong một vài thập niên

tới. Nguồn nguyên liệu sử dụng phổ biến thì biết động không ngừng. Giá dầu

thô có xu hướng ngày càng tăng. Và chính giá dầu thô cũng là nguyên nhân của

sự bất ổn và xung đột về chính trị ở nhiều nơi trên thế giới.

Ngoài ra, vấn đề ô nhiễm do sự phát sinh khí thải từ quá trình sử dụng

nhiêu liệu hóa thạch, tăng hàm lượng khí gây hiệu ứng nhà kính. Do đó, khí hậu

trên thế giới hiện nay đang thay đổi theo chiều hướng xấu đi.

Với sự ô nhiễm ngày càng lớn của việc sử dụng nguyên liệu hoá thạch

được sản xuất từ dầu mỏ và sự cạn kiệt của nguyên kiệu hoá thạch nói chung thì

việc nghiên cứu và đưa vào ứng dụng các công nghệ để sản xuất nguyên liệu

sinh học được ứng dụng ở nhiều nước trên thế giới. Nghiên cứu sản xuất nhiên

liệu sinh học như ethanol, methanol, buthanol,... từ nguồn nguyên liệu phế thải

và phụ phẩm trong quá trình sản xuất nông nghiệp là một trong những mục tiêu

lớn của các quốc gia có nền nông nghệp phát triển như Việt Nam.

Nghiên cứu tìm kiếm nguyên liệu cũng như công nghệ sản xuất nhiên liệu

sinh học để thay thế một phần hay toàn nhiên liệu sản xuất từ nguồn năng lượng

hóa thạch là một trong những vấn đề ưu tiên hàng đầu và nằm trong các chương

trình chiến lược Quốc gia. Riêng đặc biệt đối với Viêt Nam đang đứng trước

những thách thức lớn cụ thể:

-



Nguy cơ cạn kiện nguồn nhiên liệu hóa thạch trong tương lai, bên cạnh đó là sự

ô nhiễm môi trường ngày càng tang cao do việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch từ



-



quá trình chế biến dầu mỏ.

Cùng với các nước khác trên thế giới, Việt Nam phải thực hiên cam kết quốc tế

về việc cắt giảm khí nhà kính vốn đang làm Trái Đất nóng lên. Xây dựng một

chiến lược về an ninh năng lượng quốc gia trước sự biến động của nguồn năng

SVTH: Nguyễn Văn Sỹ



Trang 9



Báo cáo thực tập tốt nghiệp



Trung tâm công nghệ lọc hóa dầu (RPTC)



lượng thế giới, đặc biệt là trong vấn đề sử dụng nguồn năng lượng sinh học,

năng lượng xanh,…

Việt Nam là một trong những nước sản xuất đường lớn trên thế giới, hàng

năm công nghiệp mía đường thải ra một lượng lớn bã mía. Đa số chúng chúng

được sủ dụng làm nguyên liệu đốt trong chính nhà máy. Các nguyên liệu phế

phẩm này hiện nay đang sử dụng không hiệu quả, đa số dùng để đốt hoặc thải bỏ

vì vậy sẽ gây ra sự ô nhiễm môi trường rất lớn.

Trong các loại nguyên liệu phế phụ phẩm thì bã mía có ưu điểm hơn so với

các loại nguyên liệu như trấu, rơm rạ,... là hàm lượng cellulose cao hơn và đây

là một trong những ưu điểm quan trong trong việc nghiên cứu nhiên liệu sinh

học từ các loại nguyên liệu này. Với nhu cầu phát triển nhiê liệu sinh học như

hiện nay, nghiên cứu sản xuất butanol từ nguyên liệu bã mía hiên nay vẫn là một

trong những hướng nghiên cứu tập trung với mục tiêu cải thiện hiệu suất chuyển

hoá, nâng cao nồng độ butanol và giảm chi phí thu hồi butanol.

2.2 Butanol và bã mía

2.2.1 Giới thiệu về butanol

Butanol là một alcohol có công thức phân tử C 4H9OH. Khối lượng phân tử

M = 74. Butanol là một chất lỏng rễ cháy, trong suốt không màu và có mùi đặc

biệt như mùi dầu chuối và có mùi công mạnh, khi tiếp xúc trực tiếp có thể gây

kích ứng mắt và da. Hơi của nó có khả năng gây mê khi hít ở nồng độ cao.

Butanol hầu như hòa tan trong các dung môi hữu cơ phổ biến, nhưng ít hòa tan

trong nước.



