Tổng quan điều chế nhiên liệu Diesel sinh học từ mỡ cá Basa bằng phương pháp hóa siêu âm

Tổng quan điều chế nhiên liệu Diesel sinh học từ mỡ cá Basa bằng phương pháp hóa siêu âm

AsUSATL YEAFE EPLLAL OE 3 Nguyễn Hong Thanh

CHUONG 1 - TONG QUAN

1 Nhién Héu diesel

1.1.1 Nguồn gắc

Nhiên liệu diesel (DF — diesel fuel) hay con goi là dầu điesel (DO ~ diesel oil)

là nhiên liệu dùng cho động cơ diesel sử dụng rộng rãi trong sắn xuất nông, lâm, công, ngư nghiệp, trong hàng hái, giao thông Cùng với sự tăng trưởng không ngừng của các ngành kính tế và giao thong van tai, nhu cau tiêu the diesel tăng lên hang nam

ĐO được sán xuất chủ yếu từ phân đoạn gasoil và là sản phẩm của quá trình

chưng cất trực tiếp dầu mỏ Phân đoạn diesel có khoảng nhiệt độ sôi 250-370°C,

thanh phan hydrocarbon của phân đoạn này gồm: parafn, naphten, aromatic và olefn với số nguyên tử carbon từ 12 - 18 [1

Những yêu câu đối với nhiên liệu diesel gầm:

- Đảm bảo cấp nhiên liệu liên tục và tin cậy vào buồng cháy, phù hợp với quá trinh làm việc của động cơ

- Có khả năng tự cháy và bay hơi phù hợp để động cơ khởi động để đàng, có tốc độ tăng áp suất xi lanh không quá lớn và có tốc độ cháy đủ lớn

~ Ït đóng cặn trong hệ thống cấp nhiên liệu và trong xi lanh

- Có tính ăn mòn thấp

Đề đánh giá chất lượng điesel, người ta cũng phải xác định trên dưới 20 chỉ tiêu kỹ thuật khác nhau Một số các chỉ tiêu ảnh hướng đến quá trình lâm việc và độ

4+2HAf4 VỚft (1C SE 4 Nguyên Hong Thanh

Khả năng tự bốc cháy là đại lượng đặc trưng quan trọng nhất của nhiên liệu

diesel Khá năng tự bốc cháy của nhiên liệu diesel được biểu thị bằng trị số cetan (ký hiệu là: CN - cetan number)

Trị số cetan của nhiên liệu là một đại lượng qui ước, có giá trị đúng bằng tỷ số

phần trăm theo thê tích (%V) của cetan (n-hecxadecan CygHyq) trong hỗn hợp với a- rnetyl naphtalen (C¡;H;CH;) mà khả năng tự bắc cháy của hỗn hop ấy tương đương với khả năng tự bốc cháy của nhiên liệu DO trong những điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn, n-cetan có công thức cầu tạo mạch thắng Chất này dễ tự cháy, quy ước có chỉ số cetan băng một trăm (CN = 100), a-metyl naphafen có cầu tạo là hai vòng thơm ngưng tụ với một nhóm mefy] Chất này rất khó tự cháy, có nhiệt độ tự cháy Cao, quy ước có frỊ số cetan bằng không (CN = 0) [1] Hỗn hợp hai chất này sẽ có chỉ số cetan bằng phân trăm thể tích của chất n-cetan trong hỗn bop Theo cau tric hóa học, parafn có CN lớn nhất, aromatic có ƠN bé nhất, Isoparafin có CN trung bình

Bảng 1.2: Tri số cetan của một số hydrocarbon

Hydrocarbon Công thức | Trị số cetan

4⁄4G@ft VUTE LEAL SE 5 Nguyễn Hong Thanh

Yêu cầu về trị số cetan của động cơ diesel không quá cao Đối với động cơ

điesel tốc độ chậm (< 500 vòng/phút) chỉ cân CN khoảng 45 - 50, còn động cơ tốc

độ nhanh (500 - 1000 vòng/phúO thì CN trên 50 Trị số cetan không có ý nghĩa sống còn như trị số octan Nó không hoàn toàn quyết định hiệu suất động cơ (liên quan

