Tổng hợp Diesel sinh học từ bã cà phê (Đồ án tốt nghiệp)

Tổng hợp Diesel sinh học từ bã cà phêTổng hợp Diesel sinh học từ bã cà phêTổng hợp Diesel sinh học từ bã cà phêTổng hợp Diesel sinh học từ bã cà phêTổng hợp Diesel sinh học từ bã cà phêTổng hợp Diesel sinh học từ bã cà phêTổng hợp Diesel sinh học từ bã cà phêTổng hợp Diesel sinh học từ bã cà phêTổng hợp Diesel sinh học từ bã cà phêTổng hợp Diesel sinh học từ bã cà phêTổng hợp Diesel sinh học từ bã cà phêTổng hợp Diesel sinh học từ bã cà phêTổng hợp Diesel sinh học từ bã cà phêTổng hợp Diesel sinh học từ bã cà phêTổng hợp Diesel sinh học từ bã cà phê

L IC Qua th T t Nghi p th i gian ng u ki n th c m ng ki n th il ic ih n: c ng h c t KS Nguy t tin h c t p a ThS.Di Ngh Th c Ph m u t t ng d n t i om th c hi u ki t th i gian th c hi c hi n n l i cho u i nh y, uc g r t mong nh cs u c a th ng d ng t M tl nn a nh c c hi n Hu o Th nh i M CL C DANH M C B NG v DANH M C T vi VI T T T vii L IM U T 1.1 Diesel sinh h c 1.1.1 m 1.1.2 1.2 s n xu t diesel sinh h c 1.2.1 D u th c v t 1.2.2 M 1.3 ng v t d ng h p biodiesel 1.3.1 1.3.2 1.3.3 th 1.4 ng d ng c a biodiesel t 1.5 10 ng c 11 1.5.1 11 1.5.2 ng 13 1.5.3 M t s ch u 15 1.5.4 M t s ch t cho s n ph m biodiesel 16 1.6 1.6.1 Khu y gia nhi ng h p biodiesel 17 ng th 17 1.6.2 Nhi t d th 18 ii 1.6.3 18 1.6.4 19 1.6.5 S d i h n 19 1.6.6 M t s 1.7 s n xu ng 19 cho ph n ng cho ph n i 23 1.7.1 V 23 1.7.2 V 25 TH C NGHI M 27 2.1 u 27 2.1.1 D ng c , thi t b 27 2.1.2 u 28 2.1.3 t 30 2.2 u 30 2.2.1 u 30 2.2.2 ng h p biodiesel 37 2.2.3 Kh ut n hi u su t ph n KOH 39 2.2.4 li u 39 T QU 3.1 O LU N 42 K t qu -hexan 42 3.1.1 43 3.1.2 Chu 3.1.3 3.1.4 3.1.5 Chu 44 nh ng h c c a d tr ng c a d nh ch s 44 44 45 iii 3.1.6 nh h 45 3.2 48 3.2.1 Chu 3.2.2 n ph m biodiesel 49 nh 3.2.3 Chu 3.3 ng h c c a biodiesel 49 peroxit cho s n ph m biodiesel 50 K t qu kh ut n hi u su t ph n ng 51 3.3.1 ng c a t l mol methanol/d u 51 3.3.2 ng c K T LU 52 N NGH 55 U THAM KH O 57 iv DANH M C B NG B ng 1.1 c t ng h p biodiesel B ng 1.2 B ng 1.3 u ki ng ngh c nc 10 11 B ng 1.4 u 12 B ng 2.1 D ng c , thi t b c n s d u 27 B ng 2.2 B ng 2.3 u 30 u ki n t n ng chuy B ng 3.1 33 43 B ng 3.2 K t qu chu B ng 3.3 K t qu ad nh t 44 ng h c c a d B ng 3.4 K t qu chu ad B ng 3.5 ng c a d 44 45 46 B ng 3.6 K t qu chu 2SO4 47 B ng 3.7 K t qu chu a biodiesel 49 B ng 3.8 K t qu nh B ng 3.9 K t qu chu B ng 3.10 B ng 3.12 K t qu kh B ng 4.1 peroxit c a biodiesel 50 a biodiesel t B ng 3.11 K t qu kh B ng h c c a biodiesel 49 l methanol/d 50 n hi u su t ph n ng 51 n hi u su t ph n ng 52 n biodiesel 53 n ng x y 55 v DANH M C u cho s n xu t biodiesel Ph HPLC c a d 12 Thi t b 13 n d ng ngu u 20 t ng h p biodiesel t d u th c v t 21 s n xu n 22 s n xu c 22 H th l yd H th 28 -hexan 28 u 29 c 29 kh Thi t b ph n 31 a ph n 37 kh i ph n 38 D 42 42 D 2SO4 47 tc i d u 48 u chi t 48 ng c a t l mol methanol/d u ng c n hi u su t ph n ng 51 n hi u su t ph n ng 52 Ph GC-MS c a biodiesel 53 vi T VI T T T p Nh t B n ISO: T ch ct n theo hi p h FAME: aM n CBDF: Coffe Bio Diesel Fatty GC-MS: S vii t nghi i h c- -2016 iH L