SVTH: Nguyễn Văn Sỹ



Trang 10



Báo cáo thực tập tốt nghiệp



Trung tâm công nghệ lọc hóa dầu (RPTC)



Bảng 2.1 Tính chất vật lí của butanol

Khối lượng phân tử



74,12 g.mol-1



Dạng tồn tại

Tỷ trọng

Nhiệt độ nóng chảy

Nhiệt độ sôi

Độ tan trong nước

Nhiệt độ đánh lửa

Nhiệt độ tự bốc cháy



Dung dịch lỏng màu vàng

0,810 – 0,812

-90oC

118oC

9ml/100ml

35-37 oC

343-345 oC



Một trong những ứng dụng ưu việt lớn của biobutanol là được sử dụng để

pha trộn vào xăng là nhiên liệu chính cho các động cơ. Butanol được đề xuất

như một như là một nguồn nhiên liệu thay thế nhiên liệu diesel và xăng. Khi so

sánh ethanol, butanol có nhiệt trị gấp 1,5 lần do tỉ lệ H trong phân tử cao hơn và

bằng 90% so với gasoline. Tuy nhiên độ nhới lại cao hơn ethanol và gasoline rất

nhiều. Bên cạnh đó chỉ số RON và MON cao và tiêu thụ oxy khi cháy thấp,

butanol còn dùng như một loại phụ gia pha xăng để tăng chỉ số octan, cải thiện

khả năng đốt cháy và sử dụng nhiên liệu.

Bên cạnh vai trò là nhiên liệu sinh học cho động cơ, butanol thực sự là một

hóa chất quan trọng được sử dụng lượng lớn trong ngành công nghiệp. Gần một

nửa sản lượng butanol được sản xuất trên Thế giới được sử dụng trong các

ngành công nghiệp sơn, keo dán, chất đàn hồi, công nghệ dệt may, sản xuất sợi,

nhựa, sản xuất kính an toàn, chất tẩy rửa.

Butanol cũng được sử dụng làm dung môi trong ngành công nghiệp mỹ

phẩm như nước hoa, các sản phẩm trang điểm, sơn móng tay, và được dùng cho

việc sản xuất các loại thuốc kháng sinh, vitamin và hoocmon.

Butanol có thể sản xuất bằng hai phương pháp. Phương pháp thứ nhất bằng

con đường tổng hợp hóa học, nguyên liệu đi từ propylene thu được từ nguồn dầu

mỏ, thực hiên trên xúc tác Rhodium. Phương pháp thứ hai, sản xuất butanol

bằng phương pháp lên men yếm khí từ các nguyên liệu biomass như tinh bột,

SVTH: Nguyễn Văn Sỹ



Trang 11



Báo cáo thực tập tốt nghiệp



Trung tâm công nghệ lọc hóa dầu (RPTC)



gỗ, rơm rạ, lá cây hay thậm chí những phụ phẩm nông nghiệp. Trong những năm

1950, khi ngành công nghiệp khai thác dầu mỏ phát triển mạnh mẽ, giá dầu mỏ

trở lên thấp hơn, phương pháp tổng hợp butanol từ dầu mỏ trở lên hiệu quả hơn

phương pháp lên men truyền thống. Nhưng trong quá trình hiên nay, trước sự

cạn kiệt của nguồn nguyên liệu hóa thạch và sự ô nhiễm môi trường, việc nghiên

cứu sản xuất butanol từ nguồn nguyên liệu biomass trở thành mục tiêu nghiên

cứu hàng đầu tại các nước trên thế giới.

2.2.2 Giới thiệu về bã mía

Mía là cây công nghiệp lấy đường quan trọng của ngành công nghiệp

đường. Trong thân mía chứa khoảng 80-90% nước dịch, trong dịch có chứa

khỏang 16-18% đường. Vào thời kì mía già, người ta thu hoạch mía rồi đem ép

láy nước dịch. Nước dịch mía được chế lọc và cô đặc thành đường. Phần nguyên

liệu còn lại sau khi chiết xuất đường được gọi là bã mía. Bã mía chiếm khoảng

25-30% khối lượng mía đem ép. Bã mía có thể làm nguyên liệu đốt lò, làm bột

giấy, ép thành ván dùng trong kiến trúc, hoặc cao hơn là làm ra Furfural là

nguyên liệu cho ngành sơi tổng hợp. Bã mía còn lại sau khi ép có thể đốt để sản

xuất nhiệt lẫn điện năng. Ngoài ra, với mục đích thân thiện với môi trường do

được làm từ phụ phẩm của nguyên liệu sản xuất đường,bã mía được sử dụng

trong sản xuất nhiên liệu sinh học: ethanol, butanol,... nhiều quốc gia trên thế

giới đã thử nghiêm thành công và đưa vào sản xuất ethanol từ bã mía. Tại Hoa

Kỳ, năm 2008, Verenium Corporation đã xây dựng một nhà máy sản xuất

1.400.000 lít ethanol mỗi năm từ bã mía ở Jennings, Louisiana.

