ĐỀ tài TỔNG hợp dầu DIESEL SINH học từ dầu ăn đã QUA sử DỤNG

Tóm lược TÓM LƯỢC --so CŨ Gạ—- Với mục tiêu giảm dần sự phụ thuộc vào nguồn đầu mỏ thể giới, thời gian gần đây, một số đơn vị trong nước đã bắt tay vào nghiên cứu và cho ra đời một lo

LỜI CÁM ƠN

1B cae

Em xin chân thành cam on cô Bủi Thị Bửu Huê đã tận tình hướng dẫn, cung cấp tải liệu, truyền đạt kiến thức và kính nghiệm quý bán giúp em hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp nay

Em cũng xin gửi lời cám ơn thầy Phan Thế Duy, các quí thầy cô của Bộ Môn Hóa —- Khoa Khoa Học và Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học —- Khoa Công Nghệ của trường Dại lọc Cần Thơ đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt tiên trình thi nghiệm

Cuối cùng, em kính gửi lời cám ơn đến gia đình là chỗ dựa tinh thần luôn giúp em vượt qua những lúc khó khăn nhất,

Xin chân thảnh cám ơn!

SE: Nguyễn Hoàng ly

Tóm lược

TÓM LƯỢC

so CŨ Gạ—- Với mục tiêu giảm dần sự phụ thuộc vào nguồn đầu mỏ thể giới, thời gian gần đây, một số đơn vị trong nước đã bắt tay vào nghiên cứu và cho ra đời một loại công nghệ mới - công nghệ sản xuất dầu biodiesel (dau diesel sinh hoc) tir

mỡ động vật và đầu thực vật Đặc biệt, do biodiesel cũng được sản xuất từ đầu

mỡ phế thải nên đây cũng được coi là một nguẫn năng lượng tái tạo

Theo tinh toán của Sở Khoa học và Công nghệ TP.I1ICM, hàng năm, lượng dầu ăn phế thải từ hệ thống nhà hàng, khách sạn, nhà máy chế biển thực phẩm ở TP.HCM và khu vực phụ cận có thể đến vài chục nghìn tấn Nếu được tận dụng như một nguồn nguyên liệu rẻ tiền để sản xuất đầu dicsel sinh học thì sẽ mang lại hiệu quả lớn So sánh lượng khí thải giữa biodiesel va diesel cho thấy, lượng hydrocarbon trong khí thải động cơ sử dụng biodiesel giảm 65%, CO giảm 35%, các hạt khói bụi giảm gần 40% Với giá thu mua đầu ăn phế thải từ các nhà hàng, khách sạn, nhà máy sản xuất mì ăn liền khoảng 2.000 - 3.000 đồng/lít, đầu biodiesel có thê được sản xuất với giá 6.000 - 7.000 đồng/lít Đây là mức giá có thê cạnh tranh với giá bán dầu diesel trên thị trường hiện nay (7.900 déng/lit) Với đề tai “Téng Hop Dau Diesel Sinh Hoe (Biodiesel) Từ Dầu Ăn Đã Qua Sử Dụng”, luận văn nay sé trình bày phương pháp téng hep biodiesel bằng phản ứng transcstcr hóa tương ứng với bổn hệ xúc tác:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÀN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA KHOA HỌC Độc lập - Tự do - Hạnh phúc BOMONHOAHOC 2 ——

Cần Thơ, ngày tháng năm 2007

PHIẾU ĐÈ NGHỊ ĐÈ TÀI LUẬN VĂN

TÓT NGHIỆP

NĂM HỌC: 2006 — 2007

1 Họ và tên cán bộ hướng dẫn: TS Bùi Thị Bửu Huê

Thầy Phan Thế Duy

2 Tên đề tài : TÔNG HỢP DẦU DIESEL SINH HỌC (BIODIESEL) TỪ DÀU

Mặt khác chúng không độc và đễ phân giải trong tự nhiên Biodiesel được biết

tới như nguồn năng lượng xanh, sạch chống lại ô nhiễm môi trường mà từ lâu các nhà

khoa học đã nghiên cứu, và nhất là trong lúc giá đầu đang ở mức cao thì việc tận dụng nguồn đâu ăn đã qua sử đụng để sản xuất biodiesel cũng là một giải pháp hiệu quả Bởi

vì, hàng năm lượng dầu ăn phế thải từ hệ thống nhà hàng, khách sạn, nhà máy chế biến

thực phẩm ở TP.HCM và khu vực phụ cận có thể đến vải chục nghìn tân Nếu được tận

Phiéu đề nghị

đụng như một nguồn nguyén liệu rẻ tiền để sản xuất đầu diesel sinh học thì sẽ mang lại hiệu quả kinh tế

Phân ứng được thực hiện với 4 hệ xúc tác khác nhau:

«e Hệ xúc tác KOH/CH;OH

e Hệ xúc tác NaOH/CH;OH

« _ Hệ xúc tác KOH/CạH;OH&CH;OH

«e _ Hệ xúc tác NaOH/C;H;OH&CH;OH

Ứng với mỗi hệ sẽ khảo sát các điều kiện tối ưu:

© Luong xtc tac base

© Luong dung méi alcohol

«© Thoi gian phan ung

T Các yêu cầu hỗ trợ: yêu cầu hỗ trợ về kinh phí, hoá chất và dụng cụ thí

nghiệm

8 Kinh phí dự trù cho việc thực hiện để tài (dự trù chỉ tiết đinh kèm): 500.000 đồng

DUYET CUA HOI DONG THI & XÉT TÓT NGHIỆP

TRUONG DAL HOC CAN THƠ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

BỘ MÔN HOÁ

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN

BỘ HƯỚNG DẪN

1 Cán bộ hướng dẫn: TS Bùi Thị Bửu Huê và Thây Phan Thế Duy

2 Dề tài: TÓNG HỢP DÀU DIESEL SINH HỌC (BIODIESEL) TỪ DÂU

b Nhận xét về nội dung của LVTN (để nghị ghi chỉ tiết và đây đủ):

"_ Đánh giá nội dung thực hiện của để tài:

Nhận xét của cán hộ lướng dan

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÂN THƠ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA KHOA HỌC Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Nhận xét ội dung của LVTN (đề nghị ghi chỉ tiết và

“Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:

MUC LUC

93 c8

LOT CAM ƠN nh go

PHIẾU DE NGI] DE TAI LUAN VAN TÓT NGHIỆP

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

DANH SACH HiNH VA SG DO

Chuong 1 GIG] THIEU CHUNG

Chutong 2, LUOC KHAO TAL LIEU sacscccssssssescsssssseesssssssnsnsssetsersesesnesvennneed

