sản xuất biodiesel từ dầu thải

Nguyên liệu đầu vào để sản xuất biodiesel ở nước ta có nhiều loại: Các loại dầu thực vật ăn được và không ăn được, trong đó có dầu rán phế thải, dầu hạt cao su, mỡ cá basa… Trong đó dầu

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

- -KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề Tài: THIẾT KẾ MÔ HÌNH SẢN XUẤT

BIODIESEL TỪ DẦU THẢI

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thị Liễu

Sinh viên thực hiện: Danh sách đính kèm

Lớp: CDHD11 Khoá: 11

Tp Hồ Chí Minh, ngày……tháng……năm 2012

DANH SÁCH SINH VIÊN

MỞ ĐẦU

Hiện nay, nhân loại đang phải đối mặt với một cuộc khủng hoảng về năng lượng khi các nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt và gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Giải pháp mà con người tìm đến để khắc phục những vấn đề đó chính

là các nguồn năng lượng mới như năng lượng gió, mặt trời, sinh khối… Khác với các nguồn năng lượng tái tạo khác, năng lượng sinh khối như biodiesel chẳng hạn không chỉ thay thế năng lượng hóa thạch mà còn góp phần xử lý ô nhiễm môi trường Tại Việt Nam, với đặc thù là một nước nông nghiệp, việc nghiên cứu phát triển nguồn vật liệu và năng lượng sinh khối tạo ra những dạng năng lượng, vật liệu sạch, rẻ góp phần bảo đảm an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường (trong đó biodiesel đang rất được quan tâm hiện nay) chính là một hướng đi tất yếu

Nhiên liệu sinh học thay thế từng phần diesel từ dầu mỏ không thân thiện với môi trường và đang cạn kiệt Nguyên liệu đầu vào để sản xuất biodiesel ở nước ta có nhiều loại: Các loại dầu thực vật ăn được và không ăn được, trong đó có dầu rán phế thải, dầu hạt cao su, mỡ cá basa… Trong đó dầu rán phế thải là thích hợp nhất,

vì về nguyên tắc, dầu rán phế thải không dùng để ăn được bởi khi chiên đi chiên lại nhiều lần tính chất của dầu đã bị biến đổi có hại cho sức khỏe, cụ thể một phần đã chuyển thành aldehyde rất độc Dầu rán phế thải lại khó tự phân hủy trong môi trường, nên nếu thải ra môi trường sẽ làm ô nhiễm môi trường trầm trọng

Dầu rán phế thải ở Việt Nam đang có hàm lượng acid béo tự do thấp, nên có thể sử dụng công nghệ sản xuất biodiesel một giai đoạn, đơn giản Còn sản phẩm biodiesel

từ các loại nguyên liệu đầu vào khác nhau có chất lượng như nhau, miễn là công nghệ chuyển hóa đạt trên 98% Dầu rán phế thải từ nhà máy mì ăn liền thường dùng qua nhiều lần, giá thành rất rẻ

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên chúng em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học công nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh -khoa công nghệ hóa đã tạo điều kiện cho chúng em môi trường học tập tốt Đặc biệt là giáo hướng dẫn Th.s Nguyễn Thị Liễu

đã tận tận tình hướng dẫn và giúp đỡ chúng em hoàn thành tốt báo cáo đồ án này

Qua thời gian thực hiện đồ án này Chúng em đã học tập được nhiều kiến thức cơ bản trong trường và nhiều kiến thức ngoài thực tế Tuy nhiên, do việc tiếp súc áp dụng vào thực tế chỉ mới bắt đầu và còn ít kinh nghiệm Vì vậy cuốn báo cáo này không thể tránh khỏi những sai sót Kính mong các thầy cô trong khoa công nghệ hóa học góp ý chỉ dẫn để bài báo cáo của nhóm chúng em được hoàn chỉnh hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn

Tp.hcm Ngày… Tháng… Năm 2012

Nhóm Sinh Viên Đồ Án

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Tp.hcm, Ngày… Tháng… Năm 2012

Giáo Viên Hướng Dẫn

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Chỉ tiêu chất lượng dầu Diesel và Biodiesel

Bảng 1.2: Liệt kê một số loại dầu thực vật

Bảng 1.3: Các axit béo có trong thành phần các loại dầu

Bảng 1.4: Thành phần axit béo trong một số loại dầu thực vật

Bảng 1.5: Một số chỉ tiêu chất lượng của Biodiesel (B100) theo

ASTM D 6751

Bảng 1.6:Tính chất hóa lí đặc trưng của các xúc tác dạng Al2O3

Bảng 1.7: So Sánh Hiệu Suất biodiezel trên các loại xúc tác khác nhau

Bảng 2.1: Ưu nhược điểm của quá trình mới

Bảng 2.2: So sánh các phương pháp cổ điển và quy trình sản xuất mới

Bảng 2.3: So sánh tính chất

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Sản xuất Biodiesel

Hình 2.2: Sản xuất Biodiesel từ phản ứng chuyển vị

Hình 2.3: Sản xuất Biodiesel từ dầu thực vật, dầu thải

Hình 2.4: Quy trình mới sản xuất Biodiesel

Hình 2.5: Quy trình HTPM

Hình 2.6 : Sản xuất Biodiesel từ Jatropha

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

1 DTV Dầu thực vật

2 HTPM Methanol Metanol với áp suất và nhiệt độ cao (High

Temperature and Pressured)

MỤC LỤC

1.1.2 nh ngh a:Đị ĩ 12

1.1.3 Tính ch t và u nh c đi m c a Biodieselấ ư ượ ể ủ 12

1.2 Khái quát quá trình t ng h p Biodieselổ ợ 17

1.2.1 Ngu n nguyên li u:ồ ệ 17

1.2.2 Các ph ng pháp s n xu t Biodieselươ ả ấ 39

1.2.3 Xúc tác c a ph n ng t ng h p Biodieselủ ả ứ ổ ợ 41

CHƯƠNG 2: MỘT SỐ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIODIESEL 47 2.1M t s công ngh hi n nayộ ố ệ ệ 47

2.1.1Qúa trình s n xu t Biodiesel t nhi u ngu n nguyên li u khác nhauả ấ ừ ề ồ ệ 47