Tuy nhiên ở Việt Nam, phần lớn bã mía sau khi được ép đường thường

được dùng làm thức ăn cho trâu bò hoặc phơi khô làm chất đốt đun nấu hàng

ngày, hoặc đem vứt bỏ, vừa bẩn vừa mất vệ sinh. Như vậy, nguồn nguyên liệu

phế phẩm này hiện nay đang sử dụng không hiệu quả và gây ra ô nhiễm môi

trường.



SVTH: Nguyễn Văn Sỹ



Trang 12



Báo cáo thực tập tốt nghiệp



Trung tâm công nghệ lọc hóa dầu (RPTC)



Cũng như thành phần của nhiều vật liệu thân gỗ, bã mía có thành phần chủ

yếu là cellulose. Với thành phần cellulose rất cao, bã mía có thể coi là một

nguyên liệu biomass tốt nhất để sản xuất nhiên liệu sinh học như ethanol,

butanol. Bên cạnh thành phần hóa, tính chất cách thành phần trong bã mía, cấu

trúc tế bào thực vật cũng quan trọng không kém trong việc nghiên cứu tiền xử lý

bã mía.

Bã mía là phần xơ còn lại của thân cây mía sau quá trình ép mía. Bã mía

gồm có sợi xơ, nước và một lượng tương đối nhỏ các chất hòa tan chủ

yếu là đường. Thành phần trung bình của bã mía bao gồm:

- Xơ 48%

- Độ ẩm 50%

- Chất hòa tan 2%



Thành phần xơ bao gồm:

-



Cellulose 45-55%

Hemicellulose 20-25%

Tro 1-4%

Sáp < 1%



2.3 Quá trình tiền xử lý

Quá trình tiền xử lý là công đoạn làm hoạt hóa bề mặt của cellulose giúp

cho các tác nhân như enzyme, acid có thể dễ dàng cắt đứt mạch cellulose trong

quá trình thủy phân hoặc thuận lợi cho quá trình lên men. Có nhiều phương pháp

tiền xử lý với nhiều mức độ hiệu quả khác nhau. Tuy nhiên, một quá trình tiền

xử lý hiệu quả phải đạt được những mục tiêu sau:

-



Tối ưu hóa hiệu suất thủy phân tạo ra cellulose.

Giảm tối thiểu sự phân hủy các cacbonhydrat.

Giảm thiểu sự tạo thành các tác nhân gây ức chế vi sinh vật.

Phải có tính kinh tế cao và không gây ô nhiêm môi trường.



2.3.1 Phương pháp tiền xử lý vật lý

Tiền xử lý bằng phương pháp xử lý vật lý tác động đến các tính năng về

cấu trúc vật lý của biomass, tức là làm giảm tinh thể, tăng kích thước lỗ và giảm



SVTH: Nguyễn Văn Sỹ



Trang 13



Báo cáo thực tập tốt nghiệp



Trung tâm công nghệ lọc hóa dầu (RPTC)



mức độ trùng hợp. Một trong những ưu điểm của tiền xử lý vật lý là nó tương

đối không ảnh hưởng đến các tính chất vật lý và hóa học của nguyên liệu

biomass.

Có các phương pháp tiền xử lý vật lý:

-



Nghiền cơ học

Chiếu xạ

Nhiệt phân



2.3.2 Phương pháp tiền xử lý hóa học

-



Tiền xử lý bằng ozon

Tiền xử lý bằng acid

Tiền xử lý bằng kiềm

Tiền xử lý bằng oxy hóa



2.3.3 Phương pháp tiền xử lý hóa lý

Nổ hơi là quá trình diễn ra khi sinh khối tiếp xúc với một chất thích hợp

(hơi nước, amoniac, CO2) ở nhiệt độ và áp suất cao trong một khoảng thời gian

nhất định, sau đó hạ áp đột ngột nhằm tác động về mặt cơ học và hóa học.

Phương pháp nổ hơi được nghiên cứu và áp dụng nhiều nhất là nổ hơi nước.

Các phương pháp nổ hơi nước:

-



Nổ hơi nước

Nổ hơi amoniac

Nổ hơi CO2



2.4 Quá trình thủy phân

Thủy phân biomass là một quá trình hóa học, trong đó một phân tử

cellulose bị chia cắt thành nhiều phân tử nhỏ bằng việc thêm các phân tử nước.

(C6H10O5)n + nH2O => nC6H12O6

Chủ yếu, quá trình thủy phân là để chuyển đổi cellusole thành đường được

thực hiện với các enzyme cellulolytic hoặc acid sulfuric nồng độ khác nhau.

Các phương pháp thủy phân:

-



Thủy phân bằng acid

Thủy phân bằng enzyme



SVTH: Nguyễn Văn Sỹ



Trang 14



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

2 Hoạt động nghiên cứu và chuyển giao công nghệ

Tải bản đầy đủ ngay(34 tr)

×