IM a U tv N i v m tv n ph ng, cv th v n u Kh th i l nguy n nh n tr c ti p g y nh ng bi n ng nh k nh v h ng lo t c c v n Nhi u n l c ng thay th Trong v v m i tr ang ng , m t nh ng ngu n n ng l i nhi u l i kh h u, hi u c th c hi n nh m t m ki m nh ng ngu n n ng t m hi n l nhi n li u sinh h c (NLSH) c uv i, t nhi ng, bi l m s m t nh c c ng m i ang y l ngu n n ng l c quan ng kh ng c n ki t, mb ng Vi u v ngu ng t ngu m us nv i ta hay b u d ng, d u t h t cao su, t h xu t kh c u th gi u nhi nt u ki n c kinh doanh c a nh ng, th ph nhi mb t n d ng ngu y ng h p diesel sinh h c t ng d c u t c n thi n xu t diesel sinh h c B M +T nd us nv c nh m l ad c hi ng h c ng t nghi i h c- -2016 iH + Ki m +X s mb i ph (GC-MS) c a t nghi i h c- -2016 CH 1.1 iH NG T NG QUAN a T Diesel sinh h c 1.1.1 Kh ni m Biodiesel hay diesel sinh h c l thu t ng d ng c diesel ch lo i nhi n li u d c s n xu t t d u th c v t v m ng v t u ch b ng ph n ng transester chuy triglyxerit, t v t carbon Th ng d ng hay d u b c nh d um l methanol ng, th c v ng nh b is ester u, m ac th i hay ester c ch a t ester t cho s x am ch ch n d u th c v t, m ng v t u s n xu t biodiesel [1,2] 1.1.2 Vai tr a Thay th ngu n nhi n li u h b Gi i quy t c 1.2 v n v bi n c T ng c ng an ninh n ng l d T ng tr ng kinh t cho C th ch ng ngu n nguy n li u c c n d n i kh h u ng qu c gia tn c s n xu t diesel sinh h c K t cs d u th c v u d u th c v u c l a ch ad um h n ch v s li u d u th c v thay th n D u th c v t s d KOH/g d tinh ch n ng ph i v i d u th c v lo i b t p ch t, u th i [2] c s u t p ch th mg c n ph i t nghi i h c- 3.1.2 Chu -2016 iH a cho d Th c hi n chu v i l n v i KOH 0,1 N Ghi l i th n L tr t B ng 3.2 K t qu chu L n Kh ng m u (g) c ad Th Ch s (AV) n (ml) 0,540 0,900 9,350 0,530 1,000 10,585 0,533 1,000 10,525 0,534 0,967 10,153 K t qu cc : Nh y ch s c ad c ti p i th c hi ch s xu 3.1.3 h i (mg KOH/ g) nh Th c hi ng h c c a d u v i nh t k mao qu n lo i R B ng 3.3 K t qu nh ng h c c a d Th H ng s nh t k ,cSt ho c (mm2/s2) L n1 L n 0,1 300,08 259,85 K t qu 3.1.4 nh 0,1.279,97 27,997(mm2 / s) ng h c c a d tr ng c a d Kh Th c: mdd ng d c: Vdd 175(ml ) c 279,97 44 150( g ) t nghi i h c- D mdd Vdd 3.1.5 Chu -2016 150 175 iH a 0,8571( g / cm3 ) nh ch s Th c hi n chu l n v i dung d ch HCl 0,5 N Ghi th Th n cho m u tr B ng 3.4 K t qu chu M u L n D ad Kh ng m u (g) Th Ch s n (ml) 2,077 14,800 142,8984 2,000 14,600 151,2000 2,053 14,600 151,2000 2,043 14,667 147,0994 K t qu ch s s= 147,0994 (mmg KOH/g) 3.1.6 Kh ng c Kh ng c c s y u sau s K t qu m c: X n L y 98,278 - 96,792 98,792 - 96,792 0,7430(%tt ) =743(mg/kg) c 45 t nghi i h c- -2016 iH B ng 3.5 ng c a d Ch K t qu T tr ng, g/cm3 0,8571 , mgKOH/g Ch s 18,0620 mgKOH/g Ch s 147,0994 c, mg/kg nh 743 400C, mm2/s ng h c a 27,997 Ch s Iot, g I2/100g 56,807 c Nh s axit c a d nx mb o u i th c hi , th d ch chuy nh t ng ng h c c a d t nhi u so v i d ng cc h n (s c t tm Ch s iot c a d tan h t ng t nc ad p ch oxy nd b 2SO4 Sau th c hi n ph m ph u chi m: CH3OH, H2SO4, t p ch d u gi m ch s n ng n u c H2SO4 46 n ph m s b t n t nghi i h c- -2016 iH D Chu 2SO4 cho s n