2.3.2 Tinh chat chung cia lipid 217

2.3.4 Gia nhiệt dầu mỡ

2.3.4.1 Quá trình tựoxyhóa khi gia nhiệt dầu mỡ

2.3.4.2 Phan img isomer héa

2.4 Sản xuất biodiescl từ dầu thực vật, mỡ động vật 26 2.4.1 Xúc tác cho phản ứng transester hỏa 28 2.4.2, Coché phan ing transester héa dudi tác dụng của xúc tác kiểm

3.1.3 Nguyên liệu

3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.3 Qui trình điều chế biodiesel từ đầu ăn đã qua sử đụng - Al

3.2.4.1 Khao sát điều kiện tối ưu cho phan img transester héa trong

242 3.2.4.2 Quá trình ester hóa va transester héa trong qui trinh hai buée

45

qui trình một bước

3.2.5 Đánh giá chất lượng sản phẩm biodiesel

Chương4 KÉT QUẢ -THẢO LUẬN

4.1 Phân tích thành phan hóa học của biodiesel

4.2.1.1 Khảo sát lượng xúc tác KOH server 40

4.2.1.2 Khảo sát lượng CH;OH

4.2.1.3 Khảo sát thời gian phản ứng, -c-sececeecee 51 4,22 _ Hệ xúc tác NaOH/CH;OH, nen Hye 54 4.2.2.1 Khảo sát lượng xúc tác NaOH -ccceeeccee 54 4.2.2.2 Khảo sát lượng CH:OH

4.2.2.3 Khảo sát thời gian phản Ứng ccss<eesrere ĐỒ

4.243 Hệ xúc tác KOH/C;H;OH&CH;OH 59

4.2.3.1 Khảo sát lượng xúc tác KOH So Sen 59

4.2.3.2 Khảo sát lượng C;H;OH&CH;OH 60 4.2.3.3 Khảo sát thời gian phan ứng -. -cccrccrreererrxeeg 62

4.24 _ Hệ xúc tác NaOH/C;H;OH&CH;OH

4.2.4.1 Kháo sát lượng xúc tác NaOH <.- se 64

4.242 Khao sát lượng CH;OH&CH;OH 65

4.2.4.3 Khảo sát thời gian phản ứng

4.3 Quá trình ester hoá và transester hoá trong qui trình hai bước 69 Chương5 KET LUAN - DE NGHI

5.2 Dénghi

TÀI LIỆU THAM KHẢO 222-222S22 222217271222 73

anh sách hình và sơ đỗ

DANH SÁCH HÌNH VÀ SƠ ĐÒ

Bảng 2.1 Giới thiệu một số chỉ tiêu chất lượng đôi với dâu biodiesel 9 (tiêu chuân EN 590) va biodiesel (tiéu chuan EN 14214, ASTM

D6751)

Bảng 2.2 Tiêu chuẩn chất lượng biodiesel của một số nước II

Bảng 2.3 Tình hình sản xuất biodiesel ở một sô nước vào năm 2000 13 Bang 2.4 Phan loai lipid theo tính phân cực 15

Bang 2.5 Phan loai lipid theo đặc điểm của các gốc acyl 16

Bảng 2.6 Các acid béo phô biên trong tự nhiên 19

Bang 2.9 Tinh chất của dâu nành (đã hydrogen hóa một phân) trước 22

và sau khi gia nhiệt ở nhiệt độ cao”

Bang 2.10 Cac phan tng xuat hién trong quá trình gia nhiệt đầu, mỡ 23

So do 2.1 Qui trình sản xuất biodiesel trong công nghiệp 26

Bảng 2.11 Hiệu suât phản ứng của một sô rượu thường dùng 31 Bang 2.12 Tinh chat vật lý của một sô rượu 32

Bang 3.1 Dánh giá chất lượng dâu ăn tỉnh khiết và đâu ăn đã qua sử 40 dụng

Hình 3.3 Biodiesel (lớp trên) và glycerol (lớp dưới) 46 Bang 4.1 Thanh phan héa hye ctia meth yl ester 47 Bảng 4.2 Thành phần hóa học của hỗn hgp ethyl ester va methyl 48

ester

Bảng 4.l 1 Ánh hưởng của lượng xúc tác NaOl1 54

Hình 4.5 Ảnh hưởng của lượng methanol 56

Bang 4.16 Danh gia chat hrong cia biodiesel 58

Bảng 4.18 Ảnh hưởng của lượng xúc tác KOH 89

Bảng 4.20 Ảnh hưởng của tỉ lệ methanol:ethanol 6l Hình 4.8 Ảnh hưởng của tỉ lệ methanol:c(hanol 6l

Bảng 4.22 Anh hưởng của thời gian phản ứng 62 Hình 4.9 Ảnh hướng của thời gian phản ứng, 62 Bảng 4.23 Đánh giá chất lượng của biodiesel 63

Bang 4.25 Anh hưởng của lượng xúc tác NaOH 64 Hình 4.10 Ảnh hưởng của lượng xúc tác NaOH 65

Bang 4.27 Anh hưởng của tỉ lệ methanol:ethanoL 66 Hinh 4.11 Ảnh hưởng của tỉ lệ methanol:cthanol 66

Bảng 4.29 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng 67

Hình 4.12 Ảnh hưởng của thời gian phản tng 67 Bang 4.30 Danh gia chat lugng cia biodiesel 68 Bảng 4.31 Điều kiện tối ưu dỗi với qui trình hai bước 69 Bang 4.32 Kết quả đôi với qui trình hai bước 70 Hình 4.2 Dầu ăn đã qua sử dụng hỗn hợp ethyl, methyl ester và 70

Chương Í Giới thiệu chung

Chuong1 GIỚI THIỆU CHUNG

“

1.1 Đặt vẫn đề

Năng lượng là tiêu điểm chính trên thế giới trong thời gian gần đây Thế giới đã bị lệ thuộc quá nhiều vào đầu mỏ, vì vậy nhiều nước trên thế giới đang tim cách phát triển các nguồn nhiên liệu thay thể khác, trong đó phải kể đến nhiên liệu sinh hoc (Biofuel)

Theo dy bao, trữ lượng dẫu thô của thế giới sẽ cạn kiệt vào khoảng từ năm 2050-2060 Vấn đề an toàn nguồn năng lượng và đa đạng hoá nguồn cung cấp nhiên liệu; tình trạng hiệu ứng nhà kính do khí thải; sự bắt én về chính trị và chủ nghĩa khủng bố thể giới; những tiến bộ của khoa học và công nghệ của nhân loại đang đặt ra cho các nước trên thê giới phải quan tâm đến việc sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học

