1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Luận văn thạc sĩ Công nghệ hóa học: Nghiên cứu tổng hợp Biodiesel từ dầu hạt cao su trên xúc tác MgO biến tính

85 0 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Nội dung

Các thông số ảnh hưởng của giai đoạn transester là nhiệt độ phản ứng, hàmlượng xúc tác, tỉ lệ tác chất methanol / dầu và thời gian phản ứng được khảo sát.Hàm lượng methylester cao nhất đ

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

1NGUYÊN THẺ VŨ

CHUYEN NGANH: CONG NGHE HOA HOCMA SO: 605275

LUAN VAN THAC SI

TP HO CHI MINH, tháng 01 năm 2013

Trang 2

TRUONG ĐẠI HỌC BACH KHOA —DHQG —HCMCan bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS NGUYEN NGOC HANH

Cán bộ châm nhận xét 1 : PGS.TS NGUYÊN VĨNH KHANH

Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS NGUYEN QUANG LONG

Luan văn thạc si được bảo vệ tại Trường Dai hoc Bách Khoa, ĐHQG Tp HCMngày 10 thang 01 năm 2014.

Thành phan Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1.TS NGUYEN HỮU LƯƠNG2.PGS.TS NGUYÊN VĨNH KHANH3.TS NGUYEN QUANG LONG4 PGS.TS NGUYEN NGOC HANH5.TS NGO THANH AN

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV va Trưởng Khoa quản lý chuyênngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có).

CHỦ TỊCH HOI DONG TRƯỞNG KHOA

Trang 3

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRUONG DAI HOC BACH KHOA Độc lập - Tự do - Hanh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: NGUYEN THE VU MSHV: 10050145

Ngày, tháng, năm sinh: 17/12/1986 Nơi sinh: Bình Định

Chuyên ngành: Công nghệ hóa học Mã số : 605275

I TÊN DE TÀI: NGHIÊN CỨU TONG HỢP BIODIESEL TỪ DẦU HAT CAO SU

TREN XUC TAC MgO BIEN TÍNH

Il NHIỆM VỤ VA NOI DUNG:- _ Tổng hop xúc tác MgO biến tinh.- Tong hợp biodiesel từ dầu hạt cao su.- Khao sát các yếu tổ ảnh hưởng đến quá trình tổng hop biodiesel.HI NGÀY GIAO NHIỆM VU : 21/1/2013 -2- 5-52 S52 S552 S2 2E2EEEEEEESEEEEEEEErrerkrrkrieIV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU: 21/6/2013 2-52 2+2 e+sceEsrkererseeeV CÁN BỘ HƯỚNG DAN: PGS.TS NGUYÊN NGỌC HẠNH - - 5 55s

Trang 4

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Ngọc Hạnh đã tận tìnhhướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi cũng như đã truyền đạt nhiều kinh nghiệm quý

báu giúp tôi hoàn thành luận văn này.

Tôi xin cảm ơn các thay cô trong bộ môn đã tạo điều kiện thuận lợi giup đỡtrang thiết bi, dung cụ thí nghiệm dé tôi thực hiện luận văn

Tôi xin cảm ơn các bạn trong phòng thí nghiệm Hóa Lý đã động viên, giúp

đỡ tôi trong suốt quá trình thực nghiệm

Tôi xin cảm ơn Ths Nguyễn Hoàng Quý đã chia sẻ những kinh nghiệm quý

báu, cũng như hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong việc đo mẫu và tổng hợp biodiesel

Tôi xin cảm ơn các bạn đồng nghiệp ở công ty Vilube đã hỗ trợ và giúp tôiđo mẫu trong suốt thời gian làm luận văn

Sau cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình tôi, những ngườiluôn bên cạnh hỗ trợ, chia sẻ với tôi trong bat kỳ hoàn cảnh nào dé tôi luôn vững tin

Trang 5

ABSTRACT

Biodiesel is a green and clean fuel, used to replace traditional fuel Biodieselcould be produced from vegetable oils or animal fat by transesterification reactionusing solid base catalysts.

In this thesis, the transesterification of rubber seed oil having high content ofFFA (Free Fatty Acid) with methanol to fatty acid methyl esters was studied usingmodified MgO as solid base catalyst after the reduction of acidity by a solid acidcatalyst (Fe.(SO,)3) The influence of reaction parameters in the two steps such astemperature, methanol-to-oil ratio, catalyst charge and reaction time on yieldproduction of methylester from rubber seed oil was examined The highest yield(94.8%) was obtained when the transesterification was performed with a catalystcontent of 4 wt% at 65°C for 3 hours with methanol-to-oil ratio of 0,75ml/g.

Trang 6

TOM TAT

Biodiesel là một nguồn nhiên liệu xanh va sạch dùng thay thé những nhiênliệu truyền thống Biodiesel có thé được tong hợp từ dau mỡ động thực vật bang

phản ứng transester hoá với xúc tác bazơ.

Trong luận vặn này, phản ứng transester hoá dầu hạt cao su có hàm lượngacid béo tự do cao được nghiên cứu với xúc tác bazơ ran MgO bién tinh, sau khi daxử ly acid béo tự do bang xúc tác acid ran (Fez(SOu)s ) nhằm làm giảm ham lượngFFA Các thông số ảnh hưởng của giai đoạn transester là nhiệt độ phản ứng, hàmlượng xúc tác, tỉ lệ tác chất methanol / dầu và thời gian phản ứng được khảo sát.Hàm lượng methylester cao nhất đạt 94.8% khi phản ứng transester được thực hiệnvới hàm lượng xúc tác là 4% wt, nhiệt độ phan ứng là 65°C, sau 3h với tỉ lệ

methanol/ dau là 0,75ml

Trang 7

[.[.] Cây CaO SU eeceeesnccccsseccesseeeesseeecessaeccsseecesssaeecsssaeccsseeceseaeeeessaaecessaaeseneneeeey 3

1.1.2 Dầu hạt cao SU - 5 CS Sn 1 S119 1111111 11115111 1511111111111 111 1111111111111 111111 1.11 rrg 5

IỮZöb 0m e 6

L.2.1 Lịch sử hình thành và phat triển nhiên liệu biodiesel +2 cx+s+ssszsxsesez 61.2.2 Chỉ tiêu chất lượng biodiesel ¿-¿- ¿2 222x922 2E£E2E2EE2E2EE21212212121 21211 cxe 71.2.3 Tầm quan trọng và hạn chế của biodiesel_ - ¿252 52+s+czcxcszcxe2 91.2.4 Phương pháp tổng hợp Biodiesel, ¿255222212 E221 E2 re 11L3 Một số công trình liên Quam ceececccccceccescssscssssesessssesscsesesscsucscsscsesessssessssesessssneeeeeees 22

1.4 Khoa học nano và công nghỆ nanO .- c1 1199991110 11199 010 19g ng kế 24

L.4.1 Khái niệm về vật liệu nanO -. - 5: + 2c St St 2133151151 11511111 155115111111 1111 E115 e 24

I.4.2 Công nghỆ nano? 2-5 11192101990 ng ng ng ng tre 24

1.43 Tính chất và ứng dụng của vật liệu nano - 2 + - «6+ + 1s erssse 241.4.4 Phương pháp tong hợp vật liệu nano - ¿+ - 2 25+ Ev2E£E£EeEvzEcEsrrkrrrree 251.4.5 Tính chất và ứng dụng của MgO - 5: 25222322 12212121121212121 1121 26

T.5 Muc 00)800 021010012:1iđiaAỌAIđiaiaũŨÉẼẢÝẢÝ 26CHUONG II: THỰC NGHIEM & PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

Trang 8

IBRNN 20,001 - 28

I0 0 28II.1.3 Dụng cụ và thiẾt bị c5 S2 1 221211 21212212121121121221212111122 1 ke 28

IIL.2 Các phương pháp phân tíÍch - - - - 62111132111 133211 111191111199 111 191 1 ng kh 28

II.2.1 Phân tích nguyên liệu dầu hạt cao su ¿-2- ¿5255522 £2E2E£t+Eczxzxcrszxez 28

II.2.2 Phân tích đặc trưng xúc tác MgÔ HH HH HH kg kh 30I0 01777 ỒẦ 35

II3.1 Tổng hợp xúc tác -: 5:22 x21 1 1121212212111211121211112121111211 1 1 ke 3511.3.2 Xử lý nguyên liệu dau hạt cao Su ¿- 5252 S222E‡SE2E£E2E2EEE2Ezxzkrrrrez 3611.3.3 Tổng hợp biodiesel - ¿65:52 s 2121931 12122121112101121211112101111211 1.11 rrke 38CHUONG III: KET QUA VA BAN LUẬN - 5-5 5222222 EeErErerrrrrrre 43III.1 Kết quả tổng hợp XUic tác: - 52-5-5222 2E 12152121112111212111121 11111 1c rrk 43III.1.1 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sản phẩm MgO 5555: 43III.1.2 Kết quả phân tích mẫu tổng hợp ở điều kiện

MgC1z+NaOH~+Poloxamer[24+CTAB -.- HH HH nh 48IIIL.2 Phân tích nguyên lIỆU - - - 5G E2 11118333111 1119993011011 19 0 ng ng kệ 52

III.3 Kết quả xử lý giai đoạn I bang xúc tác aXi: ¿ ¿5-52 2cccc22Ecztzkerrrkrred 54

III.4 Quá trình transester hoá với xúc tác DAZO ou eccecceceeeeeeeeeeeesessesssssssssaseeaeeeeeeees 55

