Nghiên cứu tổng hợp biodiesel từ dầu cám gạo trên xúc tác superaxit rắn

MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Chiết tách RBO từ cám gạo Việt Nam, tổng hợp xúc tác SZ/MCM-41 cho quá trình chuyển hóa RBO thành nhiên liệu sinh học sử dụng cho các động cơ diesel.. Các phương phá

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

HOÀNG THỊ THANH HẢI

NGHIÊN CỨU TỎNG HỢP BIODIESEL TỪ

DAU CAM GAO TREN XUC TAC

SUPERAXIT RAN

Chuyén nganh: HOA HUU CO

Mã số: 60 44 27

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYÊN THỊ VIỆT NGA

Đà Nẵng - Năm 2011

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYÊN THỊ VIỆT NGA

Phan bién 1: PGS TS LE TU HAI

Phan bién 2: GS TSKH TRAN VAN SUNG

Luận văn được bảo vệ tại Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ khoa học họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 25

thang 08 nam 2011

* Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- _ Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng

- _ Thư viện trường Đại học Sư phạm, Dai học Đà Nẵng

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐÈ TÀI

Trong những năm gần đây, khi các ngành công nghiệp ngày

càng phát triển mạnh mẽ, đời sống của con người ngày càng được cải

thiện thì nhu cầu sử dụng nhiên liệu để tạo ra năng lượng ngày càng

cao Trước tình hình đó, việc tìm ra những nguồn nhiên liệu lâu dài

và có khả năng tái tạo để thay thế nguồn nhiên liệu hóa thạch đang

dần cạn kiệt là một nhiệm vụ cấp thiết Phương án được xem là khả

thi nhất để giải quyết bài toán tìm kiếm nguồn nhiên liệu thay thế cho

nhiên liệu hóa thạch đó là sử dụng nhiên liệu sinh hoc Biodiesel là

loại nhiên liệu có tiềm năng rất lớn để sử dụng cho động cơ và đang

được mở rộng sản xuất ở nhiều quốc gia trên thế giới Nhiên liệu

biodiesel rất đa dạng, chúng có nguồn gốc từ dầu mỡ động thực vật

Dầu thực vật là nguồn nguyên liệu thiên nhiên vô tận có thể dùng dé

sản xuất nhiên liệu sinh học vô cùng phong phú vừa thân thiện với

môi trường vừa khai thác triệt để nguồn tài nguyên đất Việt Nam là

một nước nông nghiệp với cây lúa là chủ đạo, bên cạnh sản phẩm

chính là gạo phục vụ cho lương thực quốc gia và xuất khẩu thì sản

phẩm phụ là cám gạo phục vụ chăn nuôi cũng cho một lượng dâu rất

đáng kế Đây là nguồn nguyên liệu quan trọng để phát triển sản xuất

nhiên liệu sinh học

Vì những lý do trên chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng

hợp biodiesel từ dẫu cắm gạo trên xúc tác superaxit rắn”

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Chiết tách RBO từ cám gạo Việt Nam, tổng hợp xúc tác

SZ/MCM-41 cho quá trình chuyển hóa RBO thành nhiên liệu sinh

học sử dụng cho các động cơ diesel

3 ĐÓI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Cám gạo từ giống lúa Khang dân trồng ở xã Thái Dương, huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình

- Dầu cám gạo

- Xúc tác superaxit rắn SZ/MCM-4I

- Phản ứng chuyển hóa dầu cám gạo sử dụng metanol

3.2 Phạm vỉ nghiên cứu Nghiên cứu quá trình chiết dầu cám từ cám gạo, tổng hợp xúc tác superaxit rắn SZ/MCM-4I và phản ứng tổng hợp biodiesel từ dầu cám

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

4.1 Phương pháp tổng hợp xúc tác

- Vật liệu MCM-41 được tổng hợp băng phương pháp sol-gel

- Xúc tác superaxit rắn SZ/MCM-41 được tổng hợp bằng phương pháp ngâm tâm và trộn cơ học

4.2 Các phương pháp đặc trưng xúc tác Các vật liệu được đặc trưng bằng các phương pháp hóa lý hiện dai: XRD, SEM, IR, NH3-TPD