đến độ nén), song nhiên liệu có trị số cetan thấp hơn yêu cầu có thể dẫn đến những

khó khăn, trục trặc khi khởi động máy, gây nhiều tiếng ồn, đặc biệt sẽ giảm tộc độ trong trời lạnh, tạo nhiều khói lúc khởi động, tạo ra khí thải chứa nhiều chất độc Nói chung, nhiên liệu có CN càng cao cảng để khởi động, song CN quá cao sẽ gây lãng phí nhiên liệu (do hiện tượng cháy không hoàn toàn), Ngoài CN là chỉ tiêu chính, người ta còn đánh giá chất lượng diesel bằng nhiều thông số khác như: độ nhớt, tỷ trọng, thành phần cất, nhiệt độ chớp cháy, hàm lượng lưu huỳnh, điểm đông đặc nhưng mỗi nước có những tiêu chuẩn khác nhau phù hợp với khí hậu của từng nước

1.1.2.2 Độ nhớt của nhiên ligu diesel

Độ nhớt quyết định khả năng lưu động và hóa sương của nhiên liệu, đo đó cũng quyết định đặc tính cháy của nhiên liệu trong xi lanh

Cũng như đối với áp suất phun dầu, độ nhớt lớn sẽ ảnh bưởng xâu cho hoạt động của bơm cao áp và phun kim Ngược lại nếu độ nhớt quá lỏng sẽ không làm kín tốt xi lanh piston bơm cao áp và kim phun, đồng thời nhiên liệu thiểu đặc tính bội trơn, một yếu tố vô cùng quan trọng đối với bơm cao áp và kim phun nhiên liệu

Vì vậy, độ nhớt của nhiên liệu điesel phải được chọn cho thích hợp với cầu trúc của động cơ đã thiết kế sẵn, xem Bảng 1.3

1.1.2.3 Thành phần cất

Thành phần cất của nhiên liệu điesel được đánh giá bằng các nhiệt độ chưng cất Đối với nhiên liệu điesel, người †a quan tâm đến nhiệt độ chưng cất 10%V, 50%V, 90%V nhiên liệu

Nhiệt độ chưng cất 10%V nhiên liệu (trọs,) là nhiệt độ mà tại đó 10% thể tích nhiên liệu được bay hơi Nhiệt độ chưng cất 10%4V đặc trưng cho các hydrocarbon nhẹ, dễ bay hơi trong điều kiện xi lanh Thực tế yêu cầu ta», không thấp hơn 200°C

A+WH7£ VOIL HC SE 6 Nguyên Hong Thanh

Néu thoes thap hơn 200°C, chứng tô trong nhiên liệu điesel có hợp phân nhẹ cao, khi cháy sẽ làm tăng nhanh áp suất, dễ dẫn tới cháy kích nỗ Điều đó làm tăng áp lực của khí trong xi lanh Động cơ làm việc với nhiên liệu như vậy thường cô tiếng ồn

lớn kèm theo đao động và cường độ ăn mòn chỉ tiết cao

Nhiệt độ chưng cất 50%V nhiên liệu (box) đặc trưng cho tính đồng đểu của

phan bé hydrocarbon va tinh bay hoi hoan toan trong quá trình tạo hỗn hợp, tsạ» ảnh hưởng tới tính khởi động của máy, nhiên liệu có tsss thích hợp (không vượt quá

280°C) sẽ khiến động cơ khởi động dễ dàng

Nhiệt độ chưng cất 90%6V của nhiên liệu (sa) dùng để đánh giá hàm lượng các hydrocarbon khó bay hơi trong nhiên liệu Các hydrocarbon loại này làm giảm tốc độ bay bơi của nhiên liệu trong quá trình phun, làm tăng khả năng bay hơi không hoàn toàn cũng như cháy không hết của nhiên liệu Như vậy, tính kinh tế và công suất của động cơ sẽ giảm, khả năng tạo muội trong buồng cháy và độ độc khí xảy ra cũng tăng Tóm Iai too, biéu thị cho khá năng cháy hoàn toàn của hơi nhiên liệu, tags của nhiên liệu điesel không nên vượt quá 370C

1.1.2.4 Một số tính chất khác

Hàm lượng lưu huỳnh, nhiệt độ kết tỉnh, ăn mòn tắm đồng, điểm đông đặc, chỉ

số axit, nhiệt trị, điểm chớp cháy cốc kín, nước và tạp chất cơ học là những tính chất quan trọng cần được chú ý đến Cũng giống như xăng, các nước đều có qui định cụ thể về yêu cầu đối với chat luong diesel Bang 1.3 va 1.4 1a yéu cau vé chat luong nhién liéu diesel theo tiéu chuẩn của Mỹ và Việt Nam 5689:2005