III.4.1 Cơ chế phản Ứng ¿25:52 222932 2E2EE21232121E21212112121211111 11111 rxe 55

HIL4.2 Phương pháp xác định hàm lượng methyleSfer - - 55555225 s+++ssxxs2 56

III.4.3 Kết quả khảo sát các yêu tố ảnh hưởng đến phản ứng Transester hóa 58II.4.4 So sánh kết qua tong hop biodiesel của các loại xúc tác -. - 63III.4.5 Kết qua phân tích chat lượng Biodiesel tổng hop bằng MgO (poloxamer

201 66

im 66TÀI LIEU THAM KHẢO - ©5552 2S9EE2E9215E121211511211121111511 1121.111111 na 68

Trang 9

ĐANH MỤC BANG

Bảng I.1 Thành phần % các acid chủ yếu có trong DHCS so với các dau khác 5Bảng I.2 Tiêu chuẩn biodiesel tại Việt Nam (TCVN 7717:2007 ) [9] -¿-5-c+ssx+x+xsesesed 7

Bang I.3 So sánh lượng khí thải giảm đạt được của B100 và B20 [10] .- 10

Bảng I.4 Một số nghiên cứu sử dụng xúc tác bazơ ran dé tổng hop biodiesel 20Bảng III.1 Thanh phan phan trăm acid béo có trong DHCS nghiên cứu .-. 53Bảng III.2:Tính chat của DHCS nghiên cứu c.ccccccccccccscssesessessssessssessssessssesucsesucsesucsesusssseeseevees 53Bang HH3 Một số tính chat của DHCS so với các dầu khác - ¿2-5 2 2 s+s+cscszescee: 54Bảng III.4 Tóm tắt các peak đặc trưng của DHCS va Biodiesel - 5555252 5s+cccs2 57Bảng III.5 Cường độ peak phụ thuộc vào nông độ 2-5-5522 222E22EcEerrrerrred 57Bang IH.6 Hàm lượng Methylester phụ thuộc tỉ lệ metanol/ dầU ccc Set te te se rseea 59

Bang III.7 Hàm lượng Methylester phụ thuộc vào ham lượng xúc tác -«- 60Bảng IIL.§ Hàm lượng Methylester phụ thuộc vào hàm lượng xúc tác -«- 61Bang III.9 Hàm lượng Methylester phụ thuộc vào nhiệt độ phan ứng -<<- 62

Bảng III.10 Tong kết điều kiện tốt nhất của giai đoạn 2 - - 2-55 522c2+‡xczzxcrxerered 63Bảng III.11 Tong kết điều kiện tốt nhất của giai đoạn 2 (xúc tác MgO không dùng chat

HIDBM)) ee — :a£%œ.œ::.::-.A Ỏ 63

Bảng 3.12 Tong kết điều kiện tốt nhất của giai đoạn 2 (xúc tác MgO (F127)) 64Bảng HI.13 Tổng kết điều kiện tốt nhất của giai đoạn 2 (xúc tác MgO (PEG6000)) 64Bảng HI.14 Tổng kết điều kiện tốt nhất của giai đoạn 2 (xúc tác MgO (Poloxamer 123)) 64Bảng 3 15 Kết quả phân tích chất lượng Biodiesel tong hợp bang MgO (poloxamer

00.0017 66

Trang 10

Hình I 2 Hạt cao su 0000000 1111111111 11111111 1E SE ST net 4Hình HH.1 Máy đo ty trong .- - Gv 29HìnhII.2 Máy đo độ nhớt tự động - - - SG 3211131211111 11119111 10111 1H vn vn vn kg gku 34

Hình H3 Quy trình tổng hop MgO biến tính 2-5-5255 222E92E2E21212121 212112122 35Hình ITD 4 Hệ thống thiết bị phản ứng - 2-5-5 522922 2E£EE2EEEE2EE2E2E 12121212121 crk 37Hình H.5 Sơ đồ quá trình phan ứng giai đoạn l - 2-5-5522 SE+E££E‡E££zEerxzrerxerered 37

Hình IT 6 Giai đoạn tách pha sau quá trình ester hóa với xúc tác acid -« -«- 38Hình IT 7 Quy trình phản ứng transester hoá với xúc tác bazo MgÔ 39

Hình II 8 Quy trình phản ứng transester hoá với xúc tác bazơ MgO biến tính 42

Hình III.1 Nhiéu xa XRD của mẫu sử CỤN SH TH gen 43

Hình II.2 Bé mặt riêng thay đổi theo tiền chất chứa MgŸ”Ÿ -¿- 52 25 22+cc£zxczxzrcred 41

Hình III.3 Nhiễu xa XRD của mẫu sử CỤN SG G HH HH nen 45

Hình II.4 Kết quả ảnh hưởng của tiền chất có tính kiềm đến diện tích bề mặt riêng 46Hình II.5 Ảnh hưởng của chất HDBM đến diện tích bề mặt riêng -255- 52552 46Hình III.6 Anh hưởng của chất trợ HĐBM đến diện tích bề mặt TIẾN cà 48Hình HI.7 Kết quả phân tích nhiệt mẫu Mg(OH); 2-2: ¿5252 S22E££‡E££‡Ec£zEerxrrered 48Hình III.8 Nhiễu xạ XRD mẫu tông hợp từ MgClz+NaOH+Poloxamer124+CTAB 49Hình II.9 Anh SEM mẫu tổng hợp từ MgClz+NaOH+Poloxamer124+CTAB 50Hình HI.10 Ảnh TEM mau tổng hop từ MgCl;+NaOH+Poloxamer124+CTAB 50Hình III.11 Diện tích bề mặt riêng BET mẫu tổng hợp từ

si n0.) 07 Ả 59

Hình II.18 Ảnh hưởng của hàm lượng chat xúc tác đến phản ứng transester hoá bang xúc

MgO (Poloxamer+CLFA B) 9g nọ re 60

Trang 12

THUẬT NGỮ & VIET TAT

BDF biodiesel fuel nhiên liệu biodieselDO diesel oil dau diesel

TG triglyceride triglyxeritDG diglyceride diglyxeritFFA free fatty acid axit béo tu doDHCS dau hat cao suDTV dau thực vatHDBM Hoạt động bề mặtCTAB Cetyl trimethylammonium bromide (C;oH¿;BrN)PEG Polyethylene glycol 6000 (CanHan,2Oa,¡)

Trang 13

MỞ ĐẦU

Hiện nay thế giới đang đói đầu với hai thử thách: sự cạn kiệt nguồn nhiên liệuhóa thạch và sự suy thoái về môi trường Việc lạm dụng nguồn nhiên liệu hóa thạchkhông suy nghĩ và mức tiêu thụ ngày càng tăng đã làm giảm đi nguồn tài nguyêncarbon ở dưới lòng đất Chính vì vậy, cần tìm nguồn nhiên liệu thay thé cho phépcân đối sự phát triển, bảo tồn, quản lý hiệu quả nguồn năng lượng và bảo vệ được

môi trường.

Nếu ở thế kỷ 20, nguồn năng lượng chủ yếu dựa trên than đá và dầu mỏ thì ở thếkỷ 21 nguồn năng lượng sẽ dựa vào những nguyên liệu nào? Có thể năng lượng hạtnhân, năng lượng mặt trời, năng lượng gió, sóng biến hay nguồn nhiệt trong lòngđất Tat cả nguồn năng lượng đó hiện đang được nghiên cứu ứng dụng nhưng giáthành của nó còn cao nên việc áp dụng đại trà còn nhiều trở ngại

Dầu mỡ động, thực vật đang là nguồn nhiên liệu được nhiều nước trên thế giớiquan tâm, nghiên cứu và ứng dụng thay cho nhiên liệu diesel (DO) Đây là nguồn

năng lượng sạch, không gây ô nhiễm môi trường

Các nước Mỹ, Ao, Úc từ lâu đã tận dụng nguồn nguyên liệu dầu mỡ động,thực vật để sản xuất nhiên liệu: mỡ cá basa, dầu đậu nành, dầu hạt cải, hạtlạc, Nguồn nguyên liệu này không chỉ tạo ra hop chất hữu cơ cơ bản mà còn tạo ranhiên liệu cho các động cơ đốt trong tương tự diesel của dầu mỏ Đó chính làbiodiesel (BDF) Dự báo nguồn nguyên liệu này sẽ chiếm 15- 20% trong tổng nhucầu nhiên liệu trên thế giới trong vòng 50 năm tới [1],[2]

Nhưng do nhu cau khan hiếm lương thực ngay càng tăng ở các nước châu Phi nênviệc sử dụng các nguồn nguyên liệu từ mỡ cá, dầu đậu nành để sản xuất biodieselkhông phải là hướng khả thi Nên việc tong hop BDF đi từ nguồn dầu không ănđược như dau hạt cao su đang khá được quan tâm

Ở nước ta, cây cao su được trồng nhiều ở các tỉnh miền Đông Nam Bộ và một sỐhuyện trong thành phố Hồ Chí Minh Mỗi năm thu hoạch một lượng rất lớn hạt caosu nhưng đến nay chưa có một hướng tận dụng hiệu quả Hàm lượng dầu trong hạtcao su có thể lên đến gần 40% [3] Một số nơi đã ép thủ công để lấy dầu, chủ yếudùng làm dau bôi trơn chứ không dùng làm dau thực phẩm do lẫn một số chất độc.Do đó, dầu hạt cao su (DHCS) hầu như chưa có giá tri sử dụng đáng kế nhưng lại là

Trang 14

một nguôn nguyên liệu tốt cho quá trình sản xuất biodiesel Vì thế gần đây có mộtsố nghiên cứu trên thế giới đã dùng dau hạt cao su (DHCS) dé sản xuất biodieselnhư An Độ, Nigeria.