2.1.2 Qúa trình c b n t d u th c v t và d u th iơ ả ừ ầ ự ậ ầ ả 49

2.1.3 Quy trình m i s n xu t Biodiesel t d u th c v t, d u tái chớ ả ấ ừ ầ ự ậ ầ ế 51

2.1.4 Công ngh HTPM s n xu t d u diesel sinh h c t ph li u đ ng, th c v t.ệ ả ấ ầ ọ ừ ế ệ ộ ự ậ .53

2.1.5 S n xu t Biodiesel t cây Jatrophaả ấ ừ 55

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ 57

3.1Các thông s c n cho vi c tính toánố ầ ệ 57

3.2Cân b ng v t ch tằ ậ ấ 58

3.2.1Thi t b ph n ng:ế ị ả ứ 58

3.2.2Quá trình tách pha 59

3.2.3Quá trình r aử 60

3.2.4 Thu h i metanol t pha glyxerin b ng ph ng pháp ch ng c tồ ừ ằ ươ ứ ấ 60

3.3 Tính toán thi t bế ị 60

3.3.1Bình ph n ngả ứ 60

3.3.2Các thi t b khácế ị 64

3.4 Cân b ng n ng l ngằ ă ượ 66

3.4.1 bình ph n ngỞ ả ứ 66

3.4.2 bình thu h i glyxerinỞ ồ 67

3.5 Tính toán các thi t b khácế ị 68

CHƯƠNG 4: THỬ NGHIỆM 74

4.1 o ph kh i GC-MSĐ ổ ố 74

4.2 o t tr ngĐ ỷ ọ 74

4.3 o đ nh tĐ ộ ớ 74

4.4 o ch s axitĐ ỉ ố 74

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT1.1 Sơ lược về Biodiesel

1.1.1 Tổng quan

1.1.1.1 Lịch sử phát triển Biodiesel

Lịch sử hình thành và phát triển của Biodiesel bắt đầu được sản xuất khoảng giữa năm 1800, trong thời điểm đó người ta chuyển hóa dầu thực vật để thu glixerin ứng dụng làm xà phòng và thu được các phụ phẩm là methyl hoặc ethyl este gọi chung là Biodiesel

Năm 1893, lần đầu tiên Rudolf Diesel đã sử dụng Biodiesel do ông sáng chế

để chạy máy Năm 1912, ông đã dự báo: “Hiện nay, việc dùng dầu thực vật cho nhiên liệu động cơ có thể không quan trọng, nhưng trong tương lai, những loại dầu như thế chắc chắn sẽ có giá trị không thua gì các sản phẩm nhiên liệu từ dầu mỏ và than đá” Trong bối cảnh nguồn tài nguyên dầu mỏ đang cạn kiệt và những tác động xấu lên môi trường của việc sử dụng nhiên liệu, nhiên liệu tái sinh sạch trong đó có Biodiesel đang ngày càng khẳng định vị trí là nguồn nhiên liệu thay thế khả thi Để tưởng nhớ nguời đã có công đầu tiên đoán được giá trị to lớn của Biodiesel, Nation Board Biodiesel đã quyết định lấy ngày 10 tháng 8 hằng năm bắt đầu từ năm 2002 làm ngày Diesel sinh học Quốc tế (International Biodiesel Day)

Năm 1900 tại hội chợ thế giới tổ chức tại Pari, Diesel đã biểu diễn động cơ dùng dầu Biodiesel chế biến từ dầu Lạc Trong những năm của thập kỷ 90, Pháp đã triển khai sản xuất Biodiesel từ dầu hạt Cải và được dùng ở dạng B5 (5 % Biodiesel với 95 % Diesel) và B30 (30 % Biodiesel trộn với 70 % Diesel)

1.1.1.2 Tình hình sử dụng Biodiesel trên thế giới:

Các nước trên thế giới đã sản xuất Biodiesel với số lượng ngày càng nhiều

và tăng rất nhanh Theo xu hướng thế giới, người ta sẽ trộn Bio-Diesel vào thành phần diesel từ 5 tới 30%

+ Ở châu Âu theo chỉ thị 2003/30/EC của EU từ ngày 31 tháng 12 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 tháng 11 năm 2005 chỉ còn có dầu Diesel với 5%

có nguồn gốc sinh học (B5) là được phép bán.

+ Tại Australia, đã sử dụng B20 và B50 vào tháng 2 năm 2005

+ Tại Mỹ năm 2005, đã sử dụng B20

+ Tại Thái Lan trong năm 2006, sử dụng B5 tại Chiangmai và Bangkok

+ Tại Việt Nam, Petro Việt Nam đã có kế hoạch đưa 10% Bio-Diesel (B10) vào thành phần Diesel để lưu thông trên thị trường

1.1.2 Định nghĩa:

nhiên nhưng không phải được sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay mỡ động

vật Biodiesel nói chung đều là loại năng lượng tái tạo và về phương diện hoá học thì Biodiesel là este của những axit béo trong dầu hay mỡ khi được este hoá bởi các ancol

Nhiều nước trên thế giới dùng chữ B với ý nghĩa là Biodiesel, chữ BA hay E

để cho biết hoá hợp với ethanol Ví dụ: nhiên liệu chứa 20% Biodiesel được ký hiệu

là B20, Biodiesel tinh khiết là loại B100

Bản chất của Biodiesel là sản phẩm este hóa giữa Methanol hoặc Ethanol và axit béo tự do trong dầu thực vật hoặc mỡ động vật

Tùy thuộc vào loại dầu và loại rượu sử dụng mà alkyl este có tên khác nhau: + Nếu đi từ dầu cây đậu nành (soybean) và Methanol thì ta thu được SME (soy methyl Estes) Đây là loại este thông dụng nhất được sử dụng tại Mỹ + Nếu đi từ dầu cây cải dầu (Rapeseed) và Methanol thì ta thu được RME (Rapeseed Methyl Estes) Đây là loại Estes thông dụng nhất được sử dụng ở châu Âu

Este của các axit mạch dài có nguồn gốc từ các lipit có thể tái tạo lại như: dầu thực vật, mỡ động vật, được sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ Diesel”

1.1.3 Tính chất và ưu nhược điểm của Biodiesel

1.1.3.1 Tính chất

Biodiesel là một chất lỏng, có màu giữa vàng hay nâu tối phụ thuộc vào

nguyên liệu để chế biến Methyl este điển hình có điểm bốc cháy khoảng ~1500C (3000F), tỷ trọng thấp hơn nước (d= ~0.88g/cm3), có độ nhớt tương tự Diesel từ dầu mỏ

Một số tính chất như chỉ số xetan, tỉ trọng chỉ phụ thuộc vào tính chất của nguyên liệu ban đầu Hầu hết các tính chất còn lại phụ thuộc vào các yếu tố kỹ thuật của quá trình sản xuất