Với một nước phụ thuộc phần lớn vào nguồn xăng dầu nhập khẩu như Việt Nam hiện nay, việc nghiên cứu nhằm sử dụng và sản xuất nhiên liệu sinh học là việc làm rất đáng được lưu tâm Theo dự báo, nhu cầu năng lượng của Việt Nam đến năm 2030 sẽ tăng khoảng 7 lần so với năm 2005

G Đồng Bằng Sông Cửu Long mỗi năm tiêu thụ khoảng 400.000 tấn cá tra, cá basa với lượng mỡ khoảng 60.000 tấn Lượng mỡ này đã được công ty Agifish, Minh Tú, vả một số cơ sở nhỏ lẻ khác nghiên cứu sản xuất đâu biodiesel khá thành công

Một điều thú vị nữa là ngoài nguyên liệu dầu thực vật, mỡ động vật ta có thể sản xuất biodicsel từ dầu ăn đã qua sử dụng Dĩ nhiên trong tình hình cá tra,

cá basa đang tăng giá, hay năng suất bất én thi việc tận dùng nguồn dầu ăn đã qua sử dụng đẻ sản xuất biodiesel sẽ là một giải pháp hữu hiệu Bởi vì, theo một

số nghiên cứu thì thành phần chính của dầu ăn đã qua sử dụng vẫn còn hàm lượng triglyccridc rất cao Do đó, cũng dựa vào phản ứng transcstcr hoá sẽ thu được biodiesel (methyl hay ethyl ester của acid béo)

Nhung hau hét các công trình sân xuất biodiesel đều sử dụng methanol, một loại hoá chất khá độc khi tiếp xúc Chúng ta cũng có thể thay thé methanol bằng ethanol, ít độc vả thân thiện với môi trường Vì vậy, để tài nghiên cứu

“Téng Hop Dau Diesel Sinh Hoc (Biodiesel) Từ Dầu Ăn Đã Qua Sứ Dụng” là

phương pháp có triển vọng, đem lại nhiều lợi ích kinh tế, tiết kiệm tải nguyên thiên nhiên và gớp phần bảo vệ môi trường

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

- _ Thiết lập quy trình tối ưu sản xuất biodiesel từ đầu ăn đã qua sử dụng -_ Phân tích thành phan hoá học của biodiesel bằng phương pháp GC-M8S

- Đánh giá chất lượng sản phẩm dựa trên một sô chỉ tiêu hoá lý

Chương 2 Lược khảo tài liệu

Nam 2001 Hội đồng Châu Âu đã chấp thuận việc sử dụng các nguồn

nhiên liệu thay thế cho dầu mỏ như là: biofuel, khí tự nhiên và hydrogen Dự kiến tới năm 2020 tỉ lệ sử dụng các nguồn nhiên liệu này sẽ là:

- Biofuel: 15 %

- Khí tự nhiên: 10%

- Hydrogen: 5 %

Nhiên liệu sinh hoc (Biofuel) cé hai loai chính la bioethanol va biodiesel:

- _ Bioethanol - ethanol sinh học thu từ thực vật được trộn với xăng và dùng cho động cơ xăng

-_ Biodiesel - dau diesel sinh học được sản xuất từ dầu thực vật hay mỡ động vật, được trộn với diesel dầu mỏ theo những tỉ lệ khác nhau và dùng cho động cơ diesel Hiện tại tỉ lệ chủ yếu là: 1, 5, 10, 20% và

được ký hiệu B1, B5, B10, B20 Thí dụ B20 tức là hỗn hop 20%

biodiesel và 80% diesel dầu mỏ

Rudolf Diesel đã thử nhiên liệu biodiesel trên động cơ lần dầu tiên ở Augsburg nước Đức vào ngày 10/8/1893 Để ghi nhớ sự kiện này, ngày 10/8 được chọn là ngày ki niệm dầu biodiesel (Internetional Biodiesel Day)

Véy biodiesel la gi?

Biodicsel còn được gọi diescl sinh học, là một loại nhiên liệu có tính chất giống với dầu diesel nhưng không phái được sản xuất từ dầu mỏ mà từ đầu thực vật hay mỡ động vật Biodiesel, hay nhiên liệu sinh học nói chung, là một loại năng lượng xanh sạch, đễ phân giải trong tự nhiên nên không gây ô nhiễm môi trường Về phương diện hóa học thì điesel sinh học là methyl, ethyl ester hay hỗn hgp cua methy! va ethyl ester cia nhiing acid béo

Chữ đầu tự dùng cho tất cả các methyl ester từ đầu thực vật theo DIN

51606 (chỉ tiêu chất lượng đầu biodiesel ở Đức) và EN 14214 (chỉ tiêu chất lượng đầu biodicsel của CEN (thc Europcan Standards organization)) là PME (có giá trị toàn Châu Âu từ 2004)

Tuy theo loai của nguyên liệu cơ bản người ta còn chia ra thành:

RME: Methyl ester của cây cải dầu (Brassica napus) theo DIN 51606 va

EN 14214 (có giá trị toàn châu Âu từ 2004)

SME: Methyl ester của đầu cây đậu tương hay dầu cây hướng đương PME: Methyl ester của dầu dừa hay dầu hạt cau

Bên cạnh đó còn có methyl ester từ mỡ nhưng chỉ có những sản phẩm hoàn toàn từ dầu thực vật (PME và đặc biệt là RME) là được dùng trong các loại

xe diesel hiện đại khi được các nhà sản xuất cho phép

2.1.2 Sdn xuat biodiesel

Trong dầu thực vật và mỡ động vật có khoang 85-90 % triglyceride, phan còn lại chủ yếu là acid béo tự do RCOOH, một phần nhỏ là các chất màu, phospholipid va vitamin (trong dầu thực vật thường chứa vitamin E - chất chống oxi hóa) Gốc R trong triglyceride va acid béo tự do thường từ C10-C20, mach thẳng, có thể chứa hoặc không chứa nối đôi Tỉ lệ phân bố gốc R là rất khác nhau

và đặc trưng cho từng loài dầu hoặc mỡ và quyết định tính chất của dầu và mỡ

Chương 2 Lược khao tải liệu

Dâu chứa càng nhiều gốc R no thì nhiệt độ đông đặc càng cao và ngược lại Thí

dụ dầu dừa và dầu cọ chứa khoảng 50% acid lauric (12:0) va 15 % acid myristic (14:0) có nhiệt độ đông đặc khoảng +25ĐC, còn dầu cải có thể chứa tới 60% acid oleic (18:1) va 20% acid linoleic (18:2) có nhiệt độ đông đặc -15 2C, hoặc dau đậu nành (soybean oil) chứa 50% acid linoleic (18:2) có nhiệt độ đông đặc -20