Chính vì điều đó, mục tiêu của luận văn này là tong hop biodiesel từ DHCS

Tuy nhiên khó khăn của DHCS là hàm lượng acid béo tự do (FFA) quá cao Mặc

khác, để tăng khả năng phản ứng, từ trước đến nay xúc tác sử dụng chủ yếu trongsản xuất BDF là hydroxide kiềm như NaOH, KOH, KzCO¿ với ưu điểm cho hiệusuất phản ứng rất cao, dễ chế tạo, có bán sẵn trên thị trường Tuy nhiên, nhược điểmcủa loại xúc tác này là dé tạo sản phẩm phụ xà phòng, khó tách, khó thu hồi sảnphẩm chính, tốn nhiều nước để rửa sản phẩm, ô nhiễm môi trường Đặc biệt cácbazơ nay không thích hop cho phản ứng một giai đoạn khi dầu có hàm lượng FFA

quá cao như DHCS.

Các nghiên cứu gần đây cũng chứng tỏ được khả năng ứng dụng của chấtxúc tác dị thể vào quá trình điều chế BDF Từ tat cả nguyên nhân trên, chúng tôi déxuất phản ứng điều chế BDF từ DHCS có thêm giai đoạn xử lý FFA và thay thé hệxúc tác bazơ cổ điển băng hệ xúc tác ran MgO biến tính trong quá trình transesterhóa dé tong hop biodiesel từ dau hat cao su

Trang 15

CHUONG I: TONG QUAN

1.1 Nguyên liệu tổng hop biodiesel

1.1.1 Cay cao su

Cao su (danh pháp hai phan: Hevea brasiliensis), là một loài cây thân gỗthuộc về họ Đại kích (Euphorbiaceae) và là thành viên có tầm quan trọng kinh tếlớn nhất trong chi Hevea Loại cây này cung cấp 95-97% lượng cao su thiên nhiêntrên thé gidi[4]

Thông thường cây cao su có chiều cao khoảng 20 mét, rễ ăn rất sâu dé giữ vữngthân cây, hap thu chất b6 dưỡng và chồng lại sự khô hạn Cây có vỏ nhăn màu nâunhạt Lá thuộc dạng lá kép, mỗi năm rụng lá một lần Cây cao su bắt đầu rụng lá vàođầu mùa khô (xét theo khí hậu của miễn Đông Nam Bộ, ước lượng thời gian trướcTết Nguyên Đán khoảng 1 tháng) Sau đó trong khoảng 3 tháng khi có những cơnmưa đầu mùa thì cây cao su mọc lá mới và trd bông Hoa thuộc loại hoa đơn, hoađực bao quanh hoa cái nhưng thường thụ phan chéo, vì hoa đực chín sớm hon hoacái Cây cao su tro bông, kết trái và bat đầu rụng hạt từ tháng 6 hàng năm Thờigian rụng hạt kéo dài cho đến hết mùa mưa Quả cao su là quả nang có 3 mảnh vỏghép thành 3 buồng, mỗi nang một hạt có hàm lượng dau đáng ké Hạt cao su có

Trang 16

hình bau dục, vỏ bóng láng, có ván đốm nâu, dài 2,5 — 3 cm, nặng khoảng 2-4g mỗi

hat [13].

Cây phát triển tốt ở vùng nhiệt đới âm, có nhiệt độ trung bình từ 22°C đến30°C (tốt nhất ở 26°C đến 28°C), cần mưa nhiều (tốt nhất là 2.000 mm) nhưngkhông chịu được sự úng nước và gió Cây cao su có thể chịu được năng hạn khoảng4 đến 5 tháng Cây chi sinh trưởng bằng hạt, hạt dem ươm được cây non Khi trồngcây được 5 tuôi có thé khai thác mủ, và sẽ kéo dài trong vai ba chục năm Ở ViệtNam, cây cao su trồng nhiều ở các tỉnh miền Đông Nam Bộ như Tây Ninh, ĐồngNai, Bình Duong, Binh Phước và các huyện trong thành phố Hồ Chí Minh Từlâu cây cao su được trồng nham mục đích chủ yếu là lay mủ dé sản xuất nhựa, conngười không quan tâm nhiều đến việc sử dụng hạt cao su, có chăng là dùng hat dé ủlàm phân bón hoặc để làm giống

Sản lượng tính toán: Ở Việt Nam, sản lượng hạt cao su bình quân khoảng200 kg/hecta Đến năm 2020, Việt Nam có khoảng | triệu hecta cây cao su, ước tinhtong sản lượng hạt thu gom có thé đạt tới 200 ngàn tan Quy ra dâu có thé sản xuấtít nhất khoảng 20 ngàn tan dầu Nếu thay đối, cải tiễn công nghệ thì hoàn toàn có

thê sản xuât 30 — 40 ngàn tần dâu môi năm.

Trang 17

1.1.2 Dầu hạt cao su

Dau hạt cao su là chat lỏng có màu vàng nâu, có mùi hồi do lân tap chat, độnhớt tương đôi cao, nhẹ và không tan trong nước Dau hạt cao su chứa các acid béono gôm acid palmitic và acid stearic Cac acid béo không no, gdm chủ yêu là acidoleic, acid linoleic, va acid linolenic.

Bang I.1 Thanh phần % các acid chủ yếu có trong DHCS so với các dau khác

Dâu hướng Dâu hạt Dâu đậu

Acid béo Ký hiệu | Dâu cao su Dau bông

[13],[6]

Hàm lượng FFA trong DHCS ban đầu mới ép thấp, nhưng do có enzym thuỷphân lipit nên hàm lượng FFA tăng lên rất nhanh, dẫn tới DHCS có chỉ số FFA caohơn rất nhiều so với dầu của các cây khác Do đó, DHCS sau khi ép cần được xử lýbăng nhiệt để diệt những enzym này

DHCS được ép từ hạt cao su, hiện nay quá trình ép này chủ yếu là thủ côngnên năng suất và hiệu suất ép hạt còn thấp Trong tương lai, các cơ sở sản xuất sẽ ápdụng máy ép vào, có thể đưa hiệu suất ép lấy dầu lên 30% và giá thành của DHCSsẽ giảm đáng kể, đáp ứng được yêu cau kinh tế cho quá trình sản xuất BDF [7]

Tuy diện tích trồng cây cao su trên thế giới là rất lớn, nhưng hạt cao sukhông ăn được nên thường dư thừa và bỏ đi Ở Malaysia có tới 1,2 triệu hecta đồnđiền cao su Cứ 1 hecta cây cao su có tới 800 kg đến 1200 kg hạt cao su Ở An Độthu khoảng 150 kg/hecta hạt cao su và một năm Ấn Độ cho khoảng 30.000 triệu tanhat cao su Lugng hat cao su la rất lớn, nhưng do DHCS có lẫn các chất độc nhưxianua nên không được dùng trong thực phẩm

Trang 18

Mặc dù ở các nước khác nhau, có sự thay đôi lượng dầu trong hạt nhưngtrung bình lượng dau trong hạt cao su chiếm tới 40-50% DHCS gồm 17 — 20% acidbéo no và khoảng 77 — 82% acid béo không no Tuy nhiên, hiện nay người ta chỉ lâyphân nhân phía trong hạt cao su làm thức ăn gia súc, còn phan dau lớp ngoài thì chỉcó một số nơi ép lay dầu băng phương pháp thủ công dé dùng làm dau bôi trơn Do

đó, DHCS chưa được sử dụng đúng mức của nó.

Với hàm lượng dau cao như thé, DHCS dang là nguồn nguyên liệu đượcquan tâm dé sản xuất nhiên liệu BDF thay thế DO Bởi lẽ việc sản xuất BDF từnhững nguồn dầu mỡ giàu dinh dưỡng như dầu dừa, dầu đậu nành, dầu mè, dầu co,mỡ cá, vừa có giá thành cao vừa cạnh tranh với nguồn thực phẩm Việc thử

nghiệm điều chế thành công BDF từ DHCS sẽ là một lợi thé vi đây là nguồn nguyênliệu có sẵn và déi dào ở nước ta, góp phan làm phong phú thêm danh sách cácnguồn nguyên liệu khả thi ở Việt Nam Và mục đích của nghiên cứu nay, cũng làsản xuất BDF từ DHCS

L2 Biodiesel

Biodiesel (viết tắt B100) là nhiên liệu có nguồn gốc sinh học thay thế chonhiên liệu chạy trong động cơ diesel Theo tiêu chuẩn ASTM, biodiesel “là cácmono alkyl ester của các acid mach dài có nguồn gốc từ các lipit có thé tái tạo lạinhư: dầu thực vật, mỡ động vật [8]

Biodiesel có thể coi là ester của các acid béo trong dầu mỡ với methanol hayethanol Do vậy chúng ta có thé điều chế biodiesel bang phan ứng ester hoá acid béo

hay phản ứng transester triglyceride với rượu.