- Yếu tố quan trọng nhất chính là độ chuyển hóa của phản ứng chuyển vị este Thậm chí khi thu được hiệu suất phản ứng cao nhất, trong Biodiesel vẫn chưa một lượng nhỏ tri, đi, Monoglixerit Những chất này làm tăng độ nhớt, giảm độ bền oxi hóa, do

đó hàm lượng của nó phải nhỏ nhất

- Tổng lượng glixerin chính là tổng phần glixerin chứa trong các glixerit và glyxerin

tự do Glyxerin không tan trong Biodiesel, có độ nhớt cao Nhiên liệu chứa nhiều glyxerin dẫn đến hiện tượng lắng glyxerin, làm nghẽn bộ lọc nhiên liệu và làm xấu

đi quá trình cháy trong động cơ

đến trong ASTM Tuy nhiên, hàm lượng methanol có thể hạn chế thông qua chỉ tiêu

độ chớp cháy (càng nhiều methanol, độ chớp cháy càng thấp) Yêu cầu độ chớp cháy không nhỏ hơn 1300C trong ASTM tương ứng với hàm lượng methanol nhỏ hơn 0.1%

Trong bảng dưới đây giới thiệu một số chỉ tiêu chất lượng đối với dầu Diesel (tiêu chuẩn EN 590) và Biodiesel (tiêu chuẩn EN 14214, ASTM D6751)

Bảng 1.1: Chỉ tiêu chất lượng dầu Diesel và Biodiesel

Chỉ Tiêu EN590 EN14214 ASTM

D6751

Tỉ trọng ở 150C, kg/m3

Độ nhớt ở 400C, mm2/s

Lưu huỳnh, mg/kg, không lớn hơn

Chỉ số xetan, không thấp hơn

Nước, mg/kg, không lớn hơn

Este, % khối lượng, không nhỏ hơn

Methanol, % khối lượng, không lớn hơn

Monogixerit, % khối lượng, không lớn hơn

Điglixerit, % khối lượng, không lớn hơn

Triglixerit, % khối lượng, không lớn hơn

Glixerin tự do, % khối lượng, không lớn hơn

Tổng lượng glixerin, % khối lượng, không

lớn hơn…

820 – 8452,0 – 4.5555051200 -

860 – 9003,5 – 5,0120105150096,50,20,80,20,20,020,25

1,9 – 6,01301545500 -0,020,24

hóng giảm đi đáng kể nên có lợi rất lớn đến môi trường và sức khoẻ con người.+ Không chứa HC thơm nên không gây ung thư

+ Có khả năng tự phân huỷ và không độc (phân huỷ nhanh hơn Diesel 4 lần, phân huỷ từ 85 ¸ 88% trong nước sau 28 ngày)

+ Giảm ô nhiễm môi trường nước và đất

+ Giảm sự tiêu dùng các sản phẩm dầu mỏ

- Về mặt kỹ thuật:

+ Có chỉ số cetan cao hơn Diesel

+ Biodisel rất linh động có thể trộn với Diesel theo bất kì tỉ lệ nào

+ Biodiesel có điểm chớp cháy cao hơn Diesel, đốt cháy hoàn toàn, an toàn trong tồn chứa và sử dụng

người ta hạn chế tối đa lượng S trong dầu Diesel Nhưng chính những hợp chất lưu huỳnh lại là những tác nhân giảm ma sát của dầu Diesel Do vậy dầu Diesel có tính bôi trơn không tốt và đòi hỏi việc sử dụng thêm các chất phụ gia để tăng tính bôi trơn Trong thành phần của Biodiesel có chứa Oxi Cũng giống như S, O có tác dụng giảm ma sát Cho nên Biodiesel có tính bôi trơn tốt

+ Do có tính năng tượng tự như dầu Diesel nên nhìn chung khi sử dụng không cần cải thiện bất kì chi tiết nào của động cơ (riêng đối với các hệ thống ống dẫn, bồn chứa làm bằng nhựa ta phải thay bằng vật liệu kim loại)

- Về mặt kinh tế:

+ Sử dụng nhiên liệu Biodiesel ngoài vấn đề giải quyết ô nhiễm môi trường nó còn thúc đẩy ngành nông nghiệp phát triển, tận dụng tiềm năng sẵn có của ngành nông nghiệp như dầu phế thải, mỡ động vật, các loại dầu khác ít có giá trị sử dụng trong thực phẩm

+ Đồng thời đa dạng hoá nền nông nghiệp và tăng thu nhập ở vùng miền nông thôn.+ Hạn chế nhập khẩu nhiên liệu Diesel, góp phần tiết kiệm cho quốc gia một khoảng ngoại tệ lớn

1.1.3.3 Nhược Điểm

Hiên nay, từ những thông tin quảng cáo về Biodiesel nhiều người lầm tưởng rằng việc sử dụng Biodiesel chỉ có lợi mà không có hại Trên thực tế, bên cạnh những ưu điểm, Biodiesel cũng có nhều 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 dụng Biodiesel trong động cơ của họ

+ Việc sử dụng nhiên liệu chứa nhiều hơn 5% Biodiesel có thể gây nên những vấn

đề sau:

 Ăn mòn các chi tiết của động cơ và tạo cặn trong bình nhiên liệu do tính dễ

bị 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

+ Nhiệt độ đông đặc Biodiesel phụ thuộc vào nguyên liệu sản xuất nhưng nói chung

là cao hơn nhiều so với dầu Diesel thành phẩm Điều này ảnh hưởng rất lớn đến việc sử dụng Biodiesel ở những vùng có thời tiết lạnh Tuy nhiên đối với các nước nhiệt đới, như Việt Nam chẳng hạn thì ảnh hưởng này không đáng kể

+ 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 gây nhiều khó khăn trong việc bảo quản.+ Biodisel có nhiệt trị thấp hơn so với Diesel

+ Trở ngại lớn nhất của việc thương mại Biodiesel trước đây là chi phí sản suất cao

Do đó làm cho giá thành Biodiesel khá cao, nhưng với sự leo thang giá cả nhiêu liệu như hiện nay thì vấn đề này không còn là rào cản nữa