ĐC, Nhiệt độ đông đặc là một trong những tính chất quan trọng của bất kỳ loại

nhiên liệu nào Nó quyết định việc sử dụng nhiên liệu trong thời tiết lạnh Thường thì một nhiên liệu điesel phải có nhiệt độ đông đặc thấp hơn -30 °C (6 Đông Nam Á thì không cần phải thấp đến như thế) Điều đó có thể giải thích tại

sao ở Châu Âu sản xuất biodiesel từ cây cải đầu, ở Mỹ từ soybean, còn ở Châu Á

tử cọ và dừa (thí dụ ở Malaysia từ cọ còn Philipine thì từ đừa) Dĩ nhiên nguyên

nhân chính vẫn là điều kiện khí hậu cho sự phát triển của thực vật: cây cọ và cây dừa thích nghỉ với khí hậu nóng còn cây cải dầu thì thích nghỉ với khí hậu lạnh, còn soybean có thế thích nghĩ với cả hai

Để sản xuất diesel sinh học người ta pha khoảng 10% methanol vào đầu thực vật hay mỡ động vật, và dùng, nhiễu xúc tác khác nhau đặc biệt là KOH, NaOH và các alcolate Ở áp suất thông thường và nhiệt độ vào khoảng 50-60°C liên kết ester của glycerol trong dau thực vật bị phá hủy, và các acid béo sẽ được ester héa voi methanol Chat glycerol hình thành phải được tách ra khỏi dầu diesel sinh học sau day

Thông qua việc chuyển đổi ester này, dau diesel sinh học có độ nhớt ít hơn đầu thực vật rất nhiều và có thê được dùng làm nhiên liệu thay thé cho dau diesel

mà không cần phải cải biến động cơ để phù hợp

2.1.3 Ưu điểm đối với môi trường

Quy trình sản xuất dầu diesel sinh học không có chất thải Vì tất cả các sản phẩm phụ déu cé thé được tiếp tục sử dụng Glycerol có thể được tiếp tục dùng trong công nghiệp hóa (thí dụ như trong mỹ phẩm) Diesel sinh học được tạo thành từ một phản ứng hóa học rất đơn giản Diesel sinh học có nhiều ưu điểm đối với môi trường so với diesel thông thường: Diesel sinh học phát sinh khí thải ít hơn rất nhiều so với nhiên liệu hoá thạch Bụi trong khí thải được giảm một nửa, các hợp chất hydrocacbon được giảm thiểu đến 40% Diesel sinh học

gần như không chứa đựng lưu huỳnh, không độc và có thể được đễ dàng phân hủy bằng sinh học Diesel sinh học hiện nay được coi là một trong những nhiên liệu thân thiện với môi trường, nhất trên thị trường Mặc dau hiện nay có thể mua diesel sinh học tại rất nhiều trạm xăng (riêng tại Đức là 1.900 trạm) nhưng dicsel sinh học chưa được người tiêu dùng sử dụng nhiều do có nhiều nguyên nhân Nhiều người tiêu dùng không tin tưởng vào loại nhiên liệu mới nảy vì không tướng tượng được là có thể lái xe dùng một nhiên liệu hoàn toàn từ thực vật Một vấn để khác là rất nhiều người không biết chắc chắn là liệu ô tô của họ có thể sử dụng được diesel sinh học hay không

Thiếu thông tin cho người tiêu đùng và các câu hỏi về hư hỏng sau này đo diesel sinh học gây ra có thể là những vấn đề lớn nhất cho việc chấp nhận rộng rãi việc dùng diesel sinh học Tại châu Âu đã nhiều lần có ý kiến cho là nên pha thêm vào nhiên liệu đíesel thông thường khoảng từ 3% đến 5% diesel sinh học vi phần diesel sinh học này được cơi là không có hại ngay cả cho những xe cơ giới chưa được trang bị thích hợp Ở Pháp việc này đã được thực hiện từ lâu: Dicscl thông thường được pha trộn thêm lượng diesel sinh học mà nông nghiệp nước Pháp có khả năng sản xuất Tại Pháp chất lượng diesel thông thường có thành phần diesel sinh học là 5%, tránh được các nhược điểm kỹ thuật

Từ đầu năm 2004 các trạm xăng ARAL và Shell ở Đức đã bất đầu thực hiện chỉ thị 2003/30/EC của EU mà theo đó từ ngày 31 tháng l2 năm 2005 ít nhất là 2% và cho đến 31 tháng 12 năm 2010 ít nhất là 5,75% các nhiên liệu dùng

để chuyên chở phải có nguồn gốc tái tạo

Tại Áo một phần của chỉ thị của EU đã được thực hiện sớm hơn và từ

ngày 1 thang LI năm 2005 chỉ còn có đầu diesel với 5% có nguồn gốc sinh học là

được phép bán

2.1.4 Các vấn đề khi sử dụng biodiesel

Hiện nay, từ những thông tin quảng bá về biodiesel làm nhiều người lầm tưởng rằng việc sử dụng biodiescl chỉ có lợi mà không có hại Trên thực tế, bên cạnh những ưu điểm, biodiesel cũng có nhiền nhược điểm hạn chế việc ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và đời sống Nhiều nhà sản xuất xe hơi và động cơ rất thận trọng với việc sử đụng biodiesel trong động cơ của họ

Chương 2 Lược kháo tài liệu

«Việc sử dụng nhiên liệu chứa nhiều hơn 5% biodiesel có thể gây nên những vấn để sau: ăn mòn các chỉ tiết của động cơ và tạo cặn trong bình nhiên liệu do tinh dé bi oxi hóa của biodiesel; làm hư hại nhanh các vòng đệm cao su do sự không tương thích của biodiesel với chất liệu làm vòng đệm