4.3 Phương pháp chiết dầu từ cám gạo

4.4 Phương pháp chuyền hóa RBO thành biodiesel

Phản ứng chuyên hóa este từ RBO được tiến hành ở pha lỏng 4.5 Phương pháp phân tích sản phẩm

Sản phẩm phản ứng được phân tích bằng các phương pháp: GC/MS va HPLC

4.6 Các phương pháp xác định tính chất hóa lý của nhiên liệu

Các chỉ tiêu kỹ thuật của biodiesel cám gạo được xác định bằng

các phương pháp: Tỉ trọng ở 30°C (Phương pháp ASTM D 1298); độ

nhớt động học ở 40°C (Phương pháp ASTM D 445); chỉ số Cetan

(Phương pháp ASTM D 4737); điểm sương (Phương pháp ASTM D

97); điểm đông đặc (Phương pháp ASTM D 97); nhiệt độ chớp cháy

cốc kín (Phương pháp ASTM D 93); điểm bắt cháy (Phương pháp

ASTM D92); nhiệt trị (Phương pháp ASTM D 240); chỉ số axit TAN

(Phương pháp ASTM D 664)

5- Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỀN

Tổng hợp nhiên liệu biodiesel có các chỉ tiêu kỹ thuật tương

đương với TCVN và tiêu chuan ASTM, mé dau cho định hướng

nghiên cứu sản xuất nhiên liệu biodiesel từ RBO, phục vụ cho nhu

cầu năng lượng cấp thiết

6- CÁU TRÚC LUẬN VĂN

Mở đầu: 4 trang

Chương 1: Tổng quan lý thuyết - 31 trang

Chương 2: Các phương pháp thực nghiệm - 18 trang

Chương 3: Kết quả và thảo luận - 21 trang

Kết luận và kiến nghị: 2 trang

CHUONG 1 TONG QUAN LY THUYET

1.1 BIODIESEL —- NGUON NHIÊN LIỆU CHO TƯƠNG LAI

1.1.1 Giới thiệu chung về biodiesel

1.1.2 Ưu nhược điểm của biodiesel và khả năng thay thế của

biodiesel cho nhiên liệu hóa thạch

1.1.3 Tình hình sản xuất biodiesel

1.1.4 Phương phap tong hop biodiesel

1.2 CAM GAO VA DAU CAM GAO

1.2.1 Cam gao

1.2.1.1 Thanh phan cia cam gạo

1.2.1.2 Ung dụng của cắm gạo

1.2.2 Dầu cám gạo 1.2.2.1 Thành phân của dẫu cám gạo 1.2.2.2 Tách dẫu từ cắm gạo

1.2.2.3 Ung dụng dầu cắm gạo 1.2.3 Dầu cám gạo - Nguồn nguyên liệu phong phú để sản xuất biodiesel

1.3 VAT LIEU MAO QUAN TRUNG BINH 1.3.1 Giới thiệu về vật liệu mao quản trung bình

1.3.2 Phân loại vật liga MQTB 1.3.3 Vật liệu MCM-41

1.3.3.1 Khái quát vật liệu MCM-41

1.3.3.2 Phương pháp tổng họp vật liệu MCM-41

1.4 CHÁT XÚC TÁC SUPERAXIT RẮN

1.4.1 Nguyên tô Zirconi (Zr)

1.4.2 Hop chat Zirconi dioxit (ZrO)

1.4.3 Xúc tác SO/7/ZrO;

1.4.4 Xtic tac SZ/MCM-41

CHUONG 2 CAC PHUONG PHAP THUC NGHIEM

2.1 TONG HOP VAT LIEU XUC TAC 2.1.1 Tổng hợp vật liệu MCM-41 2.1.2 Tổng hợp vật liệu SZ/MCM-41 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP HOÁ LÝ ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC 2.2.1 Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen

2.2.2 Phương pháp hiễn vi điện tử quét 2.2.3 Phương pháp khử hấp phụ amoniac theo chương trình nhiệt độ 2.2.4 Phương pháp phố hồng ngoại