+ Hiện nay Biodiesel thường được sản xuất chủ yếu là theo mẻ Đây là điều bất lợi

vì năng suất thấp, khó ổn định được chất lượng sản phẩm cũng như các điều kiện của quá trình phản ứng Một phương pháp có thể tránh hoặc tối thiểu khó khăn này

là sử dụng quá trình sản xuất liên tục

+ Để sản xuất Biodiesel ở quy mô lớn có một nguồn nguyên liệu dồi dào và ổn định Việc thu gom dầu ăn phế thải không khả thi lắm do số lượng hạn chế, lại phân tán nhỏ lẻ Những nguồn nguyện liệu có thể chế biến thành dầu ăn ( hướng dương, cải dầu, cọ…) thì giá thành quá cao, sản xuất Biodiesel không kinh tế Vả lại, diện tích đất nông nghiệp cho việc trồng cây lây dầu ăn là có hạn Để giải quyết bài toán nguyên liệu này, trên thế giới đang có xu hướng phát triển những cây lấy dầu có tính chất công nghiệp như dầu mè (Jatropha Curcas), hoặc những loại cây cho năng suất như Tảo

1.2 Khái quát quá trình tổng hợp Biodiesel

1.2.1 Nguồn nguyên liệu:

1.2.1.1 Dầu thực vật:

- Nguồn cung ứng

Hiện nay dầu thực vật đóng một vai trò quan trọng trong quá trình phát triển các nguồn nguyên liệu thay thế Sản xuất Biodiesel từ dầu thực vật đang là xu thế của các nước trên thế giới vì giá thành rẻ, số lượng lớn và sẵn có Một số loại dầu thực vật có triển vọng sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp Biodiesel:

Bảng 1.2: Liệt kê một số loại dầu thực vật

mỹ phẩm, đặc biệt dầu thực vật còn có thể sản xuất nhiên liệu dùng cho động cơ Diesel (Biodiesel)

Dầu thực vật để sản xuất Biodiesel là đặc trưng của mỗi quốc gia và phụ thuộc vào nguồn cung cấp sẵn có Mỹ sử dụng đậu tương và mỡ động vật; Còn ở Châu Âu sử dụng nho và mỡ động vật Canada sử dụng hạt Canola, và Nhật Bản ưa

chuộng mỡ động vật hơn Dầu cọ thì được dùng ở Malaysia Nhưng nhiều nước thì nhập khẩu dầu thực vật, trong khi mỡ động vật cũng khan hiếm Những nước này (chẳng hạn như Ấn độ) chỉ có thể xem xét việc sử dụng dầu thực vật không ăn được cho sản phẩm Biodiesel.

Nguồn dầu thực vật Việt Nam rất phong phú Tuy nhiên vùng nguyên liệu cây có dầu của Việt Nam chưa tập trung và chưa nhằm vào mục đích lấy dầu là chính Đối với Việt Nam, các dầu bông, dừa, sở, đậu tương, cọ và hướng dương là các dầu tiềm năng hơn cả

Giới thiệu một số loại dầu thực vật thông dụng:

+ Dầu hạt Sở (dầu Chè, Mắc Xà Dầu): Hạt Sở khô chứa dầu béo, màu vàng, trong suốt, có mùi thơm nhẹ Trọng lượng nhân trong hạt chiếm từ 50-55% Hàm lượng dầu trong nhân từ 30 ÷35% Dầu hạt Sở được dùng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa, chất hoá dẻo, mực in, hoặc sản xuất bơ thực vật Tính chất hoá lý của dầu hạt Sở:

- Chỉ số axit : 2,25 ÷ 9,15 mgKOH/g dầu

- Chỉ số Iốt : 12,50g iốt/100g dầu

- Chỉ số xà phòng : 235mg KOH/g dầu+ Dầu hạt cải: Hàm lượng dầu trong hạt từ 38 ÷ 42%, với 31 ÷ 55% axit Eruxic, 11

÷ 145 axit Oleic, 12 ÷ 24% axit Linoleic Một số chỉ số hoá lý của dầu hạt Cải như sau:

- Tỷ trọng (35oC) : 0,9364

- Chỉ số khúc xạ : 1,5053

- Chỉ số Iốt : 97 ÷ 110g iốt/100g dầu

- Chỉ số xà phòng : 186 ÷ 198mg KOH/g dầu+ Dầu hạt bông: Bông là loại cây mùa vụ Trong hạt Bông có từ 16 ÷ 18% dầu, 35 ÷ 45% tinh bột, 5 ÷ 9% sợi bông, khoảng 25 ÷ 28% vỏ Trong dầu Bông hàm lượng axit béo no Palmitic cao nên ở nhiệt độ thường nó đã ở thể rắn Khi làm sạch dầu người ta tách được Palmitic dùng để sản xuất Macgarin và Xà Phòng Đây cũng là nguyên liệu tốt để sản xuất Biodiesel

+ Dầu hạt cao su: Dầu hạt cao su tốt có màu vàng nhạt, độ khô trung bình với các tính chất hoá lý đặc trưng như các loại dầu béo khác Dầu hạt cao su có một số chỉ

số hoá lý như sau:

no rất ít Dầu dừa được sử dụng nhiều cho mục đích thực phẩm, có thể sản xuất Macgarin và cũng là nguyên liệu tốt để sản xuất Biodiesel Một số chỉ số hoá lý của dầu dừa như sau:

- Tỷ trọng (35oC) : 0,920

- Chỉ số chiết quang : 1,448

- Chỉ số Iốt : 11g iốt/100g dầu

- Chỉ số xà phòng : 255mg KOH/g dầu+ Dầu đậu nành: Thành phần chủ yếu là Linoneic (50 ÷ 57%), Oleic (23 ÷ 29%) Dầu đậu nành được dùng trong mục đích thực phẩm, sản xuất sơn, vecni, xà phòng

và đặc biệt là dùng làm nguyên liệu để tổng hợp Biodiesel

- Tỷ trọng (35oC) : 0,924

- Chỉ số chiết quang : 1,4750

- Chỉ số Iốt : 129g iốt/100g dầu

- Chỉ số xà phòng : 190mg KOH/g dầu+ Dầu hạt cây cọc rào (Jatropha):

- Tỷ trọng ở 15oC : 0,960

- Chỉ số xà phòng hoá : 176 ÷ 187mg KOH/g dầu

- Chỉ số iốt : 80,2 ÷ 90,6g iốt/100g dầu

- Chỉ số axit : 10mg KOH/g dầuHầu hết các loại dầu thực vật đều có thể sử dụng để tổng hợp Biodiesel Tuy nhiên các loại dầu muốn sử dụng để tổng hợp Biodiesel được thì trước tiên phải được qua quá trình tinh chế nhằm loại bỏ hoặc giảm bớt những thành phần không có lợi như: Phải loại bỏ các tạp chất cơ học, giảm hàm lượng axit tự do xuống mức cho phép,…

để sao cho đáp ứng được các chỉ tiêu đối với quá trình tổng hợp Biodiesel

Nói chung các quá trình hóa học và ứng dụng có khác biệt đối với từng loại dầu thực vật Nhưng hầu như tất cả các loại dầu thực vật đều có thể là nguyên liệu

sản xuất Biodiesel pha trộn với nguyên liệu Diesel làm giảm đáng kể các khí độc

kiệm đáng kể nguyên liệu khoáng

- Thành phần hoá học của dầu thực vật.

