7. Câu h臼 ic 栄c"pi逢運 inh 壱n xét dành cho h丑c viên (n 院u có):
1.4.1 Các y院u t嘘 違pj"j逢荏pi"8院 n ph違n 泳ng t鰻ng h嬰p biodiesel
H2C HC OCOR2 OCOR1 H2C OCOR3 ROH H2C HC OCOR2 OH H2C OCOR3 R1COOR (a) H2C HC OCOR2 OH H2C OCOR3 ROH H2C HC OH OH H2C OCOR3 R2COOR (b) H2C HC OH OH H2C OCOR3 ROH H2C HC OH OH H2C OH R3COOR (c)
Hình 1.9: PhＶn とng transester hóa tなpi"ikck"8qＴn
E挨"ej院 ph違n 泳ng transester hóa v噂i ch医t xúc tác pj逢 sau:
Nhóm cacbonyl c栄a triglyceride s胤 khu院ch tán trên b隠 m員t ch医t xúc tác ho員c g逸n k院t v噂i ch医t xúc tác n院u là enzyme (khu院ch tán ngoài).
Nhóm cacbonyl b鵜 t医n công b荏i phân t穎 alcol (khu院ej"vƒp"vtqpi+"vjgq"e挨"ej院
ái nhân t衣o h嬰p ch医t trung gian.
Dung môi s胤 giúp cho quá trình d鵜ch chuy吋p"8k羽n tích t衣q"8k隠u ki羽n cho s詠
Nwｆp"x<p"vjＴe"u
S詠 hình thành h嬰p ch医v"vtwpi"ikcp."cnm{n"guvgt"8逢嬰c proton hóa và m瓜t phân t穎 diglyceride.
S詠 d鵜ch chuy吋n hóa gi違i h医p ph映 ho員c tách enzyme làm tái t衣o l衣i ch医t xúc tác. Ti院p t映e"ejq"eƒe"ikck"8q衣n ti院p theo.
Nhi隠u công trình nghiên c泳u cho th医y r茨ng ph違n 泳pi"vtcq"8鰻i ester ph映 thu瓜c vào các thông s嘘 nhi羽v"8瓜 ph違n 泳ng, th運i gian ph違n 泳ng, m泳e"8瓜 khu医y tr瓜n, lo衣i alcol s穎 d映ng, t益 l羽 mol alcol/d亥u m叡, lo衣k"x "j o"n逢嬰ng xúc tác, h o"n逢嬰ng FFA
x "p逢噂c có trong nguyên li羽u d亥u m叡.
1.4.1.1 Lo衣i alcol và t益 l羽 mol alcol/d亥u m叡
Alcol b壱c nh医v"pj逢"ogvjcpqn."gvjcpqn."rtqrcpqn."dwvjcpqn"8隠u có th吋 s穎 d映pi"8吋
t鰻ng h嬰p biodiesel. Các biodiesel này không khác nhau nhi隠u v隠 tính ch医t hóa h丑c
x "8隠u có th吋8ƒr"泳pi"8逢嬰c yêu c亥u c栄a các tiêu chu育n nhiên li羽u. B違n ch医t hóa h丑c c栄a alcol 違pj"j逢荏pi"8ƒpi"m吋 8院n ph違n 泳ng t鰻ng h嬰r"dkqfkgugn0"Cneqn"e„"m ej"vj逢噂c phân t穎 càng l噂n thì ph違n 泳ng càng khó x違{"tc="fq"8„."rj違n 泳pi"vj逢運pi"8逢嬰c ti院n hành 荏 nhi羽t 8瓜 khá cao. Alcol m衣ch nhánh ph違n 泳pi"mfio"j挨p"uq"x噂i alcol m衣ch th鰯pi" v逢挨pi" 泳ng [25]. Alcol chu厩i ng逸n có th吋 vjc{" 8鰻k" 8亥w" 逢c" p逢噂c c栄a các enzyme d磯p"8院n s詠 bi院p"v pj."mjk"cneqn"8逢嬰c thêm vào h羽 th嘘ng pha h英w"e挨"8”k"j臼i tính phân c詠e"ecq"j挨p"x "8k隠u này tjc{"8鰻i s詠rj¤p"vƒp"p逢噂c trong pha l臼pi0"Fq"8„."
s詠泳c ch院 x違{"tc"pj逢"n "m院t qu違 c栄a vi羽c lo衣k"p逢噂c t瑛 các nguyên li羽u.