2.3 CHIET DAU TỪ CAM GAO

2.4 CHUYEN HOA DAU CÁM GẠO THÀNH BIODIESEL

2.5 PHUONG PHAP PHAN TICH SAN PHAM

2.5.1 Phương pháp sắc kí khí — khối phố

2.5.2 Phương pháp sắc ký lồng hiệu năng cao

2.6 PHƯƠNG PHÁP KIEM TRA DANH GIA MOT SO CHi

TIEU KY THUAT CUA BIODIESEL

Các chỉ tiêu kỹ thuật được xác định: Tỷ trọng ở 30°C, độ nhớt

động học tại 40°C, chỉ số cetan, điểm suong, diém đông đặc, nhiệt độ

chớp cháy cốc kín, nhiệt trị, trị số axit, điểm bắt cháy

CHƯƠNG 3 KÉT QUÁ VÀ THẢO LUẬN

3.1 ĐẶC TRƯNG CÁC VẬT LIỆU XÚC TÁC

3.1.1 Phương pháp nhiễu xạ Ronghen

Từ giản đồ XRD của mau MCM-41 tong hợp được có thể nhận

thấy sự xuất hiện pIc có cường độ mạnh với 20 trong khoảng từ 2° -

3° tương ứng với mặt (100) Điều này khắng định sự tôn tại cấu trúc

mesoporous của MCM-41 Mặt khác, ta thấy pic này có cường độ lớn

và hẹp chứng tỏ vật liệu tổng hợp được có các kênh mao quản với

câu trúc mao quản đông nhât và có độ trật tự cao

Mau 4-SZ/MCM41

2-Theta - Seale + ep ama = Sep ne 9-25.01 Rant) Tte Sta 2053-2 The 0500 *-Thee 0250"

BlFil

Hình 3.1 Giản đồ XRD của — Hình 3.2 Giản đồ XRD của

mẫu vật liệu MCM-41 mẫu xúc tác SZ/MCM-4I góc

20 =2- 10°

DH Mo mau 4-SZ/MCM41 raw - Type: Locked Coupled - Start: 2.000 °- End: 10.000 °- Step: 0.0 08

Các mẫu vật liệu super axit ran cũng được đặc trưng bằng

phương pháp XRD Kết quả được thể hiện trên hình 3.2, 3.3 và 3.4

Giản đồ XRD của mẫu SZ/MCM-4I cũng xuất hiện pic đặc trưng cho mao quản trung bình ở góc hẹp 26 từ 2-5” Điều này chứng

tỏ sự có mặt của MCM-4l1 trong vật liệu SZ/MCM-4I1 Tuy nhiên,

cường độ của các pic này bị ảnh hưởng do sự có mặt của ZrÓ;

Mau2

* *- Sap CHO lrg m1

Mo mau san Ty:e: Locked outed Star 10000"-Erck TDOIO*- ex O080"-S fer ve), <= Tema: 26 (cn -Time Sane: 122 -2-Tta:10c00*- Tht: $040°-Ch 009

m lhmg89t088|)-icmiumChih- 700 V.483890-d hy 1 VN:

Hình 3.3 Giản đồ XRD mẫu Hình 3.4 Giản đồ XRD mẫu

Ở hình 3.3, sự hiện diện của các pic ở trong khoảng góc rộng 2Ô

= 30°, 36°, 50°, 60” đặc trưng cho cấu trúc tứ diện nghiêng của tinh thể ZrO; Giản đồ XRD của mẫu SZ/MCM-41 được tổng hợp theo phương pháp ngâm tâm (hình 3.4) cũng xuất hiện các pic tương tự nhưng cường độ lớn hơn và đường nền cũng đều hơn Nguyên nhân của hiện tương này có thể là do trong quá trình điều chế xúc tác, việc trộn cơ học đã dẫn đến hiện tượng phân bố không đều ZrO; trên vật liệu Mẫu SZ/MCM-4I tổng hợp theo phương pháp ngâm tâm được chọn cho các nghiên cứu tiép theo

3.1.2 Phương pháp khử hấp phụ amoniac theo chương trình

nhiệt độ

Để xác định lực axit của ŠZ phân tán trên MCM-41, chúng tôi sử

dụng phương pháp khử hấp phụ NH; theo chương trình nhiệt độ Kết

quả được đưa ra ở hình 3.5

TCD Signal (a.u.) vs Temperature

Temperature (*C)