ph m d n 1: Th c hi n chu v i l n v i KOH 0,01N Ghi l i th B ng 3.6 K t qu chu L n a n L c Kh ng m u (g) 2SO4 Th N Ch s (AV) n (ml) 0,987 2,600 1,478 1,035 2,500 1,355 1,065 2,500 1,317 1,029 2,533 1,383 K t qu WAV 1,383 (mgKOH / g ) c c a chu Nh ta th y ch s c a d u h xu n Do d t m b u c 47 t nghi i h c- -2016 iH tc a i d u 3.2 S n ph m sau th c hi n ph n 3.5 Ti chu u chi t , chu nh t peroxit 3.5 u chi t c 48 ng h c 400C, t nghi i h c- 3.2.1 Chu -2016 iH a cho s n ph m biodiesel Th c hi n chu v i l n v i KOH 0,01N Ghi l i th n L tr B ng 3.7 K t qu chu n L n Kh ng Th m u (g) c a biodiesel Ch s (AV) n (ml) 2,043 1,000 0,275 2,054 1,000 0,273 1,989 0,900 0,254 2,029 0,967 0,267 K t qu chu 3.2.2 cho s n ph nh ng h c c a biodiesel Th c hi u v i nh t k mao qu n lo i R B ng 3.8 K t qu nh ng h c c a biodiesel Th H ng s nh t k ,cSt ho c (mm2/s2) L n1 L n 0,1 81,38 81,31 K t qu nh 0,1.81,35 8,14(mm2 / s) ng h c c a d c 81,35 49 t nghi i h c- 3.2.3 Chu -2016 iH a peroxit cho s n ph m biodiesel Th c hi n chu b ng dung d ch Na2S2O3 0,01 M Ghi l i th L a2S2O3 n cho m u tr B ng 3.9 K t qu chu M u n V=0,3 ml peroxit c a biodiesel L n Kh ng m u (g) Th 2S2O3 0,01 n cho m u th (ml) Ch s peroxit (PV) 2,510 1,400 5,434 2,500 1,300 5,008 2,514 1,300 5,048 2,539 1,333 5,163 D K t qu ch s peroxit (PV) c PV=5,163 (meq/kg) B ng 3.10 a biodiesel t t Ch s ax , mgKOH/g nh ng h c 0,267 400C, mm2/s 8,140 Ch s Iot, g I2/100g 35,786 Ch s peroxit, (meq/kg) 5,163 Ch s c u theo ASTM D6751- s axit (0,5 max) Ch s peroxit d p tron nc ad hi n di n c a ph n l n ch t ch s ch s ch s ut s n xu t biodie c 50 n cl a u c n thi t t nghi i h c- -2016 3.3 K t qu kh 3.3.1 nh h iH ut a n hi u su t ph n ng ng c a t l mol methanol/d u B ng 3.11 K t qu kh l methanol/d n hi u su t ph n ng T l mol methanol/d u Kh ng d u ph n ng (g) Kh ng biodiesel th c t (g) Hi u su t,% 4:1 20,027 9,770 48,600 5:1 20,064 10,074 50,133 6:1 20,697 13,533 65,078 7:1 20,093 12,133 60,100 8:1 20,015 10,8626 54,017 70 65,078 65 60,1 60 54,017 55 50,133 48,6 50 45 40 Nh ng c a t l mol methanol/d : y theo t l l n a s n ph Ta th y hi u su t ph n ng cao nh 65,078% Khi t l u su t ch t ho n glyxerol.[13] t l mol methanol/d t ng gi m xu ng CH3OH ng b m t s ng th i n i h ph n n c n hi u su t ph n ng t ph n ct 51 n ngh ch theo t nghi i h c- -2016 ch chuy gi m n iH ng Le Chatelier ng s chuy n d ch theo chi u glyxerol xu ng (chi u ngh 3.3.2 a u su t gi m ng c KOH B ng 3.12 K t qu kh n hi u su t ph n ng ng KOH,%kl Kh ng d u ph n ng (g) Kh ng biodiesel th c t (g) Hi u su t,% 0,5 10,012 5,338 53,062 0,75 10,056 6,005 59,434 1,25 10,093 6,400 63,710 1,5 10,037 6,379 63,255 70 65,078 65 63,71 63,255 59,434 60 55 53,062 50 45 40 0,25 0,5 0,75 nh h Nh ng c a K n 1,25 1,5 1,75 n hi u su t ph n ng t 0,5% n 1% pt u su u su a Hi u su t cao nh m hi u su t thu s n ph m N n ng s o nhi u c 52 c l i t nghi i h c- -2016 iH a i Vi n Khoa H c V t Li u t iS 1M ng B n 1, TP H ng D ng c th hi n Ph GC-MS c a biodiesel GC- ng v : B ng 3.13 n biodiesel t % kh ng Kh ng 18.14 Methyl tetradecanoate 0.36 242 24.19 Methyl palmitate 35.96 270 34.03 