Bảng 1.3: Tiêu chuân nhiên liệu diesel của Mỹ

2 Nhiét 46 phan cat 10%, °C, max 287 282 - 338 -

3 Độ nhớt 37,8 °C, Cst L4 - 2,5 2,0-4,3 | 5,8 - 26,4

~

Liisi VLE LTE SE Nguyên Hỗng Thanh

Ì-Ð động cơ tốc độ cao, làm việc trong những điều kiện thay đối nhanh về tải

trọng và tốc độ, động cơ vận hành ở nhiệt độ thấp; 2-D động cơ xe tải hạng nặng, động cơ có tốc độ có định và tải trọng rất lớn; 3-D động cơ có vòng quay nhỏ, trung

bình và không thay đổi,

Bảng 1.4: Tiêu chuẩn Việt Nam về nhiên liệu điesel TCVN 5689:2005 J2]

Hàm lượng lưu huỳnh, mg/kg D2622 6701:2002) 500-2500

Nhiệt độ chưng cất °C, 9094V D 86 ¡ 2698:2002 360 max

Điểm chớp cháy cốc kín, °C Tàn 6608:2000] 55 min

Độ nhớt động hoc 6 40°C, mm‘/s D445 13171:2003 2-45

Cặn carbon cia 10% cặn chung cất, %ekl D 4330 6324:1997 0,3 max

Điểm đông đặc, °C D97 3753:1995 +6 max

Hàm lượng tro, %6kl D4ã2 | 2690:1995 0,01 max

Hàm lượng nước và tạp chất cơ học, E203 200 max

mg/kg Bui gay 6 nhiém, mg/l D 2276 10 max

Ăn mòn tắm đồng ở 50°C, 3giờ Dee 2694:2000 | — Số 1 max

Khéi luong riéng & 15°C, ke/m? ong Tene , D 1298 | §s04:2000| D 4052 820-860

(*)Phương pháp tính trị số cetan không áp dụng cho các loại nhiên liệu diesel có

42/471 VOAIFIL tHỤC SE 8 Nguyên Hong Thanh

dùng cho động co diesel được sản xuất từ đầu thực vật hay mỡ động vật Biodiesel

thường được điều chế băng phản ứng transester chuyên đổi hoặc ester hóa của các

Blyceride, axI tự do với rượu bậc nhất no đơn chức mạch từ CÍ - C4 [HH], BÌ, vì vậy RDF còn được định nghĩa là các alkyl ester, thông dụng nhất là methyl ester Cac axit béo trong dầu, mỡ có số nguyên tử carbon tương đương với các phân tử có trong DO, hơn nữa cấu trúc của những axit này là mạch thẳng nên chỉ số cetan cao [Ã{ Đó là lí do chính để chọn dầu thực vật, mỡ động vật làm nguyên liệu sản xuất biodiesel

1.2.2, Các tính năng khi sử dụng biodiesel

$ Ưu, nhược điểm về môi trường của biodiesel

- Thân thiện với môi trường, Nhóm nghiên cứu của Chen Hu, Wang Jianxin, Shuai Shijin, Trung Quốc hệ phối tron BS (5% BDF + 95% DO}, B20 (20% BDF + 80% DO) chạy thứ nghiệm ở động cơ nặng tốc độ 1209 vòng/phút thì bụi lơ lửng (PM) giảm 25%, trong khi đó khí NÓ, thay đổi không đáng kế l4]

- Trong biodiesel không chứa lưu huỳnh và aromatic do đó khi cháy không sinh ra khí thải độc hại H5]

- Sự hiện diện của oxy trong nhiên liệu cải thiện sự cháy và làm giảm sự phát thải hydrocarbon, CÓ, CÓ¿ và những khí thải độc hại ra môi trường {6}

Nhóm nghiên cứu của giáo su Y Maeda, Nhat Ban [7] cing kết luận là việc sử dụng biodiesel làm nhiên liệu thay thể giúp giảm bớt đáng kế ô nhiễm môi trường trong khi (Bang 1.5)

Bảng 1.5: Mức độ giảm khí thái khi sử dụng BDF [7]

cày Bại lơ lửng | Muội

AMAL KUFI t1 OL 9 Nguyễn Hồng Thanh

Bảng 1.6: Lượng khí thải BDF so với DỌ I8]