Các loại dầu khác nhau thì có thành phần hoá học khác nhau, tuy nhiên thành phần chủ yếu của dầu thực vật là các glyxerit, nó là este tạo thành từ axit béo có phần tử cao và glyxerit (chiếm 95-97%) Công thức cấu tạo chung của nó là:

R1,R2,R3 là các gốc hydrocacbua của axit béo, khi chúng có cấu tạo giống nhau thì gọi là glyxerit đồng nhất, nếu khác nhau thì gọi là glyxerit hỗn tạp, Các gốc

R có chứa từ 8 đến 22 nguyên tử carbon Đại bộ phận dầu thực vật có thành phần glyxerit hỗn tạp Trong lượng phân tử dầu thực vật tùy thuộc vào loại axit béo có trong cấu tạo, nói chung nằm trong khoảng 650 – 970, trong đó axit béo chiếm 94 – 96% trọng lượng Do đó, tính chất hóa học của dầu béo có liên quan chặt chẽ đến tính chất hóa học của axit béo

Axit béo có 2 loại: axit béo no và không no

+ Axit béo no thường gặp: axit caproic (C6), axit capilic (8), axit capric (C10), axit miistic (C14), axit paltimic (C6), axit stearic (C8)

+ Axit béo không no thường gặp: axit oleic, axit linoleic, axit arachidomic

định phần lớn đặc trưng hoá lý của dầu thực vật Mạch axit béo càng dài, no thì nhiệt độ nóng chảy của dầu càng cao, áp suất hơi càng kém, do đó ít có mùi Cùng một chiều dài mạch carbon, axit béo có chứa nhiều nối đôi thì nhiệt độ nóng chảy càng thấp (xem Bảng 1.3) Phần lớn các axit béo có mạch dài cấu tạo nên triglyxerit của dầu thực vật Đó chính là nguyên nhân dẫn đến dầu thực vật không tan trong nước, ít tan trong rượu có mạch ngắn như methanol

CH2 – OCOR1

CH2 – OCOR2

CH2 – OCOR3

Bảng 1.3: Các axit béo có trong thành phần các loại dầu.

nc(oC) Tỉ trọngAxit béo no

Bảng 1.4: Thành phần axit béo trong một số loại dầu thực vật.

Thường axit béo sinh ra từ dầu mỡ có thể vào khoảng 95% so với trọng lượng dầu mỡ ban đầu Về cầu tạo axit béo là những axit cacboxylic mạch thẳng có cầu tạo từ khoảng 6-30 nguyên tử cacbon Các axit này có thể no hoặc không no

%

Một thành phần nữa trong dầu thực vật là glyxerin, nó tồn tại ở dạng kết hơp trong glyxerin Glyxerin là rượu ba chức, trong dầu mỡ lượng glyxerin thu được khoảng 8-12% so với trọng lượng dầu ban đầu.

Ngoài các hợp chất chủ yếu ở trên trong dầu thực vật còn chứa một lượng nhỏ các hợp chất khác nhau như các phophatit, các chất sáp, chất nhựa, chất nhờn, các chất màu, các chất gây mùi, các tiền tố và sinh tố

Dầu thực vật dùng để tổng hợp Biodiesel phải được tinh chế cẩn thận để đảm bảo chỉ tiêu chất lượng và cho hiệu suất tổng hợp Biodiesel cao nhất Đặc biệt chỉ tiêu về độ axit, hàm lượng nước, tạp chất thường được quan tâm nhất

- Ưu điểm:

+ Trị số xetan cao: trị số xetan là đơn vị đo quy ước, đặc trưng cho khả năng tự bắt lửa của nhiên liệu Diesel, là một số nguyên, có giá trị đúng bằng giá trị của hỗn hợp chuẩn có cùng khả năng tự bắt cháy Hỗn hợp chuẩn này gồm hai hydrocacbon: n-

cao thì sự mồi lửa và sự cháy càng tốt, động cơ cháy đều đặn hơn Nhiên liệu Diesel thông thường có trị số xetan từ 50-52 và 53-54 đối với động cơ cao tốc Biodiesel là các alkyl este mạch thẳng do vậy nhiên liệu này có trị số xetan cao hơn diesel khoáng, trị số xetan của Biodiesel thường từ 56-58 Với trị số xetan như vậy Biodiesel hoàn toàn có thể đáp ứng dễ dàng yêu cầu của những động cơ đòi hỏi nhiên liệu chất lượng cao với khả năng tự bắt cháy cao mà không cần phụ gia tăng trị số xetan

+Hàm lượng lưu huỳnh: Trong Biodiesel hàm lượng lưu huỳnh rất ít, khoảng 0,001% Chính vì ưu điểm này mà Biodiesel được chọn làm nhiên liệu sạch và thân thiện với môi trường, vì khi cháy nó thải ra rất ít SO2 nên không gây ăn mòn thiết bị

và ô nhiễm môi trường

+ Quá trình cháy sạch: Do nhiên liệu Biodiesel chứa khoảng 11% oxy, nên quá trình cháy xảy ra hoàn toàn, vì vậy khi cháy tạo rất ít muội trong động cơ

+ Khả năng bôi trơn giảm mài mòn: Biodiesel có khả năng bôi trơn tốt hơn Diesel khoáng Khả năng bôi trơn của nhiên liệu được đặc trưng bởi giá trị HFRR (high-

frequency receiprocating rig), giá trị HFRR càng thấp thì khả năng bôi trơn của

không có phụ gia, nhưng giới hạn đặc trưng của Diesel là 450.Vì vậy,Diesel khoáng yêu cầu phải có phụ gia để tăng khả năng bôi trơn Trong khi đó giá trị HFRR của Biodiesel khoảng 200 Vì vậy Biodiesel có thể là phụ gia rất tốt cho Diesel thông thường Khi thêm với tỷ lệ thích hợp, thì sự mài mòn của động sẽ giảm đáng kể.+ Khả năng thích hợp cho mùa đông: Biodiesel phải được phù hợp cho tính chất sử