œ Nhiệt độ đông đặc của biodiesel phụ thuộc vào nguyên liệu sản

xuất nhưng nói chung là cao hơn nhiều so với đầu đicscl thành phẩm Điều này

ảnh hưởng rất lớn đến việc sử đụng biodicsel ở những vùng có thời tiết lạnh

© _ Ngoài ra, biodiesel rất háo nước nên cần những biện pháp bảo quản

đặc biệt để tránh tiếp xúc với nước Biodiesel không bền, rất dễ bị oxi hóa nên gây nhiều khó khăn trong việc bảo quản Theo khuyến cáo của NBB (tổ chức National Biodiesel Board) thì không nên sử dụng B20 sau 6 tháng bảo quản trong khi hạn sử dụng của dầu diesel thông thường có thể đến 5 năm

e _ Hên cạnh đó, để sản xuất biodiesel ở quy mô lớn cần phải có một nguồn nguyên liệu dồi dào và ôn định Việc thu gơm dầu ăn phế thải không khả thi lắm do số lượng hạn ché, lại phân tán nhỏ lẻ Những nguồn nguyên liệu có thể chế biến thành dầu ăn (hướng đương, cải dầu, cọ ) thì giá thành cao, sản xuất biodiesel không kinh tế Vả lại, diện tích đất nông nghiệp cho việc trồng cây lấy dầu ăn là có hạn Để giải quyết bài toán nguyên liệu này, trên thế giới đang có xu hướng phát triển những loại cây lấy dẫu có tính công nghiệp như cây dầu mè (Jatropha curcas), hoc nhitng loại cho năng suất cao nhự tảo

Khi muốn chuyển sang sit dung diesel sinh hoc thi chinh sách thông tin

của nhà sản xuất xe có thể trở thành một vấn để lớn Thường thì chỉ sau khi tốn nhiều thời gian kiên trì đặt câu hỏi người ta mới nhận được thông tin vé việc là liệu một kiểu xe nhất định đã được cho phép dùng diesel sinh học hay không Mặc dù là diesel sinh học đã có trên thị trường từ 10 năm nay nhưng phần lớn các ô tô được sản xuất hàng loạt đều không thích nghỉ với diescl sinh học

Ngoài ra, do các quá trình đốt cháy bên trong động cơ khác nhau nên các động cơ mới không được chứng nhận là thích nghỉ với PME Những hỏng hóc xảy ra ở các bộ phận điện tữ của động cơ, vì những thiết bị này da được điều chinh để dùng với điesel thông thường Đặc biệt là những xe cơ giới được trang

bị bộ lọc muội than trong khí thải thường hay có vấn đề, vì những hệ thống này

đã được điều chỉnh trước để tăng lượng nhiên liệu phun sau mỗi 500 đến 1 000

km nhằm đốt các hạt muội than trong bộ lọc Ưu điểm nếu dùng điesel thông thường này lại trở thành nhược điểm khi dùng diesel sinh học: nếu sử dụng diesel sinh học thì việc tăng lượng nhiên liệu phun sẽ làm loãng nhớt dộng cơ Nếu sử dụng thuần tủy điesel sính học thì việc đốt các hạt muội than trong bộ lọc trở thành không cần thiết nữa Vì thế trong tương lai sẽ có những thiết bị cảm biến nhiên liệu dùng để nhận biết chất lượng của nhiên liệu Lượng và thời điểm phun nhiên liệu đều có thể được tối ưu hóa

Kinh nghiệm trong lãnh vực xe chuyên chở cho thấy việc sử đụng điesel sinh học nhiều năm có thé dan đến hư hỏng bơm nhiên liệu, đặc biệt là ở những động cơ có bộ phận bơm-phun nhiên liệu trực tiếp Các loại xe này tuy đâ được

2.1.5 Tiêu chuẩn chất lượng dau diesel sinh học

NBB đã đưa ra chương trình BQ-9000, chuyên cấp chứng nhận cho các nhà sản xuất, marketing, phân phối biodiesel tại Mỹ và Canada Chương trình là

sự kết hợp của ASTM D6751 và các chương trình đảm bảo chất lượng trong các

quá trình bảo quản, lẫy mẫu, kiểm tra chất lượng, vận chu yên, phân phối

Chương 2 Lược kháo tài liệu

Bảng 2.1 Giới thiệu một số chỉ tiêu chất lượng đối với dầu biodiesel (tiêu

chuẩn EN 590) và biadiesel (tiêu chudn EN 14214, ASTM D6751)

a Chí tiêu chất lượng B5 được áp dụng cho một số nước ở Châu Âu

b Chỉ tiêu chất lượng biodiesel của CEN (the European Standards

Organization)

€ Tiêu chuẩn chung về chét lwong biodiesel cia ASTM (the American Society

of Lesting and Material)

SV: Nguyén Hoang Ly

Mội số tính chất như chi số cetan, tỉ trọng chỉ phụ thuộc vào tính chất của nguyên liệu ban dau Hau hết các tính chất còn lại phụ thuộc vào các yếu tổ kỹ thuật của quá trình sản xuất,

Yếu tố quan trọng nhất của chất lượng dầu biodiesel chỉnh là độ chuyển hóa của phân ứng transester hóa Thậm chí khi thu được hiệu suất phân ứng cao nhất, trong biodiesel vẫn chứa một lượng nhỏ trì-, đi- và monoglyceride Những chất này làm tăng độ nhớt, giảm độ bền oxy hóa, đo đó hàm lượng của chúng phải là nhỏ nhất

Tổng lượng glycerol chính là tổng phần glycerol chứa trong các glyceride

va glycerol tự đo Glycerol không tan trong biodiesel, có độ nhớt cao Nhiên liệu chứa nhiều glycerol dẫn đến hiện tượng lắng giycerol, làm nghẽn bộ lọc nhiên liệu và làm xấu đi quá trình cháy trong động cơ

Methanol bị hạn chế dưới 0.2% trong tiêu chuẩn EN 14214, nhưng không

dé cap dén trong ASTM Tuy nhiên, hàm lượng mcthanol có thể hạn chế thông qua chỉ tiêu điểm bốc cháy (càng nhiều methanol, diém béc chay cang thấp) Yêu

cầu điểm bốc cháy không nhỏ hơn 130C trong ASTM tương ứng với hàm lượng

Chương 2 Lược khảo tài liệu

Bảng 2.2 Tiêu chuẩn chất lượng biodiesel của một số nước

2.2 Tình hình nghiên cứu và sử dụng biodiesel ngoài và trong nước

2.2.1 Ngoài nước

Hiện nay trên thế giới có 50 nước có chương trình nghiên cứu vả sử dụng nhiên liện sinh học Các nước APEC đã chọn nhiên liệu sinh học thay thế cho

nhiên liệu khoáng sản Theo dự báo của các chuyên gia, đến năm 2025, thẻ giới

sẽ sử dụng 12% nhiên liệu sinh học trong toàn bộ nhụ cầu năng lượng; đến nam

2020, EU sẽ sử dụng 20% nhiên liệu sinh học

Trong chương trình nghị sự của diễn đàn hợp tác Đông Á - Mỹ Latinh (FEALAC) cũng đã bàn đến các nội dung liên quan đến sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học Những nội dung báo cáo chính bao gồm: nguyên liệu cho sản xuất bíodiesel; công nghiệp sản xuất biodiesel; sản xuất ôtô sử dụng nhiên liệu thay thể (ôtâ chạy khí thiên nhiên, ôtô sử dụng nhiên liện linh hoạt flex-fuel, ôtô lai-hybrid); cơ chế chính hỗ trợ