® Ưu, nhược điểm về mặt kỹ thuật của biodiesel

- Độ nhớt tốt, giảm được hiện tượng mài mòn và va đập trong động co [9] Trị

số cetan cao [10]

- Không chứa lưu huỳnh nền trong quá trình cháy không tạo SO; gay an mon

và tạo cặn trong buông đối

- Điểm chớp cháy của BDF cao hon DO [16] tạo sự an toàn trong quá trình vận chuyên và tổn trữ,

- BDF có thể phối trộn với DO theo mọi tỷ lệ

- Tuy nhiên, BDF có giá trị nhiệt lượng thấp hơn DO {10] dẫn đến tăng lượng tiêu hao nhiên liệu biodiesel

- Điểm đông đặc và điểm chảy cao gây khó khăn cho việc sử dụng nhiên liệu

này ở những vùng có khí hậu lạnh

- Một số khảo sát gần đây cảnh báo về nguy cơ gây ần môn của đầu biodiesel

cao hon so véi dau diesel [11]

® Ưu, nhược điểm về mặt kinh tế của biodiesel

- Su dung BDF làm nhiên liệu tạo sự chủ động cho những nước phải nhập nhiên liệu và tạo một hướng ổi mới cho các sản phẩm nông, ngư nghiệp, cải thiện cán cân thương mại

- Nhưng giá thành của BDE hiện nay cao hơn so với DO truyền thông do giá thành cao của nguyên liệu và sự giới hạn của nguồn nguyên liệu dầu, mỡ

1.2.3 Các tiêu chuẩn về BDEF nguyên chất

+u4(ft V(Aft tHỊC SE 10 Nguyễn Hong Thanh

Bảng 1.7: Tiêu chuẩn về BDF nguyên chất (B100) của Hoa Kỳ [12|

Tính chất Đơn vị Phương pháp thứ | Giới hạn

ASTM Điểm chớp cháy °C D93 130 min

Nước và tạp chat % thê tích D 2709 0,050 max

Độ nhớt động học, 40°C mmˆ/s D445 1,9 - 6,0

Hàm lượng sunfat %kl D 874 0,020 max

Ăn mòn tâm đông D 130 No 3 max

Điểm đông đặc °C D 2500 -

Chỉ sô axit mgKOH/g D 664 0,50 max

Glyxerin tổng %kl D 6584 0,240 max

Nhiệt độ chưng cất °C D 1160 360 max

LUTE VUTE LULU St

-—C.S.SSsSSSS& SS —_—

1] Nguyễn Hong Thanh

Bảng 1.8: Tiêu chuẩn về BDF nguyên chất (B100) của Việt Nam [13]

Tính chất

Don vi Phương pháp thử Giới hạn

Hàm lượng ester %kl | TCVN (EN 14103) | 96,5 min

¬ %thể | TCVN7757(ASTMD | 0.050

Nhiệt độ chưng cất, 90 % V °C ASTM D 1160 360 max

An mon tam déng 6 50°C, TCVN2694 (ASTM D Số |

Độ ôn định ôxy hoá, tại 110°C | giờ EN 14112 6 min

Hàm lượng lưu huỳnh % kì TCVN 6701(ASTMD |0,05 max

4E VU ĐẶC Xe

12 Nguyễn Hông Thanh

80% DO) Theo một số nước EU thì tiêu chuẩn dùng cho B5 giống với dầu DO [14] Bang 1.9: Tiêu chuẩn về ĐO, BDE nguyên chất (B100) và các hệ phối trộn

Diém chớp cháy, °C 100 min 55 min 55 min 130 min

Hàm lượng tro, %kl 0,01 max 0,01 max 0,01 max ~

o9

Ty trong 1S°C, kg/m” - 820-860 | 820-860 | 860 - 900

Ham lượng lưu huỳnh, 0/0015 | 0,050 - 0,250 | 0,05—-0,25 0,05 max

làm nhiên liệu) so với năm 2003 là 38 tỷ lít, dự kiến năm 2012 là khoảng 80 tỷ lít;

4+.-UF£ VUE ĐC OF 13 Nguyễn Hồng Thanh

còn lại được sân xuất chủ yêu từ đầu hướng đương và dầu đậu tương Biodiesel có thị

phân lớn là đo ở EU xe ô tô động cơ diesel có số lượng lớn và thiểu hụt đầu điesel với tốc độ tăng trưởng hàng năm 28,2% kể từ năm 2000