Hinh 3.5 Dwong NH;-TPD cia mau SZ/MCM-41

Qua giản đô NH;-TPD ở hình 3.5, ta nhận thay mau

SZ/MCM-4I có hai loại lực axit Một pic nhọn với cường độ mạnh

ở nhiệt độ giải hấp phu Tinax = 460°C và một pIc ở khoảng nhiệt độ

490°C — 550°C Ca hai pic déu có nhiệt độ T„a„ > 400”C chứng tỏ

đây là hai tâm axIt mạnh Ngoài ra có thể nhận thay có sự xuất hiện

vai giải hập phụ NH: đặc trưng cho sự tôn tại của các tâm axit yêu

(Tmax < 200°C) Tuy nhién dién tich pic giai hap NH; cua cdc tâm

axit nay bé hon so voi tam axit manh

Điêu này chứng tỏ, việc mang ZrO; lên vật liệu mao quản

trung bình MCM-4I thì chất xúc tác mới sẽ được tăng hoạt tính

3.1.3 Phương pháp hiển vi điện tử quét

Đối với vật liệu xúc tác, tính chất bê mặt và kích thước hạt có

ảnh hưởng lớn đến khả năng xúc tác Kết quả khảo sát bê mặt của

các mẫu MCM-4I và SZ/MCM-4I được đưa ra ở hình 3.6 và 3.7

Hình ánh SEM cho thây MCM-41 và SZ/MCM-4I có độ xốp

cao, các hạt có kích thước nhỏ, đông đêu, ít bị kết dính Với các hạt

có kích thước nhỏ này sẽ làm tăng diện tích bề mặt ngoài, do vậy

kV 8.9nim x20.0k

3.1.4 Phương pháp phố hông ngoại Mẫu vật liệu SZ/MCM-41 được đặc trưng băng IR Kết quả

được đưa ra ở hình 3.8

SZ/MCM-41

Wavenumbers fem’) Hình 3.8 Phô IN của mẫu xúc tác SZ/MCM-41

Trén hinh 3.8 cho thay:

Đám phổ trong vùng 593 - 963 cm” đặc trưng cho các dao

động hóa trị đối xứng của các liên kết Si-O-Si bên trong và bên

ngoài tứ diện S1Ô¿ Vùng này được đặc trưng cho trạng thái tinh

thể của vật liệu

Đám phổ 1082 và 800 cm” đặc trưng cho dao động hoá trị bat

đối xứng trong các tứ diện SiO¿

Đám phổ 1232 cm” đặc trưng cho các dao động hoá trị bất đối

xứng của các liên kết ngoài SiO¿

Dai phổ ở khoảng 3361 cm” đặc trưng cho dao động hóa trị

của liên kết O-H của nước hấp phụ vật lý và liên kết Si-OH trong

vật liệu Dải phố ở 1638 em” đặc trưng cho dao động biến dạng O-

H của nước hấp phụ trên vật liệu

Đánh giá chung: Từ các kết quả đặc trưng vật liệu chứng tỏ

rằng vật liệu MCM-41 và SZ/MCM-41 đã được tổng hợp thành công

Việc mang axit rắn SZ đã làm tăng tính axit của chất nền MCM-4I

và tạo ra vật liệu xúc tác có câu trúc mao quản trung bình, thành dày,

mao quản lớn, có độ bền nhiệt cao Bước đầu xúc tác thoả mãn cho

quá trình chuyên hóa dầu thành metyl este vì các lý do sau:

- Đường kính mao quản có kích thước phù hợp cho việc giữ các

chất béo lại đủ lâu để phản ứng với metanol và chỉ cho phép những

phân tử đã phản ứng đi qua

- Sự phân tán §Z lên bề mat MCM-41 đã làm cho vật liệu có

tính axit để làm xúc tác cho quá trình chuyền hóa este

Bên cạnh đó, việc biến tính bề mặt MCM-4I băng ZrO; được

sunfat hóa còn làm tăng độ bền thủy nhiệt hoạt tính xúc tác của vật

liệu Như vậy, có thé thay vật liệu xúc tác tổng hợp được có day

du tinh chat bé mat cũng như lực axit mạnh để thực hiện quá trình chuyền hóa este cho các bước nghiên cứu tiếp theo

