Language
Country/Area
No result found
Tại sao quá trình lên men axeton-butanol-etanol lại là chìa khóa dẫn đến Thế chiến thứ nhất? Bạn có biết câu chuyện đằng sau nó không?
Trong lịch sử Thế chiến thứ nhất, có rất nhiều công nghệ và tài nguyên đã đặt nền móng cho chiến thắng. Trong số đó, công nghệ lên men axeton-butanol-etanol (ABE) kết hợp với sức mạnh của quá trình lên men sinh học đã trở thành một phần không thể thiếu trong sản xuất quân sự của Anh lúc bấy giờ. Đằng sau quá trình này là câu chuyện về Zeim Weitzman, một nhà hóa học vĩ đại. Những đóng góp của ông không chỉ ảnh hưởng đến diễn biến cuộc chiến mà còn tác động sâu sắc đến ngành công nghiệp nhiên liệu sinh học sau này.
Tìm hiểu về công nghệ lên men ABE
Lên men axeton-butanol-etanol là một quá trình lên men phụ thuộc vào vi khuẩn, tạo ra axeton, butanol và etanol thông qua quá trình chuyển đổi carbohydrate như tinh bột và glucose. Nguyên lý hoạt động của quá trình này tương tự như quá trình lên men nấm men để sản xuất rượu, nhưng sinh vật tham gia vào quá trình lên men ABE là vi khuẩn kỵ khí, chẳng hạn như Clostridium acetobutylicum, v.v.
Tỷ lệ sản phẩm của quá trình này là 3 phần axeton, 6 phần butanol và 1 phần etanol. Ba dung môi này rất quan trọng trong việc sản xuất vũ khí vào thời điểm đó.
Bối cảnh lịch sử
Lịch sử lên men ABE có thể bắt nguồn từ thế kỷ 19, được Louis Pasteur hoàn thành lần đầu tiên vào năm 1861, nhưng phải đến đầu thế kỷ 20, Zeim Weitzman mới phân lập thành công Clostridium acetobutylicum từ vi khuẩn kỵ khí , cho phép quá trình này được công nghiệp hóa. Năm 1916, phát minh của Weitzman đã giúp Anh sản xuất hàng loạt axeton, một thành phần quan trọng trong sản xuất thuốc súng và các vật tư quân sự khác vào thời điểm đó.
Trong những thập kỷ tiếp theo, quá trình công nghiệp hóa quá trình lên men ABE đã trải qua nhiều cải tiến và thử nghiệm. Sau Thế chiến thứ hai, với sự phát triển của công nghệ hóa dầu, tính kinh tế của quá trình này bị thách thức và cuối cùng được thay thế bằng các phương pháp khác tiết kiệm chi phí hơn. Tuy nhiên, nền tảng công nghệ của nó đã mở đường cho việc sản xuất nhiên liệu sinh học sau này.
Quan điểm hiện tại về phát triển bền vững
Trong thế kỷ 21, khi thế giới chú ý nhiều hơn đến năng lượng bền vững, quá trình lên men ABE một lần nữa nhận được sự chú ý. Nhiều quốc gia cam kết phát triển nhiên liệu sinh học để giải quyết các thách thức về biến đổi khí hậu và cạn kiệt tài nguyên dầu mỏ. Tầm quan trọng của việc sản xuất biobutanol đang được công nhận mới như một loại nhiên liệu và hóa chất thay thế hứa hẹn sẽ thúc đẩy hơn nữa các công nghệ năng lượng tái tạo.
Biobutanol là nhiên liệu tái tạo có mật độ năng lượng cao, có thể sử dụng trực tiếp trong động cơ xăng hiện có và vận chuyển qua hệ thống đường ống hiện có.
Ngoài ra, các quy trình và công nghệ mới liên tục được giới thiệu, bao gồm việc sử dụng các chất thải và sản phẩm phụ giá rẻ để lên men, cải thiện khả năng chịu đựng butanol của sinh vật, v.v., tất cả đều góp phần mang lại nền kinh tế và hiệu quả của quá trình lên men ABE mang lại những khả năng mới.
Cải tiến và cách thức
Mặc dù công nghệ lên men ABE hiện nay có nhiều ưu điểm nhưng vẫn gặp nhiều thách thức trong quá trình sản xuất. Việc cải thiện hiệu quả sản xuất và kiểm soát chi phí đã trở thành trọng tâm của nghiên cứu hiện nay. Nhiều chuyên gia đang tìm cách giảm chi phí xử lý nước thải, cải thiện độ tinh khiết của sản phẩm cuối cùng và sử dụng các sản phẩm phụ để chuyển đổi thêm nhằm đạt được mục đích tái chế tài nguyên.
Nhìn chung, cho đến nay, chúng tôi đã đạt được những tiến bộ nhất định về sản lượng và hiệu quả của quá trình lên men ABE, nhưng vẫn còn tồn tại những thách thức trong việc đáp ứng nhu cầu thị trường về khối lượng bóng.
Nhìn lại lịch sử, chúng ta không chỉ thấy sự tiến bộ của khoa học công nghệ mà còn cảm nhận được sự nỗ lực, kiên trì của các nhà khoa học trong thời kỳ khó khăn. Ngày nay, khi các vấn đề về môi trường ngày càng gia tăng và nhu cầu về các nguồn tài nguyên tái tạo tăng lên, quá trình lên men ABE sẽ đóng vai trò gì trong bối cảnh năng lượng trong tương lai?