1.2.1 Lịch sử hình thành và phát trién nhiên liệu biodieselBiodiesel được con người biết đến từ những năm cuối thế kỉ 19 đầu thế kỉ 20.Theo đó, Rudolph Diesel là người đầu tiên đã sử dụng dầu lạc làm nhiên liệu chođộng cơ diesel vào năm 1893 Năm 1912, ông dự báo rằng trong tương lai các loạidau như thé sẽ có giá trị không thua gì so với các sản phẩm nhiên liệu từ dầu mỏ vàthan đá Tuy nhiên, phải đợi đến những năm 80 của thế kỉ 20 thì biodiesel mới đượccác nước trên thé giới bắt tay vào nghiên cứu rộng rãi và sản xuất trên qui mô côngnghiệp, khi mà người ta thay duoc tam quan trọng không thể thiếu của nhiên liệu và

Trang 19

sự cạn kiệt dần của nguồn nhiên liệu dầu mỏ[8] Châu Âu đi tiên phong trong lĩnhvực này vì đa số các nước đó không có nguôn nhiên liệu từ dầu mỏ Nhiều nhà máysản xuất biodiesel được xây dựng lên ở Áo, Đức, Pháp, Thụy Điển, Italia, Tây BanNha Một số nước ở các khu vực khác cũng nghiên cứu và ứng dụng biodiesel nhưẤn Độ, Trung Quốc, Nhật Bản Tuy nhiên trên thực tế nước sử dụng biodiesel rộngrãi nhất hiện nay là Mỹ với nhiều chính sách ưu đãi Từ những nhu cầu biodieselngày càng lớn các nghiên cứu về biodiesel ngày càng nhiều trong từng nước trên thégiới Các nguồn nguyên liệu thực vật được nghiên cứu là dầu đậu nành, dầu hạt cải,dau co, dầu hoa hướng dương dau tảo, dau jatropha, dau ăn phế thải Mỡ động vậtđược nghiên cứu là mỡ heo, mỡ bò, mỡ cá các loại Tại Việt Nam, các nguồnnguyên liệu đang được nghiên cứu nhiêu là dau jatropha, mỡ cá tra, dầu ăn phé thải

1.2.2 Chỉ tiêu chất lượng biodiesel

Việc sản xuất và sử dụng rộng rãi biodiesel đòi hỏi phải đưa ra một tiêu

chuan chất lượng về biodiesel để đánh giá như: EN 14214 ở Châu Au, ASTM

D6751 của Mỹ ASTM D6751 không phải là tiêu chuẩn cho nhiên liệu mà là tiêuchuẩn cho biodiesel dùng để pha trộn lên đến 20% thể tích với diesel từ dầu mỏ TạiViệt Nam, tiêu chuẩn biodiesel được ban hành năm 2007

Bang L.2 Tiéu chuẩn biodiesel tại Việt Nam (TCVN 7717-2007 ) [9]

Chỉ tiêu Phương pháp thử Giới hạn Don vị

Hàm lượng ester EN 14103 96.5 min % khối lượng

Trang 20

Nhiệt độ cat, 90% thu hôi TCVN 1160 360 max % khối lượngHàm lượng cặn cacbon ASTM D 4530 0.050 max % khôi lượngChỉ số Acid ASTM D 664 0.5 max mmg KOH/gHàm lượng glycerin tự do ASTM D 6584 0.020 max % khối lượngHàm lượng glycerin tông ASTM D 6584 0.240 max % khôi lượng

Hàm lượng photpho ASTM D 4951 0.001 max mg/kg

Ngoài các thông sô: độ nhớt, chi sô acid, yêu câu về biodiesel còn có:

Y Chỉ số cetan :Đặc trưng cho tính tự bốc cháy của BDF trong động cơ Chỉ số cetan càng caothì nhiệt độ bốc cháy thấp, tính tự cháy tốt Chỉ số cetan thấp sẽ khó khởi động động

cơ, gây tiêng ôn, và nhiêu khí thải Day là chi sô quan trọng của xăng dâu.

v_ Điểm chớp cháy :Là nhiệt độ thấp nhất ở áp suất 760 mmHg hơi của BDF trong điều kiện thửnghiệm sẽ bốc cháy khi có ngọn lửa Nhiệt độ chớp cháy phản ánh hàm lượnghydrocarbon nhẹ trong BDF, có liên quan đến an toàn cháy no BDF có nhiệt độ

chớp cháy cao nên thuộc loại không dễ cháy

Trang 21

v Điểm vần duc:Là nhiệt độ mà tại đó sản phẩm dạng trong bắt đầu bị đục, dau hiệu của sự batđầu hình thành các vi tinh thé Nếu tiếp tục hạ nhiệt độ sản phẩm, kích thước củacác vi tinh thé sẽ phát triển rồi chúng kết tụ và sản phẩm sẽ đông đặc dan Đến mộtnhiệt độ nào đó sản phẩm sẽ không chảy được nữa, điểm này chính là điểm đôngđặc của dầu Tương tự, điểm chảy được định nghĩa là nhiệt độ cao hơn nhiệt độđông đặc 3°C.

v Ham lượng tro sulfat :Là hàm lượng cặn còn lại sau khi mẫu BDF được carbon hóa hoàn toàn, sau đó

được xử lý với acid sunfuric và nung đến khối lượng không đổi Chỉ số này kiểmsoát hàm lượng cặn kim loại có trong xúc tác còn lại trong quá trình sản xuất

* Ăn mòn tam dong :Chỉ số này đánh gia một cách định tính sự hiện hiện của acid có trong BDFthông qua phép thử sự ăn mòn tam đồng

v Hàm lượng cặn carbon:Là phan cặn con lại khi BDF bị phan hủy nhiét.Y Glycerine tự do:

Đánh gia qua trình tách không hoan toàn giữa ester va GL sau phản ứngtransester hóa.

Y Hàm lượng lưu huỳnh tong :Nguyên liệu sản xuất BDF nếu có chứa một ít lưu huỳnh sẽ gây ngộ độc xúctác làm giảm hiệu suất và chất lượng BDF Ham lượng lưu huỳnh cao sẽ ănmòn động cơ và gây ô nhiễm môi trường

I.2.3 Tầm quan trọng và hạn chế của biodiesel> Tâm quan trọng của biodiesel

Y Là nguồn nhiên liệu thân thiện với môi trường BDF cháy sạch và lượng COs,SO>, CO thoát ra thấp hơn so với diesel, làm giảm van dé ô nhiễm không

khí Mặc khác, BDF không độc với người và có khả năng phân huỷ sinh học

Lá^

tot.

Trang 22

Bang I.3 So sánh lượng khí thai giảm dat được của B100 và B20 [10].

Khói thải B100 B20

Khí CO 43.2% 12,6%Hydrocarbon không cháy 56,3% 11,0%

NO; 53,5% 1,2%

Khí thải độc 60-90% 12-20%Các chất ảnh hưởng đến

: 80-90% 20%

tang ozon

BDF có đặc tính gan giống nhiên liệu DO, có thé pha trộn được với nhiên liệuDO thành hỗn hợp đồng nhất Nó thỏa mãn được các yêu cầu của nhiên liệu sửdụng trong động cơ đốt trong Bên cạnh, BDF cũng có chỉ số cetan cao hon

DO.

Điểm chớp cháy cua BDF cao hơn DO, do đó an toàn trong dự trữ va vậnchuyển BDF cũng có vai trò bôi trơn tốt hơn DO Với 1% biodiesel có thé cảithiện tính bôi trơn của nhiên liệu diesel khoảng 65% Điều này làm giảm khảnăng ăn mon, tăng tuổi thọ của động cơ

Việc sản suất BDF sẽ giúp các nước chủ động được nguồn nhiên liệu, giảmkhả năng phụ thuộc vào dầu mỏ Bên cạnh đó, nó cũng thúc đây kinh tế nôngnghiệp, tăng thêm thu nhập cho nông dân Đồng thời trong tương lai, kế hoạchphát triển các cây có dầu sẽ giúp môi trường xanh hơn

Công nghệ chế biến BDF đơn giản, chi phí đầu tư cho thiết bị thấp, có thé sảnxuất mọi lúc mọi nơi Sản phẩm có giá thành không cao, rẻ hơn DO và ngàycàng tỏ ra ưu thé hơn khi giá dau thô thế giới liên tục tăng

Trang 23

> Những hạn chế của biodiesel :* Năng lượng riêng (nhiệt tri) của biodiesel (39-40MJ/kg) nhỏ hon diesel

(45MJ/kg) khoảng 10 %, do đó mức tiêu hao nhiên liệu tăng lên (cùng một quãngđường thi | lít biodiesel chỉ tương đương với 0.921 lít diesel) [11].

Y Ö nhiệt độ thấp BDF sẽ bat lợi hon DO vì nó dễ tạo thành các tinh thé sáp,khó khăn cho quá trình bơm, phun, loc của động cơ hoặc trong quá trình tồn trữ,

vận chuyên nhất là đôi với những vùng có khí hậu lạnh.