Biodiesel được sử dụng hầu hết ở các quốc gia có nền khoa học kỹ thuật tiên tiến như: Mỹ, Pháp, Đức, Canada, Trữ lượng tiêu thụ gia tăng theo hàng năm và nguyên liệu chủ yếu là từ dầu thực vật

Với điều kiện ở châu Âu thì cây cải dầu (Brassica napus) voi long dau tr 40% đến 50% là cây thích hợp để ding làm nguyên liệu sản xuất diesel sinh học

(biodiesel) Dau được ép ra tử cây cải dầu, phần còn lại được dùng trong công

nghiệp sản xuất thức ăn cho gia súc Bằng một phản ứng hóa học transester hoá đơn giản giữa dau cải (thành phần chính triacylglycerol hay con gọi triglyceride)

và methanol có sự hiện diện của một chất xúc tác (KOH hay NaOH), glycerol va methanol trao di vi tri cho nhau, tao thanh methyl ester cua acid béo va glyceral Năm 1979, Nam Phí tông hợp dau biodiesel tir dầu hướng dương

Năm 1988, Đức sản xuất từ hạt cải dầu

Năm 1978, Mỹ sản xuất từ (ảo thực vật

Chương 2 Lược khảo tài liệu

STT Các nước Sản lượng biodiesel

Ông Hồ Xuân Thiên, Giám đốc Xí nghiệp Chế biến Thực phẩm, Công ty

Cổ phần Xuất nhập khẩu Thủy sản An Giang (Agifish) cùng các cộng sự nghiên

cứu chế tạo thành công dầu diesel sinh học (biodiesel) từ mỡ cá ba sa, cá tra

Biodiesel có màu vàng như dầu ăn, không có mùi hôi khi sử dụng, ít khí thải,

không độc hại đó là những tính năng vượt trội khi so với đầu diesel được sản xuất từ dầu mỏ Thành công của nghiên cứu này không chỉ tạo ra một loại nhiên

SE: Nguyễn Hoàng Ly 13

liệu mới cho các động cơ diesel mà còn góp phần giải quyết vấn để tiêu thụ mỡ

cá ba sa, cá tra dư thừa tại các nhà máy chế biến thủy sản ở ĐBSCL

Ngoài ra công ty trách nhiệm hữu hạn Minh Tú ở phường Phước Thới, quận Ô Môn thành phố Cần Thơ cũng thành công trong việc chế tạo ra được dầu biodiesel từ mỡ cá tra, cá basa theo một quy trình công nghệ tự động hoá khép kín an toàn

Ở nước ta, một số đự án sản xuất đầu diesel sinh học cũng đã được triển khai gần đây như dụ án điều chế biodiesel từ đâu ăn phế thải Hệ thống thiết bị sản xuất với công suất 2 tần/ngày sẽ được triển khai tại công ty Phú Xương, quận Thủ Đức, thành phố Hé Chi Minh Theo tính toán của Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM, hàng năm, lượng dầu ăn phế thải từ hệ thống nhà hàng, khách sạn, nhả máy chế biến thực phẩm ở TP.HCM và khu vực phụ cận có thẻ đến vải chục nghìn tắn Nếu được tận dụng như một nguồn nhiên liệu rẻ tiền để sản xuất dau diesel sinh hoc thi sé mang lại hiệu quả lớn

Theo tính toán ban đầu, với giá thu gom dầu ăn phế thải từ 1500 đến 4000 déng/lit, biodiesel sẽ được sản xuất với giá thành 7500 đồng/Iít, thấp hơn giá diesel đang bán trên thị trường Dự án sẽ được triển khai với lượng nguyên liệu đầu vào là đầu ăn phế thải khoảng 4 đến 5 tắn/ngày và liên tục mở rộng cùng với quá trình thiết kế hệ thống thu gom dầu ăn phế thải trên toàn địa bàn thành phế

Hồ Chí Minh

Đề cương dự án nhiên liệu sinh học của Việt Nam (do Vụ Khoa học và Công nghệ - Bộ Công nghiệp, Hội kỹ sư Ôtô và Trung tâm APP phối hợp soạn thảo đã được Thủ tướng Chính phủ xem xét và lay y kién cdc bộ, ngành) có mục tiêu chung: dùng nhiên liệu sinh học thay thế một phần nhiên liệu thông thường

từ dầu mỏ, báo đảm an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường, góp phản cải tạo quy hoạch cây trồng

Dự án được chia làm hai giai đoạn và tầm nhìn đến năm 2020 Giai đoạn [ (2006 - 2010) với mục tiêu: nâng cao nhận thức về lợi ích của nhiên liệu sinh học, tiếp cận cả công nghệ thích hợp sản xuất nhiên liện sinh học từ nguyên liệu sinh học, công nghệ pha trộn; xây dựng kết cấu hạ tằng phân phối nhiên liệu sinh học ở một số tỉnh, thành phố; đào tạo nhân lực cho sản xuất, vận hành thí điểm

Chương 2 Lược kháo tài liệu

modul pilot san xuất 30 triệu lít E10 và 20 triệu lít B5; quy hoạch vùng nguyên

liệu sản xuất giống cây cao sản

Giai đoạn 2 (2011-2015) với mục tiêu: phát triển các cơ sở sản xuất và kết cấu hạ tầng phân phối nhiên liệu sinh học; ứng dụng công nghệ gen sản xuất cây cao sản mới; ứng dụng công nghệ lên men mới cho phép đa dạng hoá nguồn nguyên liệu; làm chủ công nghệ sản xuất phụ gia và và moleeular Tầm nhìn đến năm 2020 dược dự án xác dịnh: Việt Nam sẽ có công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học hiện đại, đạt sản lượng 5 ty lit ethanol/nam và 500 triệu lít