Năm 2005 EU có 20 nước sản xuất biodiesel so với I Í nước sản xuất trong năm

2004 Sản lượng biodiesel năm 2005 đạt 2,9 triệu tấn so với 1,9 triệu tấn năm 2004 và

6,1 triệu tan nam 2007, tang 65% trong một năm, Các nước thành viên sản xuất biodiesel lớn nhất là Đức, Pháp và Italia Tăng trướng mạnh nhất là ở Đức, với sản lượng tăng tử 1,66 triéu tân năm 2005 lên 3,0 triệu tân vào năm 2007 Sản lượng biodiesel du báo cũng tăng mạnh ở Pháp và Italia

Ở Pháp, ước tính sản lượng sẽ tăng từ 370 ngàn tấn năm 2005 lên 550 ngàn tân

năm 2006 và 800 ngàn tấn năm 2007 Tháng 9/2005 Chính phủ Pháp tuyên bố sẽ tăng

cường sử dụng biodiesel va dat ti lé 5,75% vào năm 2008 Pháp da đặt mục tiêu 7% biodiesel vào năm 2010 và 10% vào năm 2015

Ở Italia, sản lượng ước tính tăng từ 400 ngàn tan năm 2005 lên 500 ngàn tấn nam 2007

Ở Cộng hòa Séc, methyl ester cdi dầu (RME) được dùng để phối trộn (31%

Liars VATE ETHEL OE 14 Nguyễn Hông Thanh

biodiesel Hiện tại nhiên liệu sinh học đạt khoảng | triệu tấn Mục tiêu của Trung Quốc là sản xuất 12 triệu tấn nhiên liệu sinh học (bao gồm bioethanol và biodiesel) hàng năm vào năm 2020, đưa tỷ lệ nhiên liệu sinh học lên 15% tổng mức sử dụng nhiên liệu trong giao thông vận tải của cả nước Nguyên liệu tiềm năng đầu vào để sản xuất biodiesel gồm có hại cải dau, hat hướng dương, lạc, vừng, quả hồ trăn, Sản lượng biodiesel hiện tại của Trung Quốc khoảng 100 - 200 ngàn tấn và đến năm

2010 theo kế hoạch sẽ đạt 2 triệu tấn

Ấn Độ là nước tiêu thụ DO lớn (40 triệu tấn hàng năm) đã có kế hoạch phát triển các đồn điền trồng cây jatropha ở những vùng đất khô cần (13 triệu hecta trong

kế hoạch 2002-2007) chỉ để cung cấp nguyên liệu sản xuất BDF để năm 2010 thay thế khoảng 10% diesel dầu mỏ,

Ủy bạn dầu cọ Malabxia cho biết, từ nay đến năm 2015 sẽ có 5 nhà máy sắn xuất biodiesel từ đầu cọ, với tổng công suất gân 1 triệu tân/năm để sử dụng trong nước và xuất khâu sang EU

Inđônêxia phân đấu đến năm 2015 sẽ sử dụng B5 đại trà trong cả nước Ngoài dau co, sé đầu tư trồng 10 triệu hecta cây jatropha lay dau lam biodiesel

Mêhicô có chiến lược phát triển cây dâu cọ và jatropha để cung cấp biodiesel dùng cho vận tải công cộng ở thủ đô và vùng nông thôn,

Áchentina bắt buộc năm 2010 các nhà máy lọc dau pha 5% ethanol va 5% biodiesel trong xăng, dầu để bán trên thị trường

Costa Rica, Philipin đều có lộ trình sử dụng biodiesel từ dầu cọ, dầu dừa [15] Tại Mỹ biodiesel thương mại thường là phối trộn chứa 20% BDF và 80% DO (B20) Nam 2008, ASTM (American Society for Testing Materials), hiệp hội thử nghiệm và vật liệu Mỹ đã hoàn chỉnh bộ tiêu chuẩn cho nhiên liệu Bó - B20 biodiesel cho các động co diesel (giao théng va céng nghiép) [16] Neay 10/8/2005 tổng thống Bush cũng đã phê duyệt đạo luật năng lượng EPACT 2005 với rất nhiều điều khoản hễ trợ nghiên cứu, thử nghiệm, sân xuất, kinh doanh và sử dung BDF [17] Hàng năm nước Mỹ tiêu dùng khoảng 142 tí gallon xăng dầu Nước này hiện tiêu thụ độ 25% lông số dầu thế giới Cho nên, họ có nỗ lực lớn nhằm thay thé phan