Alcol m衣ch th鰯ng và ng逸n tham gia ph違n 泳pi"pjcpj"j挨p"x噂i hi羽u su医t chuy吋n
j„c"ecq"j挨p"uq"x噂i alcol m衣ch nhánh và dài.
So v噂i methanol, ethanol có th吋 t衣o h厩n h嬰r"8鰯ng phí v噂k"p逢噂c nên khó thu h欝i
j挨p0"Pj "v逢挨pi"8逢嬰c t衣o thành trong quá trình ph違n 泳ng c栄a methanol không b隠n, d宇 b鵜 phá v叡 j挨p"e栄a ethanol nên th運k"ikcp"8吋 tách pha ng逸p"j挨p0 Fq"8„"o員c dù
8瓜e"j挨p"gvjcpqn."pi逢運i ta v磯p"vj逢運ng s穎 d映ng methanol làm nguyên li羽u cho s違n xu医t biodiesel [30].
M瓜t trong nh英ng thông s嘘 quan tr丑ng c栄a ph違n 泳ng t鰻ng h嬰p biodiesel là t益 l羽
mol gi英a alcol và d亥u m叡. T益 l羽 này ph映 thu瓜c vào b違n ch医t nguyên li羽u và tính ch医v"cekf."dcug"8欝ng th吋 hay d鵜 th吋 c栄a xúc tác. Hi羽u su医t ph違n 泳pi"v<pi"mjk"v益 l羽
Nwｆp"x<p"vjＴe"u
vtqpi"cneqn"f逢"v<pi"f磯p"8院n vi羽c tách r穎c"mj„"mj<p"n o"ik違m hi羽u su医t ph違n 泳ng. Miao và Wu 8«"m院t lu壱n r茨ng s穎 d映pi"n逢嬰ng l噂n methanol (t益 l羽 MeOH/d亥u là 70/1 và 84/1) s胤 làm gi違m v壱n t嘘c tách pha gi英a glyxerin và FAME. V噂i nguyên li羽u d亥u m叡 th詠c v壱t ho員c d亥u m叡8«"swc"u穎 d映pi"8逢嬰c x穎n#"j o"n逢嬰ng FFA < 1%.
Nói chung, lipase xúc tác hi羽u qu違 cho ph違n 泳pi"mjk"e挨"ej医t 荏 tr衣ng thái hòa tan. Alcol béo có s嘘 carbon l噂p"j挨p"5"vcp"jq p"vq p"vtqpi"f亥u v噂i cùng t雨 n逢嬰ng hóa h丑c nh医v"8鵜pj."pj逢pi"8瓜 tan c栄c"ogvjcpqn"x "gvjcpqn"8«"8逢嬰c tìm th医{"v逢挨pi"泳ng là 1/2 và 2/3 t雨 n逢嬰ng. Ph違n 泳ng transester hóa 荏 t益 l羽 th医p là do lipase b鵜 vô ho衣t không th吋 ph映c h欝i khi b鵜 t栄a b荏i methanol (ho員e"gvjcpqn+0"A吋 tránh s詠泳c ch院 b荏i alcol th瑛a, Shimada và cじng sば *3;;;+"8隠 xu医t vi羽c thêm alcol t瑛 t瑛 g欝o"dc"d逢噂c vào m瓜t h羽 th嘘ng dung môi. Xu và cじng sば *4225+"8隠 ngh鵜 m瓜v"eqp"8逢運ng m噂k"8吋
s違n xu医t diesel sinh h丑c trong m瓜t h羽 th嘘ng dung môi b茨ng cách s穎 d映ng methyl
cegvcvg"pj逢" o瓜t ch医t nh壱n acyl, nh運 8„"u詠 違pj"j逢荏pi" 8院n ho衣t tính c栄a enzyme
8逢嬰c kh逸c ph映c [31].
1.40304"Z¿e"vƒe"x "j o"n逢嬰ng xúc tác
Z¿e"vƒe"n o"v<pi"x壱n t嘘c c栄a ph違n 泳pi"vtcq"8鰻i ester. 謂pj"j逢荏ng c栄a b違n ch医t
x "j o"n逢嬰pi"z¿e"vƒe"8嘘i v噂i ph違n 泳ng c栄a các lo衣i d亥u m叡 nguyên li羽w"8«"8逢嬰e"8隠
c壱p 荏 trên.