2.3.1 Phân loại lipid

Néi dén lipid là nói đến tính kị nước Lipid là chất hữu cơ không tan trong nước mà chỉ tan trong các dung môi hữu cơ Lipid có thể được phân loại thành lipid đơn giản và phức tạp tùy theo đặc điểm của các gốc acyl Ngoai ra lipid còn được phân loại theo đặc điểm phân cực để chia thành lipid có cực và trung tính Vai trò của lipid là cung cấp nang luong (37 kJ/kg triglyceride), cdc acid béo

thiết yêu và các vitamine cần thiết cho cơ thể

Bảng 2.4 Phân loại lipid theo tính phân cực

Mono-, di-, triacyl glycerol Glycero-glycolipid

Sterol va sterol ester Sphingo-phospholipid

Phản lớn các lipid là những dẫn xuất của các acid béo, được gọi là các acyl lipid (triacylglyeeride hay còn gọi là triglyceridc) có mặt trong các mô động vật

và một số cơ quan thực vật Ilàm lượng lipid trong các mô dự trữ có thể lên đến 15-20% hay cao hơn và là nguồn nguyên liệu quan trong dé thu glyceride trong công nghiệp

Bang 2.5 Phân loại lipid theo dặc diễm của các gốc acyl

sphingosine, mono-, di- hay

oligosaccharide

butane diol Sap (wax) Acid béo, nrou béo Sterol ester Acid béo, sterol

Chương 2 Lược khao tài liệu

2.3.2 Tính chất chung cũa lipid

2.3.2.2 Tính chất hóa học

2.3.2.2.1 Phản ứng thủy phân và xà phòng hóa

Với sự hiện điện của nước hoặc hơi nước và có xúc tác của ezyme lipase, đầu

mỡ bị thủy phân để giải phóng acid béo tự đo và glycerol

H;OCOR HạOH RCOOH

enzyme lipase i

Nếu có mặt của một lượng kiềm (KOH, NaOH) thì sau phản ứng thủy phân, acid béo tác dụng với kiềm tạo thành muối kiểm (xả phòng)

Phương trình phản ứng:

Phương trình tổng quát:

2.3.2.2.2 Phản ứng cộng hydro

Phản ứng này có tác dụng cộng hydro vào các nối đôi trên dây carbon của acid béo với sự hiện điện của chất xúc tác thích hợp nhằm làm giảm số nếi đôi trên đây carbon làm cho dầu mỡ ổn định hơn, hạn chế được khả năng oxy hóa, trùng hợp của dầu mỡ, giúp giữ cho đầu không bị trở mùi khi bảo quản lâu

Phương trình phân ứng:

2.3.2.2.3 Phản ứng oxy hóa

Các loại dầu mỡ chứa nhiều acid béo không no sẽ để bị oxy hóa Phản ứng này xảy ra dễ dàng với dây triglyderide có nhiều nối đôi, nó bắt nguồn từ phản ứng cộng oxi vào nỗi đôi, hay xen kẽ vào carbon alpha đối với các nối đôi để tạo

ra các hydroperoxide, Cae hydroperoxide tiếp tục phân hủy để cho ra các sản phẩm sau cùng như các hợp chất aldehyde, acetone, alcohol, carbonyl, .Để tránh hiện tượng này, trong công nghệ thực phẩm người ta thường bao kín để tránh dầu mở tiếp xúc với oxi ngoài không khí hay có thé thêm các chất chống oxi hóa thường là phenol,quinon, Như vậy đầu mỡ chửa nhiều acid béo no dễ bảo quản, ít biến đổi hơn

Chương 2 Lược khao tài liệu

2.3.3 Các acid béo

2.3.3.1 Gọi tên và phân loại

Các alcyl lipid bi thủy phân sẽ tao thanh glycerol va cdc acid carboxylic mach thang (hay các acid béo) Acid béo được phân loại dựa theo chiều dai mach, số lượng, vị trí và cấu hình của các nối đôi cũng như sự xuất hiện của các nhóm chức đọc theo chiều dai mạch

Các acid béo được chia làm hai loại acid béo no và không no, trong đó acid béo không no có tỷ lệ cao hơn so với acid béo no Acid palmitie, oleie, linoleie là

ba acid béo chiếm tỷ lệ cao nhất trong tự nhiên

Bảng 2.6 Các acid béo phé biển trong tự nhiên

“tr” sẽ xuất hiện trước vị trí của liên kết đó

A Acid béo mạch thẳng có số carbon chén

4:0 Acid butanoic = Acidbutyric -7.9

14:0 Acid tetradecanoic Acid myristic 54.4

18:0 Acid octadecanoic Acid stearic 69.6

24:0 Acid tetracosanvic Acid lignocerie 84.2

26:0 Acid hexacosanoie ˆ Aeid cerotie 877

B Acid béo mạch thắng có số carbon lẽ

C Acid báo mạch nhánh Acid 2, 6, 10, 14-tetra-methyl-penta- Acid pristanic

đccanoic Acid 3, 7, 11, 15-tetra-methyl-hexa- Acid phytanic

Chương 2 Lược kháo tài liệu

2.3.3.3 Acid béo không no

Bảng 2.8 Cúc acid béo không nở

2.3.4 Gia nhiệt đầu mỡ

Chiên rán trong đầu là một trong những phương pháp phổ biến để chế biến thực phâm ở cả quy mô gia đình và công nghiệp Thịt cá, khoai tây, bánh rán được nhúng trong dầu mỡ nóng và chiên ở nhiệt độ khoảng I80°C Các tính chất vật lý cũng như hóa học của dầu mỡ sẽ bị biến đổi rất nhiều khi chúng được

sử dụng để chiên rán trong thời gian dài

Bang 2.9 Tink chất của dầu dành (đã hyárogen hóa một phần) trước và sau

khi gia nhiệt ở nhiệt độ cao?

fa) Déu dheoe dun nong trong 80 gid (8 gidingay) 6 199°C

(bh) % khối lượng tính theo acid oleie

Phản ứng xây ra khi gia nhiệt dầu mỡ chủ yếu liên quan đến các nói đôi, dẫn đến làm giảm chỉ số iod trong dầu Đối với dầu đậu nành, acid linoleic va linolenic 1a hai acid béo bị ảnh hưởng nhiều nhất Các peroxide tạo ra ở nhiệt độ cao bị phân hủy ngay lập tức thành các hợp chất hydroxy và vì thế làm gia tăng chỉ số này Hiện tượng polymer hóa các trigyceride TG không no xảy ra trong quá trình gia nhiệt là nguyên nhân dẫn đến làm tăng độ nhớt của đầu mỡ

Rất nhiều các sản phẩm bay hơi và không bay hơi được tạo ra trong qua trình chiên rán ở nhiệt độ cao dẫn đến làm thay đỗi cầu trúc của dầu mỡ,