2008, cac bang Missouri, Minnesota va Hawaii ddi héi xe 6 tô chạy xăng trộn với

ethanol Tháng 1-2006, Tổng Thống George W Bush tuyên bố Mỹ cần phải thay

thé 75% dầu nhập băng những nguồn năng lượng hữu hiệu khác vào 2025, gồm cả nhiên liệu sinh học Ngày 19-12-2007, nước Mỹ đòi hỏi những nhà sản xuất xăng

dau phải dùng ít nhứt 36 tỉ gallons nhiên liệu sinh học trong 2022, hay tăng gấp 5

lần mức dùng hiện nay Năm 2007, độ 90% diện tích hoa máu đành cho năng lượng sinh học được trồng ở Mỹ: 7 triệu hecta bắp cho sản xuất ethanol và 3,4 triệu hecta đậu nành dành cho sản xuất biodiesel

Canada là nước xuất khẩu dầu canola lớn (chủ yếu sang Nhật) Công nghệ sản xuất BDF của Canada tập trung theo hướng làm sạch dầu thực vật bang hydro dé tạo cetan sinh học rồi pha vào điesel, sản phẩm gọi là diesel xanh

Australia đang sản xuất biodiesel theo tiêu chuẩn của EU từ dầu ăn phế thải

Tuân thủ nghị định thư Kyoto, nhằm thực hiện nghĩa vụ giảm 6% khi thai CO,,

từ năm 1995 Nhật đây mạnh nghiên cứu sản xuất và từ năm 1997 đưa nhiên liệu BDF vào phương tiện giao thông nội thành Môi quan tâm của Nhật tập trung vào dầu cọ, canola, hướng dương, dầu mỡ thải

Ngay cả Lào và Campuchia cũng đã có những chính sách quốc gia về phát triển biodiesel từ đầu thực vật, trong đó cây jatropha được quan tâm đặc biệt

Tại Việt Nam, tuy đã có nhiều nhóm quan tâm nghiên cứu điều chế biodiesel trong phòng thí nghiệm cách đây 10 - 15 năm nhưng việc đưa biodiesel vào sản xuất

và thương mại chỉ phát triển vài năm gần đây

Tại An Giang, công ty Agifish đang xây dựng nhà máy chế biến biodiesel công

suất 30.000 liVngày Ở Cần Thơ, công ty TNHH Minh Tú cũng đã đầu tư hon 12 ti

đồng xây dựng nhà máy sản xuất biodiesel từ mỡ cá Hiện nay công ty cũng đã ký hợp đồng với công ty Duong Sophea (Vương quốc Campuchia) xuất khẩu trên 2 triệu Ht dâu Tuy nhiên, hiện tại do giá mỡ cá khá cao nên các công ty ở An Giang

và Cần Thơ không còn sản xuất biodiesel nữa Dự tính, đầu năm 2007, công ty

Luu vurl LUE St 16 Nguyễn Hồng Thanh

TNHH Minh Tủ sẽ phối hợp với nông dân trồng 2.000 hecta jatropha tại các tỉnh miền Trung và Tây Nguyên để làm nguyên liệu sản xuất BDE Trung bình | hecta cây jatropha có thể sản xuất được 3.000 lít BDF trong một năm Cộng với nguyên

liệu từ mỡ cá, mỗi năm, công ty có thể cho ra hàng chục triệu lít biodiesel đáp ứng cho nhu cầu rộng lớn Từ tháng 8/2006, hệ thống thiết bị sản xuất nhiên liệu

biodiesel từ dầu ăn phế thải với công suất 2 tấn/ngày sẽ được triển khai tại công ty

Phú Xương, quận Thủ Đức, TP.HCM Dự án sản xuất dầu biodiesel từ dầu ăn phế thải tại TP.HCM có nguồn vốn đầu tư khoảng 9,69 tỷ đồng, trong đó có 1,5 tỷ đồng

vay từ nguồn vốn ngân sách Nhà nước Giữa năm 2007, tại quận 8, TP Hỗ Chí Minh, nhà máy sản xuất dầu diesel từ dầu thực vật phế thải của nước ta chính thức hoạt động

Bộ công nghiệp đang xây dựng đề án phát triển BDF đến năm 2015, tầm nhìn

2020, với mục tiêu sản xuất xăng E10 và biodiesel nhằm thay thế một phần nhiên liệu truyền thống hiện nay Đến năm 2020, công nghệ sản xuất BDF ở Việt Nam sẽ