Diesel khoáng) Cả các nhiên liệu chấp nhận phụ gia phải đảm bảo điều này Sự kết tinh (tạo parafin) xảy ra trong nhiên liệu Diesel gây trở ngại cho các đường ống dẫn liệu, quá trình bơm phun Nếu điều này xảy ra thì quá trình làm sạch là rất cần thiết Còn Biodiesel chỉ bị đông đặc khi nhiệt độ tăng, và nó không cần thiết phải làm sạch hệ thống nhiên liệu

+ Giảm lượng khí thải độc hại và nguy cơ mắc bệnh ung thư: Theo các nghiên cứu của Bộ năng lượng Mỹ đã hoàn thành tại một trường đại học ở California, sử dụng Biodiesel tinh khiết để thay cho Diesel khoáng có thể giảm 93,6% nguy cơ mắc bệnh ung thư từ khí thải của Diesel, do Biodiesel chứa rất ít các hợp chất thơm,hợp chất lưu huỳnh, và quá trình cháy của Biodiesel triệt để hơn nên giảm được nhiều hydrocacbon trong khí thải

nên nó an toàn hơn trong quá trình tồn chứa và bảo quản

- Nhược điểm:

+ Giá thành cao: Biodiesel được tổng hợp từ dầu thực vật đắt hơn dầu diesel Nhưng trong quá trình sản xuất Biodiesel tạo ra sản phẩm phụ là glyxerin là một chất có giá trị cao nên nó sẽ bù lại phần nào giá của Biodiesel

+ Tính chất thời vụ của dầu thực vật: Do đó cần phải có những chiến lược hợp lý nếu muốn sử dụng Biodiesel như một nhiên liệu

+ Quá trình sản xuất Biodiesel không đảm bảo: Khi rửa Biodiesel không sạch thì khi sử dụng vẫn gây ra các vấn đề ô nhiễm do vẫn còn xà phòng, kiềm dư, glyxerin

tự do, methanol là những chất gây ô nhiễm mạnh Do đó phải có tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng của Biodiesel.

Bảng 1.5: Một số chỉ tiêu chất lượng của Biodiesel (B100) theo ASTM D 6751

STT Chỉ tiêu đánh giá Giá trị

+ Tính kém ổn định: Do Biodiesel là este có khả năng hấp thu không khí hoặc oxy sau đó nó sẽ được thủy phân để ra rượu và axit Sự có mặt của rượu sẽ giảm điểm chớp cháy và sự có mặt của axit sẽ làm tăng tổng số axit (TAN) Do đó phải thêm các chất phụ gia chống oxy hóa để làm giảm sự có mặt của axit và rượu.

1.2.1.2 Mỡ động vật

- Nguồn cung ứng

Biodiesel ngày nay chủ yếu được sản xuất tử dầu thực vật Tuy nhiên, nguồn

mỡ động vật từ các ngành công nghiệp thực phẩm là nguồn rất thừa thải Một số, loại mỡ có được sử dụng làm thức ăn gia súc nhưng không được khuyến khích bởi

vì có khả năng gây bệnh, cho nên cần phải tiêu hủy hoặc là tại sử dụng cho mục đích khác đối với loại mỡ động vật Vì vậy, các loại mỡ của động vật thỉa ra từ các

lò giết mổ và các dây chuyền sản xuất thịt nên được tận dụng để sản xuất Biodiesel, đây là hướng giải quyết không làm gây hại và nguy hiểm cho sức khỏe con người

và động vật

Mỡ động vật được sữ dụng cho sản xuất Biodiesel chủ yếu từ nguồn:

Theo tổ chức FAO thì sản lượng cá thế giới năm 2006 là 141.6 triệu tấn, và khoản 50% nguồn nguyên liệu cá này trở thành phế phẩm, và lượng dầu trong này chiếm khoảng 40-65%

Mặt khác, hầu hết các kỹ thuật được biết đến sữ dụng cho xủ lý phế phẩm từ ngành công nghiệp thịt thủy hải sản thì không có lợi về kinh tế, việc chôn lấp và thải nước thải ra sông hồ thì không được khuyến khích sữ dụng vì làm ô nhiễm môi trường Cho nên gần đây người ta đang quan tâm đến các phương pháp để sản xuất Biodiesel từ nguồn nguyên liệu phế phẩm dủa động vật

Việt nam là quốc gia xuất khẩu cá basa mạnh trên thế giới Năm 2007 sản lượng cá đạt trên 800.000 tấn/năm tương ứng với lượng mỡ cá khoản 300.000 tấn/năm Trong thời gian qua đã có nhiều cơ sở sản xuất Biodiesel từ mỡ cá basa Tuy nhiên, chưa có những nghiên cứu khoa học sâu về vấn đề này cũng như quy trình công nghệ chưa nghiêm ngặt, dẫn đến sản phẩm này chưa tinh khiết và không tuân thủ tiêu chuẩn quốc tế, gây hậu quả khi đưa vào sử dụng thực tế.điều này dẫn đến một số nhận định sai lầm cho rằng Biodiesel Từ mỡ cá basa không thể pha trộn làm nhiên liệu thay thế cho dộng cơ diesel

Mỡ của các gia súc lấy thịt như lợn, bò, cừu, từ các lò giết mổ, các quy trình sản xuất thải ra được đun nóng để thu được mỡ dạng lỏng Mỡ gia súc thải ra (chủ yếu từ da và thịt) được thu gom từ các quầy thịt và tiến hành tách béo bằng

hỗn hợp cũng được đem đi ép để thu hồi toàn bộ chất béo dạng lỏng Quá trình này được gọi là thắng mỡ

Sau khi tách chất béo dạn lỏng ra khỏi nguyên liệu thô thì mỡ động vật được dùng đem đi xử lý sơ bộ cho phù hợp với các yêu cầu của phản ứng chuyển hóa lipid thành Biodiesel

- Thành phần hóa học

Thành phần hóa học chính cũa mỡ động vật cũng chính là các triglyceride Khoảng 50% các axit béo trong mỡ là axit béo no Chỉ số axit của các loại mỡ động vật thường lớn hơn 1mg KOH/g Ví dụ như mỡ có chỉ số axit lên đến 14.57 mg KOH/g