Mức độ không no trong BDF cao hơn DO, nên dễ bị oxy hóa hơn và cũng dé

bị biến tính hơn DO Hàm lượng NO, trong khí thai cao hon so với DO

Nguồn nguyên liệu dé sản xuất BDF tuy nhiều nhưng không 6n định do quátrình khai thác, thu gom, tách lay dầu mỡ chưa có mối liên hệ tốt Mặc khác, các sảnphẩm nông nghiệp cũng theo vụ mùa chứ không liên tục trong năm Bên cạnh quátrình sản xuất BDF cũng cạnh tranh nguồn nguyên liệu với ngành thực phẩm

1.2.4 Phương pháp tong hợp Biodiesel1.2.4.1 Phương pháp say nóng

Dựa vào nguyên tắc khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt giảm Hiện nay ít sử dụngvì không thích hợp, cần có nhiệt độ trên 80°C Khi tăng nhiệt độ nhiên liệu lên quácao sẽ ảnh hưởng xấu đến hệ thông cấp nhiên liệu, không an toàn khi sử dụng.Ngoài ra, phương pháp nay không cải thiện được các chỉ tiêu khác của dầu thực vật

như: chỉ sô cetane, nhiệt tri, 1.2.4.2 Phương pháp pha loãng

Ưu điểm: pha loãng là giải pháp đơn giản, dé thực hiện ở mọi quy mô Phatrộn được tiễn hành bằng phương pháp cơ học, không đòi hỏi thiết bị phúc tap, hỗnhợp nhận được bên vững và ồn định trong thời gian dài Pha loãng dau thực vậtbang diesel, hỗn hợp 10% dau thực vật có độ nhớt gan bang diesel và thé hiện tínhnăng kỹ thuật tốt đối với động cơ diesel

Nhược điểm: khi tỷ lệ dầu mỡ lớn hơn 50% thì không thích hợp, lúc này độnhớt của hỗn hợp lớn hơn độ nhớt của diesel và gây khó khăn khi sử dụng dầu mỡ

với ty lệ cao dé làm nhiên liệu Ngoài ra, dau còn chứa các acid tự do, do đó có thê

Trang 24

hình thành nhựa bởi sự oxy hóa va polymer hóa trong suốt quá trình tôn trữ và đốtcháy, tạo cặn carbon và làm đặc dầu bôi trơn.

L2.4.3 Phương pháp cracking

Đây là quá trình cắt ngắn mach hydrocarbon của dau mỡ dưới tác dụng của

nhiệt và chất xúc tác thích hop Quá trình cracking thu được nhiều loại sản phẩm:

khí, xăng, nhiên liệu diesel, và một số sản phẩm phụ khác nhưng biogasoline nhiềuhơn biodiesel Tuy nhiên phương pháp này tốn nhiều năng lượng, khó thực hiện ở

qui mồ nhỏ và sản phầm gôm nhiều loại nhiên liệu.L2.4.4 Phương pháp nhũ tương hóa

Nguyên liệu ban đầu: dầu mỡ, rượu, chất hoạt động bề mặt Với thiết bị tạonhũ có thể tạo nhũ tương dầu mỡ - rượu Tuy nhiên rất khó khăn trong việc tao và

duy trì nhũ, lọc nhiên liệu, và do rượu bay hơi (nhiệt hóa hơi của rượu thấp) làm cản

trở hoạt động bình thường của hệ thống cấp nhiên liệu cho động cơ

1.2.4.5 Phương pháp transester hóa

Đây là phương pháp được ứng dụng pho biến và nghiên cứu nhiều nhất trongthực tế, vì phương pháp không phức tạp có thé thực hiện ở quy mô nhỏ với điềukiện cần có các hiểu biết co bản về phản ứng ester hóa Phản ứng transester hóa làphản ứng hóa học giữa TG và alcohol với sự có mặt của xúc tác để sản xuất mono-

esters và GL.a Phan ứng este hóa:

Phan ứng este hóa điều chế biodiesel là phan ứng giữa axit béo với ancol tạo

thành este và nước.

_H >

R,COOH + R,OH R,;COOR, + HạO

Trong trường hop axit hay ancol có nhiều hơn hai chức thì san phẩm phảnứng có thé là monoeste hoặc polyeste tùy thuộc vào tỷ lệ mol sử dụng:

Trang 25

Trong trường hop cả hai chất tham gia phan ứng đều da chức thi phan ứngcó thể xảy ra theo chiều hướng khác nhau Thông thường người ta áp dụng loạiphản ứng này trong việc tổng hợp các polyme các polyeste

Các phan ứng trên déu là thuận nghịch Khi tiến hành ở điều kiện thường,không xúc tác, phản ứng vẫn xảy ra nhưng rất chậm Thậm chí ngay cả khi gia nhiệtđến nhiệt độ cao (200°C-300°C) thì phan ứng xảy ra cũng khá chậm

Khi có mặt xúc tác axit Bronsted mạnh như H,SO,, HCI phản ứng este ở

nhiệt độ 70°C-150°C đã xảy ra với tốc độ khá cao Phương pháp này thường đượcsử dụng dé tong hợp nhiều este do hiệu suất thu được khá cao và tinh chế sản phẩm

dễ dàng

Các xúc tác axit Lewis dị thé như Al,O;, AICI cũng cho kết quả khá tốtnhưng phản ứng phải được tiễn hành trong pha khí Chính vì vậy mà phương phápnày khá tốn kém và chỉ được sử dụng để điều chế các este đặc biệt mà phương pháp

phản ứng trong pha lỏng không đáp ứng được.

Nước sinh ra trong quá trình phản ứng sẽ làm giảm tốc độ cũng như hoạt tínhcủa xúc tác nên dé tăng kha năng phan ứng người ta thường sử dụng các dẫn xuất

của axit như: anhydryt axit, clorua axit

OO

b Phản ứng ancol phân:Phan ứng ancol phân điều chế biodiesel là phản ứng giữa rượu va este dangtriglyxerit thành este của rượu đó và glyxerin Phương trình phan ứng tong quát:

Trang 26

ÌCHạ—O—C—on; R-OG-R,

| xuc tacCH——O—C—OR, + 3R-OH ——>— RO(-R; + CH—OH

1 O——~O—C— CH„~OH

CHz—~O—~C—OR; R-O(-R; 2

O

Triglyxerit Ancol Akyl este Glyxerin

(Biodiesel)Trong đó R,, Ra, R3 la những mach hydrocacbon mach dài, còn gọi là các

mạch axit béo Đây là loại phản ứng thuận nghịch và tốc độ phản ứng phụ thuộc rấtnhiều vào bản chất và nồng độ của loại xúc tác sử dụng, nhiệt độ phản ứng, tỷ lệ tácchất, tốc độ khuấy trộn và thời gian phản ứng

c Các loại rượu thường dùng trong phản ứng điều ché biodiesel

Chỉ những rượu đơn giản mới được dùng trong phản ứng alcol phần nhưmethanol, ethanol, propanol và butanol Thông thường người ta sử dung methanolvà ethanol, đặc biệt là metanol vì:

e Vận tốc phan ứng phụ thuộc vào kích thước của anion RO’, nếu kích thướccàng lớn càng khó tan công vào liên kết CO, phản ứng xảy ra càng chậm Do

đó, phản ứng với metanol xảy ra dễ dàng hơn với các rượu khác

e Hiệu suất cao, ít gây phản ứng xà phòng hóa hon ethanol.e Khối lượng (và thể tích) metanol cần dùng thấp hơn do khối lượng mol của

metanol thấp hơn nhiều (trong khi khối lượng riêng không khác nhau nhiều).Do đó, mặc dù methanol rất độc nhưng vẫn là rượu phô biến nhất trong sảnxuất biodiesel Trong nghiên cứu này, methanol được làm tác chất để khảo sát phản

ứng alcol phân.

d Cac kỹ thuật thực hiện phản ứng transester hoáv Phương pháp khuay-gia nhiệt: còn gọi là phương pháp cổ điển Người ta sửdụng máy khuấy cơ học hay máy khuấy từ có gia nhiệt dé khuấy trộn hỗn hợp tạodiện tích tiếp xúc tốt giữa hai pha đồng thời cung cấp nhiệt cho quá trình phản ứng.Phương pháp nay dễ thực hiện, có thé đạt phan ứng hoàn toàn nhưng cần thời gian

khá dài.

Y Phuong pháp siêu âm: ưu điểm là rút ngăn thời gian phản ứng đồng thời

Trang 27

trường alcol siêu tới hạn Việc phản ứng loại này không dùng xúc tác, không bị xà

phòng hóa có thé làm giảm vốn dau tu ban đầu cho sản xuất BDF nhưng phải tốnchi phí cao dé có điều kiện phan ứng ở nhiệt độ và áp suất cao Điều đó giải thích cóthé dùng phan ứng acol siêu tới hạn dé sản xuất BDF một cách kinh tế hay không

[12] Đối với phản ứng ester hóa dầu hạt cải trong metanol siêu tới hạn có độchuyền hóa hơn 95% trong vòng 4 phút [12] Điều kiện tối ưu: áp suất 30 Mpa,nhiệt độ 3500C, tỷ lệ mol metanol:dau = 42:1 Phương pháp này rat đắt tiền không

phù hợp ở Việt Nam.

w Phương pháp transester hóa thực hiện với cách khuấy, gia nhiệt là được dùng

pho biến nhất Vì vậy, phương pháp này được chọn dé thực hiện phan ứng tổng hợp

biodiesel từ DHCS.

e Các yếu tố ảnh hướng đến quá trình transester hóa

= Nguyên liệu: Bản chất của nguyên liệu có ảnh hưởng quan trọng đến quátrình điều chế biodiesel Cùng một loại nguyên liệu nhưng nguồn cung cấp khácnhau, thời điểm thu mua khác nhau, quá trình bảo quản khác nhau hoặc bảo quảntheo thời gian nguyên liệu sẽ có sự khác nhau về tính chất hóa lý Tính chất quantrọng nhất quyết định phương pháp sản xuất biodiesel là hàm lượng FFA hay AV.FFA cao thì quá trình sản xuất sẽ phức tạp hơn, tốn nhiều công đoạn và thời

gian

Do vậy FFA là yếu tố quyết định ban đầu lựa chọn phương pháp sản xuất.Nếu nguyên liệu có hàm lượng acid béo tự do FFA trên 2% thì không thé trực tiếpsản xuất biodiesel với xúc tác kiềm vì khi có nhiều FFA thì trong quá trình phảnứng xúc tác kiềm sẽ phản ứng tạo xả phòng: điều này dẫn đến lượng xúc tác bị tonthat, xà phòng tạo ra nhiều làm ton that sản phẩm biodiesel và quan trọng hơn làtinh chế sản phẩm sẽ khó khăn hơn rất nhiều Trong khuôn khổ của dé tài, DHCS

được xác định là loại nguyên liệu có FFA cao nên trước khi chuyên hóa với xúc tác

Trang 28

kiềm, DHCS được qua giai đoạn tiền xử lý bang cách ester hóa nham làm giảm bớt

— Triglyceride (TG) + 3 ROH ~> Glycerine + 3 ROCOR

Theo phương trình, phản ứng transester hóa cần 3 mol rượu và 1 mol TG Tuynhiên để tăng hiệu suất phản ứng người ta thường tăng tỉ lệ methanol/triglyceridelên nhiều

= Chat xúc tác và lượng xúc tác: chat xúc tác đóng vai trò quan trọng tớiphản ứng, quyết định hiệu suất và tốc độ phản ứng lẫn tính chất của sản phẩm Hamlượng xúc tác cho vào cũng ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của phản ứng, nếu lượngcho dư quá cũng có thé thúc day một số quá trình phan ứng phụ làm giảm tính chat

của sản phầm.

