Khoa học công nghệ ngành Công Thương

Thứ tư, 24/10/2018 | 08:16

Thứ tư, 24/10/2018 | 08:16

Nhiên liệu sinh học

Cập nhật lúc 09:19 ngày 06/10/2018

Công nghệ biến bia thành nhiên liệu sinh học

Các nhà hóa học tại trường Đại học Bristol, Anh, đã có những bước đi đầu tiên hướng tới việc sử dụng bia làm thành phần quan trọng để sản xuất xăng.
Sử dụng những nguyên liệu thay thế bền vững cho nhiên liệu hoá thạch để sản xuất diesel và xăng dầu là việc làm hết sức cần thiết. Ethanol sinh học được coi là một trong những lựa chọn thay thế bền vững nhất cho xăng dầu. Tuy nhiên, ethanol không phải là một lựa chọn lý tưởng vì loại nhiên liệu này bộc lộ nhiều hạn chế như: mật độ năng lượng thấp, dễ dàng pha trộn với nước và có thể gây ăn mòn động cơ. Do đó, nhiên liệu được đánh giá cao hơn là butanol sinh học. Tuy nhiên, việc sản xuất nhiên liệu này rất khó thực hiện do thiếu các nguồn nguyên liệu bền vững.
Các nhà khoa học thuộc Khoa Hóa, trường Đại học Bristol, Anh, đã dành nhiều năm nghiên cứu và phát triển công nghệ chuyển đổi ethanol, vốn là nguồn nguyên liệu dễ tìm thành butanol. Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm sản xuất butanol từ ethanol khô, tinh khiết trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, để mở rộng quy mô, các chuyên gia đã sử dụng kỹ thuật mới trong môi trường lên men ethanol tự nhiên. 
Thành phần chính của môi trường lên men này là nước (khoảng 90%) và các tạp chất hòa tan khác. Giáo sư Duncan Wass, dẫn đầu nhóm nghiên cứu, cho biết: "Cồn có trong tất cả các đồ uống chứa cồn như bia, rượu vang và rượu mạnh, chính là ethanol. Vì vậy, đồ uống có cồn được coi là mô hình môi trường lên men ethanol công nghiệp lý tưởng. Ethanol chủ yếu được tạo ra từ quá trình sản xuất bia”.
Cũng theo giáo sư, nếu áp dụng thành công công nghệ mới với các loại đồ uống có cồn (trong đó, bia là lý tưởng nhất), quy mô ứng dụng hoàn toàn có tiềm năng mở rộng, từ đó biến butanol trở thành nhiên liệu thay thế xăng theo quy mô công nghiệp.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng chất xúc tác, các loại hóa chất được sử dụng để thúc đẩy, kiểm soát một phản ứng hóa học và được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hóa dầu, để biến ethanol thành butanol. Họ nhận thấy rằng chất xúc tác này có khả năng biến bia, hay cụ thể là ethanol trong bia, thành butanol.
Nghiên cứu đã chứng minh một bước quan trọng trong việc mở rộng quy mô ứng dụng công nghệ, đó là việc sử dụng chất xúc tác trong môi trường lên men ethanol tự nhiên. Giáo sư Wass nhấn mạnh: "Thực sự, chúng tôi không muốn sử dụng bia ở quy mô công nghiệp thay vì các loại cây lương thực nhưng có rất nhiều phương pháp để sản xuất ethanol từ quá trình lên men sản sinh ra một loại hóa chất rất giống bia. Vì thế, bia là một mô hình sẵn có lý tưởng để thử nghiệm công nghệ của chúng tôi".
Một ưu điểm khác của phương pháp này phải kể đến là nó khá giống với nhiều quy trình hóa dầu hiện nay. 
Các nhà khoa học cho biết họ đang có kế hoạch phát triển công nghệ ở quy mô lớn hơn. trong khoảng thời gian 5 năm. Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu hiện đang nỗ lực tìm hiểu tính hiệu quả trong việc biến ethanol thành butanol mà chất xúc tác mang lại.
Giáo sư Wass chia sẻ: "Bia thực sự là một môi trường tuyệt vời để pha trộn các loại hoá chất mà chúng ta cần phải sử dụng trong một quy trình công nghiệp thực sự, điều này cũng cho thấy công nghệ mới của chúng tôi đang tiến thêm một bước đến gần thực tế".
Ngọc Diệp (Theo https://phys.org) 
lên đầu trang