3.2 KET QUA CHIET DAU TU CAM GAO

Trong quá trình chiết dầu từ cám gạo, chúng tôi khảo sát hai yếu

tố có thể ảnh hưởng đến lượng dầu thu được đó là thể tích dung môi n-hexan và nhiệt độ tiên hành

25

15

Thé tich n-hexan(ml)

Hình 3.9 Ảnh hướng của thể tích n-hexan đến lượng RBO thu được

25

= 20

8 15

Nhiét d6 chiét (°C)

Hình 3.10 Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến lượng RBO thu được

Từ các kết quả khảo sát trên, chúng tôi chọn điều kiện tối ưu chiết

dầu từ 100g cám là 300 ml n-hexan, ở 70°C

Hiệu suất của quá trình chiết được tính tương đối bằng thương số

của lượng dầu cám thu được trên khối lượng dầu thực tế có trong cám

3.3 HOAT TINH CUA XUC TAC TRONG QUA TRINH

CHUYEN HOA DAU CAM GAO THANH BIODIESEL

3.3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chuyển hóa RBO thành

biodiesel

3.3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác

Trong quá trình thực nghiệm chúng tôi đã khảo sát ảnh hưởng

của hàm lượng xúc tác đến độ chuyển hóa biodiesel Kết quả khảo sát

được thể hiện trong bảng 3.1

Bảng 3.1 Ảnh hướng của hàm lượng xúc tác đến thể tích glixerol

Mẫu | Tỉ lệ khối lượng xúc tác/dầu (%) | Vi„exa¡ tách ra (ml)

Từ kết quả thể tích glixerol tách ra, có thể thấy răng hàm lượng

xúc tác đã ảnh hưởng đến độ chuyển hóa của dầu cám gạo Kết quả

này được thê hiện rõ nét trên hinh 3.11

E

a

Tỉ lệ xúc tác/dầu (%)

Hình 3.11 Ảnh hướng của tỉ lệ xúc tác/dâu đến độ chuyển hoá RBO

Từ hình 3.11 cho thấy, khi tăng tỉ lệ xúc tác/dầu từ 1% đến 2,5%

thì độ chuyển hóa tăng và đạt cực đại ở 2,5% Cao hơn tỉ lệ này thì độ

chuyển hóa không những không tăng mà còn có xu hướng giảm Có thé giải thích kết quả trên như sau: Khi lượng xúc tác tăng lên thì số tâm hoạt tính càng nhiêu, tăng hoạt tính xúc tác cho quá trình nên độ chuyển hóa cũng tăng theo Tuy nhiên, hoạt tính xúc tác là có giới hạn, khi tăng đến điểm cực đại thì độ chuyên hóa không thể tăng nữa, nên dù tăng lượng xúc tác thì độ chuyển hóa cũng không tăng

Dầu cám gạo cũng như các loại dầu thực vật khác đều có độ

nhớt nhất định mà xúc tác rắn được dùng ở dạng bột mịn, nên khi lượng xúc tác tăng cao thì sẽ gây khó khăn cho quá trình khuấy trộn, làm giảm khả năng tiếp xúc của các chất phản ứng, dẫn dến độ chuyển hóa giảm Qua số liệu đã khảo sát hàm lượng xúc tác là 2,5%

so voi luong dầu được chọn để khảo sát các yếu tố thực nghiệm khác

3.3.1.2 Kháo sát ảnh hướng của nhiệt độ phản ứng Kết quả khảo sát được thể hiện trong bảng 3.2

Bang 3.2 Ảnh hướng của nhiệt độ phún ứng đến thể tích gixerol

Mẫu | Nhiệt độ phản ứng (°C) | V„ir„ tách ra (ml)