Chương 2 Lược khảo tài liệu

Băng 2.10 Cúc phản ứng xuất hiện trong quả trình gia nhiệt dầu, mỡ

Gia nhiệt đầu mỡ Phần ứng Sản phẩm

1 Gia nhiệt dâu mỡ Tự oxy hóa Các acid bay hơi

(không có mặt của Isomer hóa Aldehyde, ester, alcohol

Acid béo mạch nhánh Dimer của acid béo Hợp chất mạch vòng đơn hoặc đôi Các chất thơm

Hợp chất có liên kết đôi cdu hinh trans Hydrogen, CO;

2 Gia nhiệtdâumỡ | Tựoxyhóa | Các sản phẩm tương tự như ở nhóm (1)

(có mặt thực phẩm) Isomer hóa Acid béo tu do

Polymer héa | Mono-, diacylglycerol Thủy phân Glycerol

2.3.4.1 Qua trinh tự oxy hóa khi gia nhiệt dầu mỡ

Tinh chon loc của quá trình tự oxy hóa chất béo không no giảm khi nhiệt

độ tăng lên trên 60°C, do ROOH tao ra bị phân hủy thành hydroxy (OH) và gốc

tự do alkoxy RO” Đây là một gốc tự do có hoạt tính rất mạnh, nó có thể lầy

hydro ở cả acid béo no và bắt đầu quá trình oxy hóa các chất béo này Sản phẩm

tạo ra cũng rất đa dạng, trong đó chủ yếu là các aldehyde và methyl cetone Methyl cetone được tạo ra nhờ phản ứng loại nước và decarboxyl hóa, còn các aldehyde duc tao ra theo cơ chế phan hiy beta cc hydroperoxide

Phản ứng oxy hóa acid béo no để tạo ra methyl cetone

Các aldehyde chứa nói đôi rất dễ bị phân hủy trong quá trình chiên, nướng

ở nhiệt độ cao Thêm nước sẽ tạo ra các hydroxyaldehyde Một số aldehyde bay

hơi nhự decadienal là những chất mùi quan trọng, chúng tạo ra mùi thơm đặc trưng cho sản phẩm chiên rán Vì các aldehyde này được tạo ra bởi quá trình phân hủy nhiệt acid linoleic nén khi dùng các loại dầu mỡ chứa nhiều acid Iinoleic để chiên, thực phẩm tạo ra có mùi thơm hơn các loại đầu mỡ khác Tuy nhiên khi sử đụng quá lâu, các mùi khó chịu bắt đầu xuất hiện Điều này thể hiện dầu mỡ đã bị hư hỏng

Chương 2 Lược kháo tài liệu

2.3.4.3, Qua trinh polymer héa

‘Trong qua trinh chién rán, các acid béo không liên hợp sẽ bị isomer hóa và chuyển thành acid béo liên hợp, sau đó chúng tiếp tục chuyển thành dạng mạch vong théng qua phan tng Diels-Alder

Các gốc tự do tạo ra sau khi acid béo hay triglyceride bi lay mat hydro có thé dimmer héa khi khong cé oxy va ciing tao ra cau tric mach vong

2 R—CH-CH—CH; CH-CH R

Đây là những hợp chất không mong muốn được tạo ra trong quá trình chiên rán, do chúng thường làm giảm mùi vị của dầu mỡ, và do chứa nhiều các

gốc hydroxyl nên chúng có thê tạo bọt tương tự như các chất hoạt động bề mặt

2.4 Sản xuất biodiesel từ dầu thực vật, mỡ động vật

Trong công nghiệp biodiesel thu được chủ yếu dựa trên phản ứng

Dầu nguyên liệu, rượu và chất xúc tác được trộn trong lò phan img trong thời gian thích hợp (1-2 giờ) ở nhiệt độ khoảng 60°C

Quá trình thu biodiesel có thê liên tục hoặc theo chu kỳ Trên thực tế quá

trình thường được thực hiện liên tục qua hai giai đoạn (2 lò phản ứng): khoảng

80% lượng rượu và xúc tác được dùng ở lò phản ứng thứ nhất Hỗn hợp phản ứng sau khi tách khỏi pha glycerol được đưa vào lò phản ứng thứ hai để kết thúc phản ứng với lượng rượu và xúc tác còn lại Bởi vì phản ứng transester hóa là

SE: Nguyễn Hoàng Ly 26

Chương 2 Lược kháo tài liệu

phản ứng thuận nghịch, nên giai đoạn tách pha glycerol nhằm mục đích làm cho phản ứng xảy ra theo chiều thuận là chiều thu biodiesel

Glycerol tạo thành được tách ra khỏi pha ester ở máy phân ly hoặc máy ly tâm Quá trình tách thường xây ra dé dang vi glycerol hầu như không tan trong ester Lượng rượu đư có thể làm chậm quá trình tách vì rượu hòa tan tốt cả glyccrol lẫn cster Nhưng không thể đuổi lượng rượu dư trước quá trình tách pha

vì như thế sẽ dịch chu yến cân băng về phia tao ra triglyceride

Ester sau khi tách khỏi glycerol được đưa đến khâu trung hòa và qua tháp tách methanol, Ở khâu trung hòa người ta đùng axit như HCL, acid citric dé trung hòa lượng xúc tác kiểm dư và lượng xà phòng tạo thành;

RCOOK + HA » ~~ RCOOH + KA

Tắt cả lượng dư xúc lác, xà phòng, muéi, methanol va glycerol tr do duge tách khỏi biodiesel bằng quá trình rửa nước Trung hòa bằng acid trước khi rửa nước nhằm giảm tôi đa lượng xà phòng và lượng nước rửa cần dùng đo đó hạn chế được quá trình tạo nhũ tương (nước trong biodiesel với tác nhân tạo nhũ tương là xà phòng), gây khó khăn cho việc tách nước khỏi biodicsel Biodicsel được làm sạch nước trong tháp bay hơi Nếu sản xuất ở qui mô nhỏ người ta thường dùng các muối khô đề hút nước

Một số nguén nguyên liệu chứa một lượng lớn acid béo tự do Acid béo tr

do phản ứng với xúc tác kiềm sinh ra xà phòng và nước, Thực tế cho thay rằng quá trình thu biodiesel có thể xảy ra một cách thuận lợi nếu nguyên liệu có hàm lượng acid béo tự do thấp hơn 5% Khi đó, cần dùng thêm xúc tác để trung hòa acid béo tự do, Lượng xà phòng tạo ra nằm ở mức cho phép

Khi hàm lượng acid béo tự đo lớn hơn 5%, lượng xà phòng tạo ra làm chậm quá trình tách pha ester và glycerol, đồng thời tăng mạnh sự tạo nhũ tương trong quá trỉnh rửa nước Để giảm hàm lượng acid béo tự đo, trước phân ứng