= Nhiệt độ phản ứng: tăng nhiệt độ sẽ làm tốc độ phản ứng xảy ra nhanhhơn Nếu nhiệt độ phản ứng cao quá sẽ làm mất đi lượng rượu dùng cho phản ứngdo bay hơi, đồng thời thúc đây các phản ứng phụ làm sản phẩm tôi màu đi Đối vớimetanol thường người ta khảo sát ở khoảng nhiệt độ 40°C-65°C.

= Thời gian phản ứng: độ chuyên hoá của phản ứng tăng khi thời gian phảnứng kéo dài Tuy nhiên, thời gian phản ứng quá lâu sẽ tốn kém về mặt năng lượngcũng như thúc đây các phản ứng phụ khác Vì vậy với mỗi phản ứng ta cần tìmkhoảng thời gian phan ứng thích hợp Thông thường, các phản ứng điều chế BDF

thường kéo dài từ 1-3h.

Trang 29

= Ngoài ra quá trình còn chịu ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn, máy khuấytrộn Các yếu tố này tương đối phức tạp, nên những yếu tố này thường được cố

định.

f Lựa chọn xúc tác acid cho giai đoạn xử lý FFAs

Giai đọan nay làm giảm hàm lượng FFA khoảng 2% Theo Canakci va Van

Gerpan tìm ra rang quá trình transester hóa sẽ không xảy ra nếu hàm lượng FFAtrong dầu khoảng 3% Điều đó cũng đã chỉ ra quá trình transester hóa với xúc tácbazơ là không thích hợp dé sản xuất ester từ những loại dầu chưa tinh chế [13] Giaiđoạn này thực chất là ester hoá lượng acid béo tự do để tạo BDE, phản ứng này làphản ứng thuận nghịch có tác dụng làm giảm hàm lượng FFA xuống thấp đạt yêucầu Bên cạnh đó, xúc tác acid cũng thúc đây một phân triglyceride tham gia phảnứng transester Do đó cũng góp phân làm giảm thời gian phản ứng ở giai đoạn sau

Wang và cộng sự đã nhận thay rang Fe(SO,)3 là một xúc tác tốt cho phản ứngester hoá các acid béo tự do có trong dâu thải ( Av= 75.9 mg KOH/g) Sau khi làmbay hơi metanol , Fez(SO4a)s được thu hồi băng cách lọc Xúc tác này sau khi nung ở460°C (để loại bỏ hết các chất hữu cơ đã hấp phụ ) có thể tái sử dụng và cho hoạttính cao như lần đầu Tuy nhiên, Fe.(SO,)3 có thể hoà tan trong metanol ( chỉ cókhoảng 90% xúc tác được thu hồi), một lượng nhỏ xúc tác tỒn tại trong dầu sau khiđã chưng cất tách metanol[ 14]

Fez(SO¿)s cũng được sử dụng bởi Portnoff và cộng sự trong phan ứng ester

hoá và transester hoá dầu đậu nành (20%wt oleic acid) Phản ứng thực hiện trongđiều kiện vi sóng, kết quả cho thay có 100% acid oleic và 96% dau đậu nành đãchuyền hoá sau Ih phản ứng, ở 130°C với 5% xúc tác và không có Fez(SOu)s lẫntrong sản phẩm cuối cùng{ 15]

Yong Wang va cộng sự đã làm giảm hàm lượng FFAs trong dau thải (75,92mgKOH/g) bằng xúc tác Fex(SO,)3 đạt hiệu suất 97,22% với điều kiện phản ứng là2% wt Fe;(SO4): , metanol:dau là 9:1 ở 95°C trong 4h[16]

So với H,SO4, HCI hay các acid đồng thé mạnh khác thì hoạt tính củaFe,(SO,)3; kém hơn Nhưng nó vẫn đáp ứng được tốt yêu cầu xử lý lượng FFAtrong dau như các acid đồng thé Cũng do nó có hoạt tính thấp hơn các xúc tác acidđồng thé nên nó ít tạo phản ứng phụ (độ chọn lọc cao) ít gây ảnh hưởng tới chat

Trang 30

lượng sản phẩm Ngoài các ưu điểm như : dễ tái tạo, dé tách xúc tác, thìFe,(SO4)3 còn có một số ưu điểm khác so với các hệ xúc tác dị thé HY zeolite,HZSM-5, hệ superacid TiO./ZrO,/ SO,°/La** , nhựa ambelyst như thời gian sửdụng cao, giá thành rẻ, được thương mại hóa, và điều kiện phản ứng không khắcnghiệt như một số hệ xúc tác ran khác Fe,(SO,)3 tan tốt trong nước thủy phân tạomôi trường có tính acid cao ( pH=2-3) tuy nhiên nó lại rất it tan trong rượu (tac chấttrong phản ứng xử lý FFAs) Và có hiện tượng trương nở trong dâu (DHCS) tăngkhả năng tiếp xúc bé mặt giữa xúc tác và các chất tham gia phản ứng.

s* Một số tính chất của Fe,(SO,4)3:- Thuong ton tại ở trạng thái tinh thể ngậm nH›©, trở về trạng thái khan

khi được nung ở 480°C.

- Tinh thé muối hình thoi, màu trang, dé tan trong nước, rất ít tan trong

rượu.

- _ Khối lượng phân tử 399,88 g/mol

ø Lựa chọn xúc tác bazơ cho giai đoạn 2

Transester hóa với xúc tác bazơ xảy ra nhanh hơn nhiều so với xúc tác acid Vìvậy dé thu được BDF đạt yêu cầu thì ta phải tiễn hành giai đoạn này Sau khi làmgiảm hàm lượng FFA của dau, quá trình transester hóa tạo biodiesel sẽ được thực

hiện với xúc tác bazơ.Các loại xúc tác dùng trong phản ứng transester hóa:

> Xúc tác enzym:Tính ứng dụng về mặt kinh tế của xúc tác enzym còn nhiều hạn chế do giáquá đắt, khả năng phản ứng thấp, thời gian phản ứng kéo dài (hàng chục giờ)

> Xúc tác động thé: chất xúc tác, chat phản ứng và sản phẩm tạo thành ở

cùng một pha lỏng.

- Xúc tác kiểm: NaOH, KOH, CH3ONa, CHạOK

- Xúc tác acid: H;SOx, H3PO., HCI

Ở dạng thành phẩm, NaOH và KOH đều ở dạng hạt rắn, đỀ tạo ra tác nhân

phan ứng là RO, người ta phải hòa tan chúng vào trong rượu trước khi cho vào

phản ứng Quá trình hòa tan này tỏa nhiệt và rất nguy hiểm vì bản thân rượumetanol rất độc KOH có lợi hơn, hòa tan trong metanol dễ hơn, muối sulfat của

Trang 31

kali thu được trong quá trình làm sạch có thể sử dụng làm phân bón Khi hòa tan

NaOH, KOH với CHạOH, nước sinh ra theo phan ứng:

NaOH + CH30H <> CH3ONa + HO

Nước có khả năng thủy phân TG và este tạo thành, làm giảm hiệu suất của quátrình đồng thời gây khó khăn thêm cho quá trình loại bỏ nước sau này Khác với

NaOH và KOH, CH3ONa hoàn toàn không sinh ra nước CH3ONa thường dùng ở

dạng hòa tan (25-30%) trong CHaOH, do đó không mắt thêm chi phí cho việc chuẩnbị chất xúc tác Nhược điểm của xúc tác đồng thé là không thé tái sử dung (khótách sản phẩm ra khỏi chất xúc tác), tốn kém nước rửa, gây ăn mòn thiết bị, giảmhiệu quả kinh tế và gây ô nhiễm môi trường

> Xúc tác dị thé:Chat xúc tác di thé ở thé rắn, trong khi tác chất và sản phẩm là chất lỏng nênloại xúc tác ra sau phản ứng dễ dang Do đó, xúc tác di thé có thé khắc phục đượcnhược điểm của xúc tác đồng thé trong công nghiệp Hạt xúc tác được có định trongtháp phản ứng cho tác chất đi qua Mặc khác, xúc tác dị thể có những ưu điểm nỗibật như độ chọn lọc cao( ít phản ứng phụ), có thể tái sử dụng, ít ăn mòn thiết bị, vàít gây ô nhiễm môi trường Với những ưu điểm của hệ xúc tác dị thé trong côngnghiệp nói chung cũng như trong sản xuất biodiesel nên người ta tìm kiếm nhữngxúc tác mới để thay thế cho những xúc tác cô điền

