Nghiên cứu tạo hydro (H2) từ bã mía bằng phương pháp lên men kỵ khí

Đề tài đã thực hiện các nội dung: chọn lọc các hỗn hợp giống vi khuẩn kỵ khí từ các mẫu bùn thải có khả năng tạo H₂; khảo sát các thông số sinh – động trong tăng trưởng và lên men H₂ của các vi khuẩn phân lập như thời gian tăng trưởng, nhiệt độ, pH môi trường…; xác định chủng vi khuẩn chiếm ưu thế trong các hỗn hợp giống bằng phương pháp điện di trên gel có khuynh độ biến tính; khảo sát thành phần hóa học và phương pháp xử lý bã mía để tăng hàm lượng carbonhydrate dễ lên men; chọn giống hỗn hợp có hiệu suất cao nhất và tối ưu hóa điều kiện lên men tạo H₂ trên bã mía giàu carbonhydrate trong các bình serum 120ml; thiết kế hệ thống bioreactor đển lên men ở quy mô phòng thí nghiệm.

Kết quả thu được 12 trong tổng số 15 các mẫu bùn thải được xử lý cho nguồn giống vi sinh vật sinh H₂ cao, trong đó các giống chiếm ưu thế là Enterobacter, Escherichia/Shigella và Clostridium. Thời điểm sinh H₂ cao nhất là sau 48 giờ lên men ở nhiệt độ phòng (40⁰C) với nồng độ glucose 5-7,5g/l, cao nấm men 1-1,5 g/l, độ pH từ 6,5-7. Thành phần hóa học bã mía nghiên cứu được gồm 93,01% chất rắn tổng, độ ẩm 6,99%, carbohydrate 89,13%, tro 1,55% và các thành phần khác là 2,79%. CMS là chủng vi khuẩn có khả năng lên men tốt nhất trên dịch bã mía đã qua tiền xử lý bằng H₂SO₄ (H₂SO₄ 2% (w/v) = 1:10, 15 phút, 121⁰C, 1atm) cho hàm lượng là 3,964 ml H₂/lít môi trường với các thông số tối ưu như: pH ban đầu 6,3, tỉ lệ nạp giống 6,6 ml/40ml môi trường (16,5%), nồng độ đường 17,25 g/lít tương đương 20,27g bã mía rẻ tiền nhưng cho hiệu suất cao hơn glucose. Kết quả lên men trên hệ thống bioreactor thu được hàm lượng H₂ tích lũy là 2,444 lít H₂/lít môi trường.