Từ kết quả thể tích glixerol tách ra, ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến độ chuyền hóa của dầu cám được thể hiện trên hình 3.12 Từ

hình 3.12 ta nhận thấy, khi nhiệt độ phản ứng thấp (<50°C) thì độ

chuyển hoá thấp Đó là do khi nhiệt độ thấp thì tốc độ phản ứng

chậm Khi tăng nhiệt độ thì tốc độ phản ứng tăng lên dẫn đến độ

chuyển hoá tăng lên đạt cực đại tại nhiệt độ 60°C Khi tiếp tục tăng

nhiệt độ phản ứng thì độ chuyển hóa dầu bắt đầu giảm Đó là do khi

nhiệt độ cao metanol sôi và bay hơi mạnh (nhiệt độ sôi của metanol

là 64°C) làm giảm sự tiếp xúc giữa metanol với dầu, dẫn tới làm giảm

độ chuyển hóa Như vậy nhiệt độ tối ưu của phản ứng là 60°C

80

60 “

Nhiệt độ phản ting (°C)

Hình 3.12 Ảnh hướng của nhiệt độ phản ứng đến độ chuyển hoá RBO

3.3.1.3 Khảo sát ảnh hướng của tỉ lệ mol metanol/dẫầu

Kết quả khảo sát được thể hiện trong bảng 3.3

Bảng 3.3 Ảnh hướng của tỉ lệ mol metanol/dẫầu đến Votixerol

Mau | Ty 1é mol Me/dau | VgixeroitAch ra (ml)

Thể tích glixerol tách ra đạt giá trị cao nhất là 3,3 ml ứng với tỉ

lệ mol metanol/dầu là 9/1 Như vậy tỉ lệ nguyên liệu đã có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng chuyển hóa dầu cám gạo

90

œ1 Oo

© Oo

AK oS

Hình 3.13 Ảnh hưởng của tí lệ mol metanol/dầu đến độ chuyển hoá RBO

Hình 3.13 cho thấy khi tăng tỉ lệ metanol/dâầu lên thì độ chuyên hóa dầu cám gạo tăng Điều này là do phản ứng chuyển hóa este là một phản ứng thuận nghịch Khi lượng ancol tăng, cân bằng sẽ chuyển dịch sang phải và làm tăng khả năng chuyển hóa dầu cám

gạo Độ chuyển hóa của dầu cám đạt cực đại khi tỉ lệ mol metanol/dầu là 9/1 Việc tăng tỉ lệ metanol/dau lên nữa là không cần

thiết vì khi tăng lên thì độ chuyển hóa hầu như không tăng Đồng thời khi lượng metanol dư thừa quá nhiều không những gây tốn kém lãng phí mà còn gây khó khăn cho việc tinh chế sản phẩm sau khi kết thúc phản ứng

3.3.1.4 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng

Bảng 3.4 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến Votixerol

Mẫu | Thời gian phan tng (gid) | Voixeroi (Ach ra (ml)

Từ kết quả trên, ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến độ

chuyển hóa của dầu cám được thể hiện trên hình 3.14

90

70

Thời gian phản ứng (giờ)