1.4.1.3 Th運i gian ph違n 泳ng
Hi羽u su医t ph違n 泳ng ttcq"8鰻i ester ph映 thu瓜c vào th運i gian ph違n 泳ng. Th運i gian ph違n 泳ng c亥n thi院t ph映 thu瓜c vào b違n ch医t nguyên li羽u và lo衣i xúc tác s穎 d映ng. Các nghiên c泳w"8隠u cho th医y, sau khi ph違n 泳pi"8衣t hi羽u su医t chuy吋n hóa cao nh医t thì vi羽c ti院p t映e"v<pi"vj運i gian s胤mj»pi"n o"v<pi"jk羽u su医t.
1.4.1.4 Nhi羽v"8瓜 ph違n 泳ng
V壱n t嘘c ph違n 泳ng chuy吋n hóa ph映 thu瓜c vào nhi羽v"8瓜. Khi nhi羽v"8瓜 v<pi."mj違 p<pi"mjw院ch tán vào nhau c栄a tác ch医v"v<pi"n o"ejq"rj違n 泳ng di宇p"tc"pjcpj"j挨p0"
Kho違ng nhi羽v" 8瓜 c栄a ph違n 泳pi" vtcq" 8鰻k" guvgt" v逢挨pi" 8嘘i r瓜pi" vj逢運ng t瑛 nhi羽v" 8瓜 rj”pi"8院n g亥n nhi羽v"8瓜 sôi c栄a alcol ho員e"ecq"j挨p n英a 荏 áp su医t khí quy吋n. Nhi羽t
8瓜 t嘘k"逢w"e栄a ph違n 泳ng chuy吋n hóa ph映 thu瓜c vào b違n ch医t, ch医v"n逢嬰ng c栄a nguyên li羽u d亥u m叡x "eƒe"8k隠u ki羽n khác c栄a ph違n 泳ng.
Nwｆp"x<p"vjＴe"u
Nói chung, ph違n 泳pi"vtcpuguvgt"j„c"z¿e"vƒe"gp¦{og"8逢嬰c th詠c hi羽n 荏 nhi羽v"8瓜
th医r"j挨p"uq"x噂i ph違n 泳ng transester hóa xúc tác hóa h丑c, nh茨o"8吋 pi<p"ej員n s詠 m医t ho衣t tính c栄a lipase (Watanabe và cじng sば, 2001). Nhi羽v"8瓜 ph違n 泳ng th医p là m瓜t mong mu嘘p" 8吋 gi違m chi phí v隠 p<pi" n逢嬰ng trong s違n xu医t d亥u diesel sinh h丑c (Jeong và cじng sば, 2004). Chen và cじng sば (2006) báo cáo r茨ng m瓜t ph違n 泳ng methanol phân d亥u th違i có nhi羽v"8瓜 x逢嬰t quá 40°C k院t qu違 ho衣t tính lipase b鵜 gi違m, R. oryzae. Jeong & Park *422:+"e pi"dƒq"eƒq"t茨ng nhi羽v"8瓜 ph違n 泳ng t嘘k"逢w"ejq"
Novozym 435 là 40°C, cho phép duy trì ho衣v"v pj"nkrcug"ecq"x "8瓜 nh噂t ch医t ph違n
泳ng th医p [44].
1.4.1.5 M泳e"8瓜 khu医y tr瓜n
Có nhi隠u nghiên c泳u v隠 tác d映ng khu医y tr瓜n b茨pi"rj逢挨pi"rjƒr"e挨"j丑c c鰻 8k吋n
8«" 8逢嬰c báo cáo. Ma. Clements cho bi院t ph違n 泳pi" vtcq" 8鰻i ester m叡 bò v噂i methanol, xúc tác NaOH không x違y ra n院u không có khu医y tr瓜n. Trong nh英pi"p<o
g亥p"8¤{."pjk隠u báo cáo v隠 tác d映ng khu医y tr瓜n cao, rút ng逸p"8ƒpi"m吋 th運i gian ph違n
泳ng c栄a sóng siêu âm t亥n s嘘 th医r0"E挨"ej院p {"8逢嬰c gi違i thích b茨ng vi羽c hình thành và v叡 n鰻 c栄a các b丑v"dqpi"d„pi"f逢噂i tác d映ng c栄a sóng siêu âm, sinh ra nhi羽t, phá v叡 b隠 m員t phân chia pha gi英a alcol và d亥u m叡 t衣q"pj "v逢挨pi."v<pi"fk羽n tích ti院p xúc và quá trình chuy吋n kh嘘i c栄a các ch医t trong h厩n h嬰p ph違n 泳ng [22].