Trong giai đoạn thứ 2, xúc tác thường được sử dụng là xúc tác bazơ do độ

chuyền hoá cao và nhanh So với xúc tác acid ran thì xúc tác bazo ran thích hợp chophản ứng chuyền hoá tạo BDF đa dạng và hoạt tính tốt hơn nhiều Xúc tác dị thể cónhiều ưu điểm như độ ồn định cao, có thé tái sử dụng, tudi thọ xúc tác dai và dédàng tách ra khỏi sản phẩm so với xúc tác đồng thể giúp giảm giá thành sản xuất.Với những ưu điểm đó, trong dé tài này chúng tôi chon MgO rắn có kích thướcnano để xúc tác cho phản ứng transester hóa DHCS

Sau đây là vài nghiên cứu tổng hợp biodiesel sử dụng xúc tác dị thể:

Trang 32

Bang I.4 Một số nghiên cứu sử dụng xúc tác bazo ran dé tong hop biodiesel

CaO duoc || Dau hat rà “00 _

CaO nung ở hướng mm" H=94% |[31]

1000 °C d metanol/dau = 13:1,

TONE %xúc tác = 3%

Dầu đâu T=65°C,f=3h,CaO Sài metanol/dầu = 12:1, || H=95% ||[32]

nành

%xúc tác = 8%Tamdung dich

calciumacetate trên || Dau hạt || 7= 60°C,r=5h,C

Ca(C,H30>)./SBA- : , ,a(C 2 chat mang || hướng = 12:1, %xúc tac H=95% |[33]

SBA-15 rồi || dương = 1%nung ở 900 °C

trong 4h.Calciummethoxidetổng hop từ || › T=65°C,t=2hong nop pau đậu 03°C, t= 2b,

Ca(OCH:); calcium va - metanol/dâu = 1:1, || H=98% |[34]

„ nànhmethanol ở %xúc tác = 2%65 °C trong

Dau dau `SrO 1200 °C trong sah metanol/dau = 12:1, %|| H=95% ||[36]

nan

Trang 33

Tam Sr(NO); trên Xan T= 65 °C, t=5h,

Dau dau `

ZnO/Sr(NQO:); ZnO và nung ình metanol/dau = 12:1, %|| H= 93% ||[37]

e600°c fo xúc tác = 5%

trong 5 h.TamB tré

ZnO Sy qua [Dau đạu|_ T68 C.r= 1h

ZnO/Ba oo mg Sạc metanol/dau = 12:1, %|Ì H=95% ||[38]

đêm và nung | nành ác tác = 6%

ở 600 °C xúc tác = 6%

trong 5 h.Tâm KF lên

ZnO.Sâyở | | T=65°C,t=9h,

s~ Dâu đậu à

ZnO/KF 120°C và ‹ metanol/dau = 10:1, %|| H= 87% ||[39]

, nanh wsnung ở 600 °C xúc tác = 3%

trong 5 h.Tam KI lênALO; s4yo || | T= 65°C,

|{/Dau dau x

AI;Oz/KI 120 °C và sah metanol/dau = 15:1, %|| H = 96% ||[40]

nan

nung ở 500 °C xúc tac = 2.5%, t=8htrong 3 h.

Tâm KNO;lên Al,O3 rồi

Dâu đậu || ,Methanol/oil = 15:1,

ˆ Dâu đậu `

Al;Oz/Na/NaOH trộn trong metanol/dau = 9:1, || H= 83% ||[42]

ma nành oo.

thiét bi phan xúc tác = 1gứng băng thép

ở 320°C.

Trang 34

I.3 Một số công trình liên quan1.3.1 Tổng hợp MgO biến tính

Kwang-Deog Jung và các cộng sự đã tong hợp MgO bang cách thêm từ từdụng dịch NaOH 10% vào dung dịch Mg(NO3)> 10% trong điều kiện khuấy trộn.Sau đó mang đi già hóa với thời gian 3h trong điều kiện khuấy trộn ở nhiệt độ 25°Choặc 100°C Loc lay kết tủa và rửa sạch bằng nước cất đến pH trung hòa Mau saukhi lọc được sây ở 120C trong 12h Sau đó đem đi nung ở các nhiệt độ khác nhau(500°C, 600°C, 700°C, 800 °C) trong môi trường không khí với thời gian 5h Tácgiả kết luận nhiệt độ già hóa ảnh hưởng lớn hình dạng và cau trúc MgO thu được

Mẫu già hóa ở nhiệt độ phòng có kích thước mao quản lớn (macroporous), trong khi

đó mẫu già hóa ở 100°C, nhiệt độ nung 500°C có cau trúc đơn tinh thé, kích thướcmao quản trung bình, diện tích bề mặt riêng 190m7/g[44]

Bozorgmehr Maddah và các cộng sự đã tong hợp MgO băng phương phápSol-gel có kích thước nano và diện tích bể mặt riêng lớn Phương pháp này bao gồmviệc chuẩn bi Mg(OCHa)› băng phan ứng giữa Mg với methanol (8% w/v), thủyphân Mg(OCHs), trong môi trường toluen, sau đó chuyền toàn bộ hydroxide gelsang bình phản ứng và tạo áp suất bình phản ứng băng khí nitơ tới áp suất 110psi.Cuối cùng, gia nhiệt từ từ bình phản ứng đến 275°C với tốc độ 2°C/phút trong 2h.Giữ nhiệt độ ở 275°C trong 30 phút rồi xả áp nhanh Bình phản ứng được làm lạnhtrong 1h Sản pham được nung ở 500°C thu được MgO có kích thước 5-20nm vadiện tích bề mặt riêng 336-556m7/g[45]

Jiengming Cao và các cộng sự đã tong hợp MgO có cau trúc đơn tinh thé(single-crystal) băng phương pháp thủy nhiệt với dung môi ethanol nhưng khôngdùng chất HĐBM hoặc các hợp chất hữu cơ như là chất tạo khung MgO mao quảntrung bình được chuẩn bị như sau: hòa tan 2g MgCls.6H;O trong 50ml hỗn hợpdung môi nước và methanol với tỷ lệ thể tích 1:1 Hòa tan 0.8g NaOH trong 50ml

hỗn hợp dung môi nước và methanol Thêm từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch

MgCl, trong điều kiện khuấy trộn với thời gian 20 phút tạo thành huyền phù trang.chuyền toàn bộ huyền phù vào autocalave rồi thủy nhiệt ở các nhiệt độ khác nhau(120°C, 150°C và 180°C ) trong 24 h Hạ nhiệt độ autocalave đến nhiệt độ phòng rồilọc rửa băng nước cất và say ở 80°C trong 24h trong môi trường không khí Sau đónung mẫu ở các nhiệt độ khác nhau (350°C, 400°C và 450°C) trong 3h với tốc độ

Trang 35

gia nhiệt 2“C/phút Mẫu tong hop ở điều kiện nhiệt độ thủy nhiệt 180°C, nhiệt độnung 450°C, MgO thu được có kích thước nano mao quản trung bình không trật tự,diện tích bề mặt riêng 373.2 m”/g và thể tích mao quản 0.71 m°/g nhưng đường kính

mao quản nhỏ khoảng 2nm[46].

1.3.2 Tong hop biodiesel

Theo O.E Ikauagwu [9| dau hat cao su tai Nigeria được xác định thuộc nhómcó hàm lượng FFA thấp (0.5%) Tác giả xác định điều kiện phan ứng điều chếbiofuel cho loại nguyên liệu này tại nhiệt độ phản ứng 60°C, thời gian phản ứng 60phút, hàm lượng xúc tác NaOH 1%, tỷ lệ mol methnol/mol dầu 6:1 Sản phẩm tạothành có độ nhớt tại 30°C là 6,29 cSt; ty trọng 0.885; nhiệt độ chớp cháy cốc hở235°C, chỉ số acid 0.9

Theo A.S Ramadhas [2], [19], dầu hat cao su tại An Độ được xác định thuộcnhóm dầu có hàm lượng FFA cao (17%) Ở giai đoạn |, tác giả thực hiện phan ứngeste hóa các acid béo tự do với điều kiện phản ứng ở nhiệt độ 45°C, thời gian phảnứng 30 phút, hàm lượng xúc tác H;SOx 0,5 %, tỷ lệ mol methanol/mol dầu là 9:1.Giai đoạn 2 thực hiện phản ứng ancol phân với điều kiện phản ứng nhiệt độ 45°C,

thời gian phản ứng 30 phút, hàm lượng xúc tác NaOH 0,5 %, tỷ lệ mol

methanol/mol dau là 9:1 Sản phẩm tạo thành có độ nhớt tại 40°C là 5,81 cSt, tytrong 0.874, nhiệt độ chớp cháy cốc hở 130°C, chỉ số axit 0,118 Với các thông tintrên tác gia khăng định dầu hạt cây cao su tại Ấn Độ hoàn toàn có thể được sử dụnglàm nguyên liệu sản xuất biodiesel

Trong đề tài luận văn thạc sĩ, tác giả Lê Duy Hùng [19] đã thực hiện phảnứng giai đoạn 1 với 2% khối lượng xúc tác H;SO¿, nhiệt độ phản ứng 60°C, tylệ mol methanol/dau 6:1, thời gian phản ứng 90 phút, FFA của dau hạt cao sugiảm xuống dưới 2% và đủ điều kiện tiễn hành phản ứng chuyến vi ester với xúctác KOH Với 0.5% khối lượng xúc tác KOH, nhiệt độ phản ứng 50°C, tỷ lệmol methanol/dau 6:1, thời gian phan ứng 60 phút dau hạt cao su (đã giảm FFA)được chuyển vi ester tạo thành biodiesel Ty suất thu hồi sản phẩm biodieseltính cho giai đoạn chuyển vị ester đạt 91.6% Từ quy mô phòng thí nghiệm, quátrình chuyển hóa RSO thành biodiesel đã được thực hiện thành công trên hệ thiết bị

quy mô pilot dung tích 50 lít.