Hình 3.14 Ảnh hướng của thời gian phản ứng đến độ chuyển hoá RBO

Từ hình 3.14 ta nhận thấy răng, trong khoảng thời gian từ 1 giờ

đến 4 giờ thì độ chuyển hóa tăng nhanh Điều này được giải thích là

do thời gian phản ứng kéo dài giúp cho sự tiếp xúc giữa các chất

phản ứng tăng lên nên độ chuyển hóa dầu cám tăng Trong khoảng

thời gian phản ứng từ 4 giờ trở lên thì độ chuyển hóa không những

không tăng mà còn có xu hướng giảm nhẹ Điều này có thể là do khi

thời gian phản ứng kéo dài xúc tác đã dần dẫn mất hoạt tính và còn

xảy ra phản ứng este hóa chéo giữa glixerol và các metyl este

3.3.2 Đánh giá hoạt tính xúc tác sau khi tái sinh

Xúc tác thu hồi sau lần chạy phản ứng đầu tiên được đem hoạt

hóa trong lò phản ứng với lưu lượng dòng không khí được điều

chỉnh, nhiệt độ hoạt hóa ở 550C trong 3 giờ Trước khi kết thúc hoạt

hóa xúc tác được làm trơ bởi khí Na trong thời gian 30 phút Xúc tác

sau khi hoạt hóa tiếp tục được đưa vào phản ứng lần 2, lần 3 trong

cùng điều kiện tối ưu (Nhiệt độ phản ứng 60C, tốc độ khuấy 600

vòng/phút, tỉ lệ xúc tác/dầu 2,5%, tỉ lệ mol metanol/dau 9/1, thoi gian

phản ứng 4 giờ) Kết quả được đưa ra ở bảng 3.5

Bảng 3.5 Khảo sát khả năng tái sử dụng xúc tác Lần sử dụng xúc tác | 1 (M15) | 2 (M22) | 3 (M23)

Có thể nhận thấy khi sử dụng xúc tác tái sinh độ chuyển hóa dầu

thay đối không đáng kể Như vậy, xúc tác sau khi tái sinh hoàn toàn

có thể đáp ứng được về hoạt tính cũng như độ bền cho phản ứng trao

đổi este Đây là ưu điểm vượt trội của hệ xúc tác dị thể này SO VỚI

3.4 BANH GIA CHAT LUONG SAN PHAM Mau biodiesel (M15) sau khi tinh ché duoc dem di do phé IR,

GC/MS, va HPLC

3.4.1 Phé héng ngoại của sản phẩm biodiesel từ dầu cám gạo

Biodiesel dau cam gao

90: 3554, 80: 3467.8 2679.3 433.7

70;

60:

50:

40:

30:

20:

10:

1016.1 723.2

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

Wavenumbers (cm-1)

Hình 3.15 Phố IR của mẫu biodiesel chuyển hóa từ RBO

Qua phổ IR của sản phẩm ta thấy xuất hiện các pic đặc trưng:

pic ứng với tần số 2933,2 cm” là của nhóm metyl và pic ứng với tần

số 1743,6 em” là của nhóm chức este Điều này chứng tỏ trong mẫu

sản phẩm đã có metyl este tạo thành

3.4.2 Két qua GC/MS cia biodiesel từ dầu cám gạo

Abundance TIC: BIO CAM GAO

90000 14.05

80000

70000

6nnnn

50000 1236 13.99

40000

30000 13.6

13.5

20000

raann 14-7852 1g 69.00 27,01 699.23

Time > 60 80 100 120 140 169 189 200 220 240 260 280 30.0

Hinh 3.16 Sac dé GC của mẫu biodiesel chuyển hóa từ RBO

So sánh thời gian lưu của kết quả thu được với thời gian lưu của

mẫu chuẩn được làm ở cùng một điều kiện, ta thấy pic ứng với thời

gian lưu 12.36; 13,99; 14.05; 14.28 tương ứng với metyl palmitat,

metyl linoleat, metyl oleat, metyl stearat là các loại metyl este của

các axit béo có trong thành phần dầu cám Hàm lượng các metyl este

này được thể hiện trong bảng 3.6 Ngoài ra còn có các chất khác với

hàm lượng nhỏ hơn

Bảng 3.6 Hàm lượng các chất trong mẫu biodiesel cắm gạo

cyclododecasiloxane

4 13.99 Metyl linoleat 17,311

undec-Ï-ene

XY*xx**š

J 0 5 4

mg

18

Ls} | Jiuetlereeet? | bell

o 4 0 2 1U 7 1 lũ 8 0 mA Hh B 7 0 @ 8 10 2 1 6 10 mm 2 6 3 X M

(nl Hradec acd eh eer Imifj30talzzoz00):mhlaia

Hình 3.17 Phổ khối lượng của metyl palmitat

ữ 1) 9 8 8 M0 1 10 18 (maint) 9 12Qctadecadnole act 2,2), met aster

Hình 3.19 Phố khối lượng

cua metyl linoleat

Hình 3.18 Phố khối lượng

cua metyl oleat

ứ 1M 7 1 8 8 1# ) 9 0 02 Ủ 7 19 ÙỦ 8M 0 23 4) j0 3M ð

(reiib} Qctedecanole act, meth ester

Hình 3.20 Phố khối lượng

cua metyl stearat