Các loại triglyceride thường có hàm lượng axit béo chưa no cao Nên chúng tồn tại dạng lỏng ở nhiệt độ phòng Việc sữ dụng các nhiên liệu này thường bị hân chế bởi độ nhớt cao của nhiên liệu Tuy nhiên, mỡ động vật thường chứa một hàm lượng lớn các axit béo no Nên ở nhiệt độ phòng, chúng tồn tại ở dạng rắn và không thể sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu trong động cơ diesel ở dang nguyên thủy Bởi

vì một số trục trặc gặp phải như cặn lắng hợp chất cacbon trong động cơ, động cơ hoạt động không ổn định khi sử dụng lâu, làm bẩn dầu bôi trơn Cho nên mỡ động vật thường phải qua biến đổi trước khi được vào làm nhiên liệu

Mặc dù các loại mỡ sau khi được tinh sạch thì hàm lượng axit béo tự do và hàm lượng ẩm giảm đi Nhưng axit béo tự do và nước với hàm lượng nhỏ cũng ảnh hưỡng đáng kể đến phản ứng chuyển hóa dầu mỡ thành Biodiesel Cho đến nay, các nghiên cứu sản xuất Biodiesel từ mỡ động vật thì ít và tốn nhiều chi phí Nếu nguồn nguyên liệu không sạch thì chỉ số axit của nguyên liệu sẽ cao, điều này là do các phản ứng thủy phân với điều kiện của nước Để sản xuất được Biodiesel từ mỡ động vật với quy mô lớn, hàm lượng axit béo tự do của nguyên liệu thô nên được xem xét, bởi vì axit béo tự do phản ứng với chất xúc tác khi chuyển vị este hóa hình thành nên xà phòng

- Ưu điểm

Việc sử dụng các nguồn nguyên liệu phế phẩm để sản xuất Biodiesel có ba

ưu điểm chính sau:

nghiệp thịt – thủy sản

chất kỹ thuật phù hợp, nhờ đó mỡ có thể đưa vào làm nguồn nguyên liệu thô

tiến

- Nhược điểm

Một vài nhược điểm cần khắc phục của mỡ động vật khi sử dụng làm nhiên liệu là:

không thích hợp để sử dụng ở dạng tinh khiết cho xe cộ khi thời tiết lạnh

cũng như là các methyl este trong Biodiesel

chống oxy hóa tự nhiên khi so sánh với Biodiesel từ thực vật

1.2.1.3 Dầu ăn phế thải

Thành phần hóa học

Sản xuất ra các loại thực phẩm ngon, bổ dưỡng thì rất quan trọng đối với việc tiêu thụ sản phẩm và sức khỏe cho con người Nhiệt đóng vai trò quan trọng trong quá trình chế biến thực phẩm Thực phẩm có thể được chế biến ở các nhiệt độ khác nhau trong quá trình nấu, nướng, đun, … Phụ thuộc vào mức độ gia nhiệt, các tính chất vật lý và hóa học của thực phẩm cũng thay đổi khác nhau

Rán là một trong các phương pháp thông dụng nhất để chế biến thực phẩm trong thời buổi hiện nay, vì tạo ra được khẩu vị tuyệt vời cho thực phẩm Dầu (lipid) được đun nóng đến nhiệt độ 160-2000C tùy từng giai đoạn chế biến Vì để tiết kiệm, nhiều nơi đã sử dụng lại dầu nhiều lần hoặc bổ sung dầu vào liên tục Nhìn chung, trong các nhà hàng, dầu rán được kiểm tra chất lượng sau vài ngày sử dụng, còn các quán ăn thì thường thay mới dầu sau vài tuần sử dụng

So sánh một số tính chất và thành phần acid béo của dầu ăn đã qua sử

dụng với một số loại dầu thực vật điển hình

bông

Dầu hạt cải

Dầu nành

3.490.8564.422.3

11.753.1523.2655.53

Hiển nhiên, các điều kiện sử dụng trong quá trình rán gây ra nhiều thay đổi về tính chất vật lý và hóa học khác nhau tùy thuộc vào từng loại dầu,

và thành phần của dầu đó Một vài tính chất của dầu thay đổi thường thấy

ở dầu sau khi rán là:

- Tăng độ nhớt

- Tăng nhiệt dung riêng Giảm sức căng bề mặt

- Sẫm màu

- Tăng xu hướng xủi bọt

- Tạo thành các hợp chất dễ bay hơi

- Tăng hàm lượng acid béo tự do

- Chỉ số iodine giảm

- Chiết suất của dung dịch thay đổi

Trong suốt quá trình chiên rán, có ba loại phản ứng cơ bản được cho là nguyên nhân gây ra các biến đổi hóa, lý của dầu là phản ứng nhiệt phân, phản

- Các phản ứng nhiệt phân: xảy ra khi không có sự hiện diện của oxy ở nhiệt

độ cao

- Nếu triglyceride chứa các acid béo bão hòa được đun nóng ở nhiệt độ cao khoảng 1800C khi không có oxy, chúng sẽ tạo ra các hợp chất alkane, 1-alkene, các acid béo có khối lượng phân tử nhỏ, các ketone đối xứng, các oxopropyl ester, propene và propane diesterdiacylglycerol, CO, và CO2.

- Nếu triglyceride chứa các acid béo chưa bão hòa thì sẽ hình thành cáchợp chất dimer, bao gồm các dehydrodimer-hình thành do sự kết hợp của các gốc allyl hoặc gốc pentadienyl, các dimer bão hòa với cấu trúc vòng pentane, và các hợp chất đa vòng-hình thành do có sự tạo các liên kết đôi C=C nội phân tử Các acid béo chưa bão hòa cũng có phản ứng với các acid béo chưa bão hòa khác thông qua phản ứng Diels-Alder, hình thành nên các dimer và trimer Trong trường hợp của glyceride, phản ứng xảy ra giữa các nhóm acyl trong cùng một phân tử

Phản ứng giữa các nhóm acyl nội phân tử

Các phân tử acid béo chưa bão hòa mạch dài cũng có phản ứng tạo vào như phản ứng ở hình.