Trang 36

Trong tap chí Hóa học T49, Số 2ABC-2011 nhóm tác giả Nguyễn NgọcHạnh, Nguyễn Văn Dũng và Trần Thụy Tuyết Mai [20] đưa ra kết luận: phản ứngtransester hoá dầu hạt cao su với hàm lượng axit béo tự do cao được nghiên cứu vớixúc tác bazơ rắn KaPOa, sau khi xử lý acid béo tự do với xúc tac axit rắn (nhựa traođổi ion GF101) Các thông số ảnh hưởng của hai giai đoạn này là nhiệt độ phảnứng, hàm lượng xúc tác, tỉ lệ tác chất methanol / dầu và thời gian phản ứng đượckhảo sát Hiệu suất chuyền hoá tao methyl ester (FAME) dat được trên 99% khi

phản ứng transester được thực hiện với hàm lượng xúc tác là 4% wt, nhiệt độ phản

ứng là 65°C, sau 3h với tỉ lệ methanol/ dau là Iml/g

1.4 Khoa học nano và công nghệ nano.

1.4.1 Khái niệm về vật liệu nanoChữ nano, sốc Hy Lạp, được gan vào trước các đơn vi do dé tao ra đơn vị ướcgiảm di 1 ty lần (107)

Ví du: nanomet = | phan tỷ mét.Theo định nghĩa, một vat liệu xốp nano là một loại vật liệu kích thước trải dàimột khoảng khá rộng, từ vài nano mét đến một trăm nano mét

+ Vật liệu nano: Vật liệu nano có thé được định nghĩa một cách khái quát làloại vật liệu mà trong cầu trúc của các thành phân cầu tạo nên nó ít nhất phải có mộtchiều ở kích thước nanomet

1.4.2 Công nghệ nano:Là một công nghệ ứng dụng khoa học và kỷ thuật ở mức độ electron, là

ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích để chế tạo, ứng dụng các cautrúc, thiết bị và hệ thong bang viéc diéu khién hinh dang, kích thước nanomet

1.4.3 Tính chất va ứng dung của vật liệu nanoVật liệu nano có những điểm chung sau:e Khả năng hấp phụ cao: nhờ vào cau trúc xốp với diện tích bề mặt cao mà

vật liệu xốp nano có khả năng hấp phụ khá tốt các phân tử nhỏ.e Dộ chọn lọc cao: sự phan bố kích thước mao quản hẹp và các tương tác

giữa các bức tường mao quản tạo ra một hệ thông cầu trúc mao quản lý

Trang 37

e Tính 6n định và bền trong sử dụng: vật liệu xốp nano ôn định với môitrường xung quanh, quá trình hấp phụ và giải hấp, v.v những vật liệu nàycó thé được sử dụng và tái sử dụng cho thời gian dài mà không bị mat đi

thuộc tính của chúng.

1.4.4 Phương pháp tong hop vật liệu nanoCó hai phương pháp để tạo vật liệu nano, phương pháp từ dưới lên và phươngpháp từ trên xuống Phương pháp từ trên xuống là phương pháp tạo vật liệu nano từvật liệu khối ban đầu Phương pháp từ dưới lên là tạo hạt nano từ các ion hoặc cácnguyên tử kết hợp lại với nhau

Y Phươnng pháp từ trên xuống:

Là phương pháp tạo kích thước hạt nano từ các hạt có kích thước lớn hon Cac

kỹ thuật cơ học như nghiên, tán hay biến dạng vật liệu Tuy vậy phương pháp này ítđược sử dụng do sự đồng đều các kích thước hạt không cao, cau trúc của hạt it được

cải thiện

Y Phương pháp từ dưới lên:

Là phương pháp hình thành hạt nano từ các nguyên tử (phương pháp vật lý,

phương pháp khử hóa học, hoặc kết hợp cả hai phương pháp hóa-lý ) Phươngpháp này được sử dụng nhiều hơn

+ Phương pháp vật lý: là phương pháp tạo vật liệu nano từ nguyên tử (đốt,phóng xạ, phóng điện hồ quang) hoặc chuyển pha (dùng nhiệt biến đổi cấu trúc vật

Trang 38

+ Phương pháp kết hợp: là phương pháp tạo vật liệu nano dựa trên các nguyêntac vật lý và hóa học như: điện phan, ngưng tụ từ pha khí,

Trong các phương pháp từ dưới lên, người ta thường su dụng phương pháp

sol-gel vì nó có khả năng kiểm soát tốt kích thước và độ phân tán của hạt Các

tác nhân hóa học thường ở dạng dung dịch lỏng nên người ta còn gọi đây làphương pháp hóa ướt (wet chemical synthesis).

I.4.5 Tính chất và ứng dụng của MgOMgO là chất bột xốp và trắng như tuyết có khối lượng riêng 3,19 -3/71 gem”(tuỳ theo nhiệt độ điều chế) và nhiệt độ nóng chảy 2852°C, hầu như không tan trong

nước (8.4 107% ở 18°C) [24]

MgO duoc su dung như là vật liệu chịu lửa trong các lò san xuất sắt và thép,kim loại màu, thủy tinh MgO được sử dụng dé tao các hợp kim nhôm - magiê dùngtrong sản xuất vỏ đồ hộp, cũng như trong các thành phân cấu trúc của ô tô MgOhoạt tính được dùng làm chất phụ gia trong công nghiệp chế biến cao su làm chấthấp phụ trong chế biến dầu mỏ; MgO là nguyên liệu làm xi măng xoren, từ đó làmthành các sản phẩm như tâm lợp mái nhà, vách ngăn nội thất, bàn ghế thay chogố [24],[25]

MgO được sử dung rộng rãi trong xúc tác để xử lý chất thải độc hại, sơn, vật

liệu siêu dẫn Trong lĩnh vực xúc tác, MgO được sử dụng như là một xúc tác

bazơ để xúc tác cho các phản ứng hóa học hữu cơ và được sử dụng làm chất

mang.

Trong dé tài này, chúng tôi nghiên cứu tổng hop MgO kích thước nano có

diện tích bê mặt riêng lớn đề xúc tác cho phản ứng transester hóa.1.5 Mục tiêu luận văn

* Tìm cách tong hop va bién tinh bé mat MgO (tang bé mat riéng, tao cầutrúc xốp) dé làm tăng hoạt tính xúc tác trong phản ứng transester hoá nhằmtăng hiệu suất tổng hợp biodiesel

Tìm ngu6n nguyên liệu thích hợp và các chất hoạt động bề mặt thích hợp

đề tong hợp xúc tac MgO có diện tích bê mặt riêng lớn và có câu trúc xôp.

Trang 39

« Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phan ứng ( ti lệ metanol/dầu, nhiệt độphản ứng, hàm lượng xúc tác, thời gian phản ứng) nham lựa chọn điều kiệnthích hợp nhất đề phản ứng đạt hiệu quả cao

So sánh hiệu quả tổng hợp biodiesel giữa xúc tác MgO biến tính băng cácchất hoạt động bề mặt khác nhau

Trang 40

CHUONG H: THỤC NGHIỆM & PHƯƠNG

PHÁP NGHIÊN CUU

H.1 Nguyên liệu, hoá chat và thiết bị

HI.I.I Nguyên liệu

Nguyên liệu sử dụng là DHCS công nghiệp, từ cây cao su ở thị xã ĐồngXoài, tỉnh Bình Phước Sau khi phân tích thành phân và một số tính chất hóa lý củaDHCS xác định được hàm lượng FFA trong dau cao nên cần phải qua giai đoạn tiềnxử lý trước khi thực hiện chuyền hóa sản xuất biodiesel

HI.1.2 Hóa chat

CHaOH (Trung Quốc), Fez(SO4)s (Trung Quốc),MgCl› thương mại (TrungQuốc), NaOH(Trung Quốc), Na¿CO+ (Trung Quốc), Mg(NO2)› (Trung Quốc), PEG

6000 và CTAB(An Độ), F127, Poloxamer 124, Biodiesel chuẩn do Si gma-Aldrich

cung cap, "

11.1.3 Dụng cu và thiết bịBộ dụng cụ thí nghiệm: bình cầu 2 cổ, ống sinh hàn hoàn lưu, nhiệt kế100°C, bếp khuấy từ có gia nhiệt, cốc thủy tinh chịu nhiệt, giá đỡ, becher, cá từ,phéu chiết

LI.2 Các phương pháp phan tích

H.2.1 Phân tích nguyên liệu dầu hat cao suDựa trên nguồn nguyên liệu dau hạt cao su ở thị xã Đồng Xoài, tinh BinhPhước, tiến hành phân tích một số tính chất hoá lý của DHCS

* Xác định thành phan acid béoDé đánh giá chất lượng mẫu DHCS nguyên liệu ban đầu, chúng tôi phân tíchthành phan acid béo trong mẫu dau Mẫu được phân tích tại Trung Tâm Kỹ ThuậtTiêu Chuẩn Do Luong Chat Lượng 3

Ngày đăng: 24/09/2024, 06:56