đạt trình độ tiên tiến trên thế giới với sản lượng khoảng 5 tỷ lít xăng E10 và 500

triéu lit biodiesel B10/nam [18]

Phía Nhật Bản đang muốn đây nhanh việc nghiên cứu khả thi dự án sản xuất biodiesel từ dầu dừa tại Bình Định Theo nghiên cứu ban đầu, tại Bình Định sẽ xây dựng một nhà máy sản xuất dầu biodiesel có công suất 100 tấn/ngày đòi hỏi vùng nguyên liệu lên tới 50.000 hecta dừa Dự kiến tổng vốn đầu tư cho dự án khoảng 80

- 100 triệu USD, trong đó, vốn xây dựng nhà máy trên 20 triệu do các doanh nghiệp

của Nhật Bản và Bình Định liên doanh thực hiện, còn lại sẽ đầu tư bằng vốn ODA

cho người trồng dừa và các cơ sở chế biến dầu dừa thô [19]

1.4 Tình hình nghiên cứu biodiesel trên thế giới và Việt Nam

Các Trường, Viện ở nhiều nước trên thế giới đã và đang nghiên cứu để điều

chế biodiesel từ các nguồn nguyên liệu và các loại xúc tác khác nhau:

Nhóm nghiên cứu Mariana Helena Chaves, José Renato de Oliveira Lima, ở Trường Đại học Braxin ding phan tmg transester hóa tổng hợp biodiesel từ đầu nành, cọ sử dụng xúc tác ion Cu (II) và Co (H) [20]

+uQ0t VằFt tri AC Xi 17 Nguyễn Hông Thanh

Nhóm nghiên cứu ở Trường Đại học Tây Ban Nha và Braxin Pedro Maireles- Torres, Antonio Jiménez-Lopez áp dụng phản ứng transester hóa để điều chế biodiesel từ đầu mỡ động thực vật sử dụng xúc tác MgAIl, MgCa oxit và tác chất mnethanol [21]

Nhóm nghiên cứu Rusiene M de Almeida, Norberto S Goncalves, Simoni M.P Meneghetti cũng của Braxin dùng phản ứng transester hóa điều chế biodiesel

từ dâu thực vật sử dung xtc tac superaxit sunfated TiO, (TiO./SO, ) — kiém [22]

Nhóm nghiên cứu DIf Schuchardi, Sergio Teixeira ở Trường Đại học Braxin điều chế biodiesel từ đầu đậu nành sử dung xlic tac zirconia sunfated (S-ZrO,) [23] Nhóm nghiên cứu Abraham Casas, Angel Pérez, Maria Jesis Ramos 6 Trường Đại học Tây Ban Nha và Mehico dùng phản ứng transester hóa tác chất methanol để

điều chế biodiesel từ đầu hướng dương sử dụng xúc tác zeolit [24]

Nhóm nghiên cứu Pisitpong Intarapong, Apanee Luengnaruemitchai Dai học Thái Lan dùng phản ứng transester hóa tac chat methanol dé diéu ché biodiesel ttr dau co str dung xtc tac KOH/ALO; va KOH/NaY (zeolit) [25]

Nhóm nghiên cứu K Aryusuk, K, Krisnangkura ở Đại hoc Thai Lan điều chế biodiesel từ dầu cọ thái có chỉ số axit tự đo cao, xúc tác NaOH 3%, tác chất ethanol, thời gian phản ứng 30 giây, hiệu suất 97%, dùng phương pháp vi sóng 800 W sau

đó cho chạy động cơ 100 kW [26]

Nhóm nghiên cứu Nezihe Azcan, Aysegul Danisman ở Đại học Thỏ Nhĩ Kỳ áp dụng phương pháp vị sóng điều chế biodiesel từ đầu cotton, đầu hạt nho sử dụng

xúc tác kiêm, thời gian phản ứng là 7 phút, nhiệt độ 333 K, hiệu suất 88,3-93,7% va

87,1-99,4% [27], [28]

Phân viện Khoa học Vật liệu thuộc Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam,

nhóm PGS TS Hồ Sơn Lâm dùng phản ứng transester hóa điều chế biodiesel từ

dầu hạt cao su, xúc tác axit, tác chat ethanol [29]

Năm 2004, Phân viện khoa học Vật liệu tại TP Hồ Chí Minh thuộc Viện Khoa

học Công nghệ Việt Nam đã nghiên cứu thành công công nghệ sản xuất dầu biodisel từ mỡ động thực vật Trong đó, nhóm nghiên cứu của TS Nguyễn Đình