Phản ứng tạo vòng từ các nối đôi nội phân tử

- Các phản ứng oxy hóa: các acid béo chưa no có thể phản ứng với

oxy theo

cơ chế gốc tự do

Sơ đồ phản ứng oxy hóa theo cơ chế gốc tự do

Các hydroperoxide là các sản phẩm chính được hình thành trong suốt phản ứng có thể hình thành nên nhiều hợp chất khác như isomeric hydroperoxide chứa các hệ diene liên hợp Hydroperoxide cũng tạo ra nhiều hợp chất hóa học với khối lượng phân tử đáng kể, ngưỡng mùi vị, và các ý nghĩ khác về mặt sinh học Gốc alkoxy được hình thành theo cách tách đôiliên kết O-O của các phân tử hydroperoxide Các gốc alkoxy này có thể

có thêm nguyên tử hydro để tạo ra hydroxy hay mất đi nguyên tử hydro để hình thành nên các dẫn xuất ketone Các hợp chất hóa học khác như aldehyde, hydrocarbon, semialdehyde, và acid được hình thành bằng quá trình phân rã của gốc alkoxy Với sự hiện diện của oxy, gốc alkoxy và gốc peroxy có thể được chuyển đổi thành các hợp chất dimer và oligomer

Hai con đường biến đổi của gốc alkoxy

- Các phản ứng thủy phân: chưng, hoặc hấp trong quá trình chế

biến thực phẩm gây ra các phản ứng thủy phân triglyceride, hình thành nên các acid béo tự do, glycerol, monoglyceride và diglyceride Sự thay đổi thành phần dầu trong quá trình thủy phân có thể được xác định bằng cách đo lường hàm lượng monoglyceride và diglyceride Người ta không sử dụng hàm lượng acid béo tự do để xác định sự thay đổi thành phần dầu bởi vì một vài acid béo tự do có thể mất đi trong quá trình nấu nướng

Bởi vì có sự kết hợp của những phản ứng này, nênnhiều hợp chất không mong muốn được hình thành trong quá trình nấu nướng gây độc hại cho người sử dụng Chất lượng dầu ăn sau quá trình nấu nướng thường dựa vào hàm lượng các chất phân cực Hàm lượng các chất phân cực của dầu tinh luyện chưa sử dụng thường trong khoảng từ 0.4 đến 6.4 mg/100 g Hầu hết các quốc gia châu Âu quy định hàm lượng các chất phân cực trong dầu ăn tối

đa là 25% và dầu mỡ phải được loại bỏ ngay khi lượng các chất phân cực chiếm hơn 25%

Một thí nghiệm trực tiếp trên dầu hạt hướng dương, dầu ô liu cho thấy rằng sau 20 lần rán, hàm lượng chất phân cực trong dầu hạt hướng dương tăng thêm 640% và trong dầu ô liu tăng thêm 480% Sau 40 lần rán, lượng chất phân cực trong tất cả các loại dầu đều lớn hơn 25% Thí nghiệm khác trên dầu hạt hướng dương cho thấy rằng nếu bổ sung dầu mới liên tục vào thì có thể hạn chế tối thiểu các phản ứng oxy hóa do nhiệt và phản ứng thủy phân, thậm chí là sau 20 lần sử dụng lại

Hàm lượng acid béo tự do thay đổi từ 0.04% lên 1.51% khi dầu nành được rán sau 70 giờ ở 1900C Giá trị độ nhớt trong trường hợp này cũng tăng lên đáng kể, là do có sự hình thành các hợp chất cao phân tử

Dầu thải từ nấu ăn được chia ra làm hai loại dựa vào hàm lượng acid béo

tự do trong dầu Nếu hàm lượng acid béo tự do nhỏ hơn 15% thì dầu đó được gọi là yellow grease, ngược lại thì dầu đó được gọi là brown grease.Hàm lượng các sản phẩm hình thành không mong muốn trong quá trình nấu nướng ảnh hưởng lên các tính chất của biodiesel và phản ứng chuyển hóa lipid thành nhiên liệu Vì vậy, xác định được hàm lượng các chất trong dầu, đặc biệt là các chất phân cực hình thành trong quá trình nấu nướng là hết sức quan trọng Các chất này được xác định bằng phương pháp sắc ký hiệu năng cao phân tách các hợp chất theo kích thước HPSEC, từ đó xác định được thành phần của từng hợp chất Để loại bỏ các hợp chất không mong muốn ra khỏi dầu phế thải, quá trình tiền xử lý thì cần thiết để tối ưu cho phản ứng transester hóa, điều này là một trong những nguyên nhân làm tăng chi phí cho quá trình sản xuất nhiên liệu biodiesel

1.2.1.3 1 Ưu điểm

Như đã được đề cập ở trên, trở ngại chính của biodiesel khi được đem vào

sử dụng làm nhiên liệu trên thị trường chính là giá cả của nhiên liệu này cao Điển hình là giá của nhiên liệu biodiesel cao hơn từ 1.5-3.0 lần so với nhiên liệu diesel thông thường Do đó, việc sử dụng các nguồn nguyên liệu phế thải rất có ý nghĩa:

- Giảm một lượng lớn chi phí để xử lý các phế phẩm này khi thải

- Dầu sử dụng cho nấu ăn đa số có nguồn gốc từ thực vật, nên đây cũng có thể

coi là nguồn tái sinh

- Không độc hại và có thể phân giải trong tự nhiên

- Chỉ số cetane cao

- Giá trị nhiệt cháy cao

- Hàm lượng các chất thơm thấp

- Hàm lượng lưu huỳnh thấp

- Nhiệt độ cháy cao nên an toàn cho việc dự trữ và sử dụng

- Nhiên liệu biodiesel từ dầu thải có thể được sử dụng trực tiếp cho các động cơ diesel mà không cần phải cải tiến, giúp thay thế một phần lượng nhiên liệu sử dụng trên thị trường

- Độ bay hơi tương đối thấp, nên khó cháy

- Chứa nhiều hợp chất dimer và trimer, nên dễ hình thành các cặn lắn

- Sau quá trình chiên rán, các hợp chất chống oxy hóa bị phân hủy, mà đây là tác nhân giúp chống lại quá trình oxy hóa Cho nên dầu chiên rán cũng như mỡ động vật dễ bị oxy hóa hơn khi so sánh với dầu thực vật

Vì những lý do như trên, dầu mỡ sau khi thu hồi và tinh sạch sơ bộ cần được chuyển hóa bằng các phương pháp thích hợp để tạo ra nhiên liệu có thể sử dụng được Một số nhược điểm chung của dầu ăn đã qua sử dụng khi chuyển hóa thành biodiesel:

- Có sự hiện diện của acid béo tự do và nước gây cản trở cho phản ứng chuyển hóa dầu thành biodiesel, và khó khăn trong khâu tách sản