Methyl linoleate 32.15 294 34.51 Methyl oleate 21.35 296 34.70 2.52 36.05 Methyl stearate 5.99 298 39.58 Methyl eicosanoate 1.66 326 c 53 t nghi i h c- K t qu -2016 iH a -MS c a biodiesel t b ph n ch y u c methyl palmitate ( C16:0) chi m 35,96%, methyl tetradecanoate (15:0), methyl stearate (18:0) chi m 5,99%, methyl eicosanoate (C21:0) chi m 1,66% (C18:2) chi m kho ng 32,15 %, methyl oleate (C18:1) chi nh chi 2,52% c 54 methyl linoleate n t nghi i h c- -2016 iH K T LU N a N NGH A.K t lu n u c k t lu n sau: K t qu t c a biodiesel t d s n xu ng h ng cho d D u c ph t b c ph v i hi u su t % v t ng h p CBDF t d u c ph n y v i hi u su t 65,078 % Q s a c quy m ph ng th nghi m u ki n ph n ng u ki c th hi n b ng 4.1 B ng 4.1 n ng x y u ki n ph n ng T ,% so v i kh ng d u T l methanol/d u Nhi 6:1 cho ph n ng,0C 60 B Ki n ngh ng h n h p - t hi u su n xu t bioethanol c th c hi thu h nd D nh t c ti p t n ph n ch q c 55 u ki n t nghi i h c- -2016 iH Ph n ng tra b gi i h n nh m h n ch s mt u su c sau ph n thay th ng Ki n ngh Al2O3 , Na / NaOH / KOH / tinh ch a Al2O3 b ng c u thu h i, ph c v u t l pha tr n gi a biodiesel t uc c 56 n th t nghi i h c- -2016 iH a U THAM KH O u t ng h p biodiesel b ng ph n ng ancol m ng B thu ih [2 Ng , Nguy x u t b n khoa h 2013).T ng h p biodiesel t d iH [5] Chu Th th a t (2011) T ng h p diesel sinh h c t iH cC us u H ng (2008) t nghi [4] Nguy Lu n H [3] Tr n Th th CaO u Long tr T c ng (2012) Ngh s d u kh t tr ng n m linh chi T td ut ng ih cK Thu t c ng ngh TP H Ch Minh [7] H Thanh Tuy n( 2013) T su t k h th ng s n xu t biodiesel t h t cao tb [8] Mebrahtu Haile, Araya Asfaw, Nigist Asfaw (2013) Investigation of Waste Coffee Ground as a Potential Raw Material for Biodiesel Production International Iournal of Renewable Energy Research [9] (2012) Valorization of o, V Coffee Grounds for Biodiesel Production Chemical Engineering Transaction [10] A.Deligiannis, A.Papazafeiropoulou, G.Anastopoulos, F Zannikos (2011) Waste Coffee Grounds as an Energy Feedstock National Technical University of Athens [11] G Georgogianni, M G Kontominas, E Tegou, D.Avlonitis and V Gergis (2007) Reaction and Process Parameters of Alkali-Catalyzed Transesterification of Waste Frying Oils Energy & Fuels c 57 t nghi i h c- -2016 iH a [12] Mano Misra, Narasimharo Kondamudi, Susanta K.Mohapatra and Shiny E.John (2008) High Quality Biodiesel From Spent Coffee Ground University of Navada [13] Hideki Fukuda, Akihiko Kondo and Hideo Noda (2001) Biodiesel fuel production by transesterification of oils Bioscience and Bioengineering c 58 ... (GC-MS) c a t nghi i h c- -2016 CH 1.1 iH NG T NG QUAN a T Diesel sinh h c 1.1.1 Kh ni m Biodiesel hay diesel sinh h c l thu t ng d ng c diesel ch lo i nhi n li u d c s n xu t t d u th c v t v m... 1.1 Diesel sinh h c 1.1.1 m 1.1.2 1.2 s n xu t diesel sinh h c 1.2.1 D u th c v t 1.2.2 M 1.3 ng v t d ng h p biodiesel... nhi nt u ki n c kinh doanh c a nh ng, th ph nhi mb t n d ng ngu y ng h p diesel sinh h c t ng d c u t c n thi n xu t diesel sinh h c B M +T nd us nv c nh m l ad c hi ng h c ng t nghi i h c- -2016