+; dt ĐAU Xí 18 Neuyén Hong Thanh

Nhóm nghiên cứu Định Thị Ngọ, Nguyễn Hữu Trịnh Trường Đại học Bách

khoa Hà Nội tập trung vào xúc tác di thé, kiém, dé diéu ché biodiesel từ mỡ cá,

dầu nành, đầu thực vật [31], [32], [33], [34], [35}

Nhóm nghiên cứu của PGS.TS Trần Khắc Chương, Trường Đại học Đách

khoa, Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh cũng vừa công bố đã nghiên cứu thành

công một qui trình công nghệ có thể sản xuất ra những loại bóa chất phục vụ điều chế xăng sinh học từ chính những nguồn nguyên liệu rẻ tiền của Việt Nam

Nhóm PGS TS Phan Minh Tân Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia

TP.Hồ Chí Minh: BDF từ dầu dừa, dầu thải, mỡ cá basa , phương pháp hóa học, xúc tác kiềm, enzyme, p-toluen sunfonic Theo dy kiến có thế Sở Khoa học Công nghệ Thành Phố sẽ đầu tư cho dự án sản xuất thử ở quy mô nhỏ trong thời gian sắp tới [36], [8], 371

Khoa Hóa, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP Hỗ Chí Minh: BDF từ dầu thải (đầu nành thải trong quá trình tỉnh luyện, đầu cọ thải trong

quá trình sản xuất mỳ ăn liền, dầu ăn thải sau chiên rán, dầu thải từ các nha bang

kentucky - chứa hàm lượng cao mỡ gà, ) dầu hạt bông vải, phương pháp nhiệt và hóa siêu âm [10]

Nhóm nghiên cứu của PGS TS Lê Ngọc Thạch, Trường Đại bọc Khoa học

Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh, nghiên cứu tổng hợp biodiesel từ mỡ

cá tra với tac chat carbonat dimethy! (DMC); xtc tac KOH, KF/AI,O3, H)SO,, CH,ONa (metoxid natrium) st dụng phương pháp nhiệt, hóa siêu Âm và vi sóng [38]

Nhóm Thạc sĩ Lê V iết Hải Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quắc

gia TP.Hồ Chí Minh đang thực biện dé tài sản xuất biodiesel từ đầu hat jatropha

ket VUEEE HƯU XE 19 Nguyên Hông Thanh

cá basa Tuy nhiên, kết quả đạt được của các nghiên cứu trên chỉ mang tính định

hướng, thăm dò và việc thử nghiệm biodiesel chưa phát triển rộng khắp

Khó khăn lớn nhất khi mở rộng sản xuất biodiesel từ dầu thực vật, mỡ động vật là giá thành sản xuất cao hơn nhiều so với DO, đo đó cần có ưu đãi về thuế Nếu

sử dụng dầu thực vật không thực phẩm như dầu từ cây jatropha, dầu mỡ phé thải dé

sản xuất BDF thì giá thành sẽ giảm đi rất nhiều và mang lại hiệu quả kinh tế

1.5 Nguyên liệu sân xuất biodiesel

1.5.1 Các loại nguyên liệu sử dụng cho sẵn xuất BDF

Các loại nguyên liệu đầu sử dụng trong sân xuất BDF bao gồm dầu thực vật (dầu đậu tương, dầu hạt hướng dương, dầu cọ, đầu hạt nho, dầu dừa, dầu mè, đầu ăn thải ), mỡ động vật (mỡ cá, mỡ gia súc) và các loại dầu mỡ đã qua sử dụng Thành phần cơ bản của những nguyên liệu này là Hpid và các axit béo (C8-C22) tự do Trong dé, lipid là ester cla glyxerin với các axit béo, hay còn gọi 1a triglyceride co công thức chung như sau:

CH2OCOR,

CHOCOR, CHOCOR; R¡ Rạ, R¿ là các gốc hydrocarbon Ngoài thành phần chính là các glyceride và các axit béo tự do, trong dầu, mỡ chưa xử lý còn chứa các hợp chất của phosphore, lưu huỳnh và nước

Các axit béo thường thấy trong dầu, mỡ, tồn tại đưới dạng glycerid và axit tự

do được trình bày theo Đảng 1.10; thành phân của các axit này trong một số loại nguyên liệu được trinh bay trong Bang 1.11