A嘘i v噂i xúc tác enzyme lipase, khu医y tr瓜n giúp enzyme ti院p xúc t嘘t v噂k"e挨"ej医t
8吋 ph違n 泳ng di宇p" tc" pjcpj" j挨p" x "d宇 f pi" j挨p0" Vw{" pjk‒p." p院u khu医y tr瓜n quá m衣nh s胤 làm m医t ho衣v"v pj"gp¦{og"mjk"8„"jk羽u su医t l衣i gi違o"8ƒpi"m吋.
1.4.1.6 J o"n逢嬰ng c栄c"p逢噂c và acid béo t詠 do
J o"n逢嬰ng c栄c"p逢噂e"x "HHC"8„pi"xck"vt”"swcp"vt丑ng trong ph違n 泳pi"vtcq"8鰻i ester. Nhi隠u tác gi違 8«" 8逢c" tc" ik噂i h衣p" j o" n逢嬰ng FFA (%) có trong d亥u m叡 nguyên li羽w""pj逢"Oc"x "Jcppc"*>2.28+.""Tcocfjcu""*ø4+."¥jcpi"*>"2.7+."Ucjqq"*ø"
2), Tiwari (<1), Canakci và Van Gerpen (<3), Freedman (<3+0"Mjk"j o"n逢嬰pi"p逢噂c
e pi" ecq" vj·" n逢嬰ng alcol ph違n 泳ng càng nhi隠w." vw{" pjk‒p" j o" n逢嬰pi" p逢噂c trong nguyên li羽u t嘘t nh医t trong kho違ng 1-20%.
Nwｆp"x<p"vjＴe"u
Enzyme d衣ng dehydrate 8逢嬰e"8»pi"mj»"nk‒p"swcp"8院p"jck"swƒ"vt·pj"n "8»pi"n衣nh và s医y khô. Ikck"8q衣n s医y khô gây ra nh英pi"vjc{"8鰻i trong c医u trúc c栄a enzyme làm hi羽u qu違 xúc tác c栄a enzyme 荏 d衣ng b瓜v"8»pi"mj»"vj医p (Roy & Gupta, 2004). Khi pH c栄c"gp¦{og"8»pi"mj»"vtqpi"o瓜t h羽 8羽m b茨ng pH t嘘k"逢w"e栄a enzyme trong môi
vt逢運pi"p逢噂c thì có th吋 b違o v羽 8逢嬰c ho衣t tính c栄c"gp¦{og0"Fq"8„."xk羽e"8k隠u ch雨nh
rJ"8¿pi"u胤 không làm m医t ho衣v"v pj"vtqpi"swƒ"vt·pj"8»pi"mj»"*Roy & Gupta, 2004) và h衣n ch院 s詠v逢挨pi"vƒe"p瓜i phân t穎e pi"pj逢"vtw{隠n kh嘘k"e pi"pj逢"pj英pi"vjc{"8鰻i
vtqpi"e挨"e医u enzyme [32].
M員t khác, khi th詠c hi羽n ph違n 泳ng transester hóa, vi羽c ch丑p" 8¿pi" j羽 8羽m và ch雨pj"rJ"8¿pi"x噂i pH t嘘k"逢w"e栄c"gp¦{og" x "j o"n逢嬰pi"8羽m v瑛c"8栄 8吋 hòa tan enzyme là c亥n thi院v"8吋 enzyme ho衣v"8瓜ng t嘘k"8c0
1.4.1.8 J o"n逢嬰ng c栄a glycerol
Glycerol là s違n ph育m ph映 ch栄 y院u c栄a ph違n 泳ng trcpuguvgt"j„c."x "e„"vƒe"8瓜ng tiêu c詠e"8院n ho衣t tính c栄a enzyme (Dossat và cじng sば, 1999). Glycerol gi違i phóng làm 泳c ch院 xúc tác b茨ng cách h衣n ch院 khu院ch tán c栄c"gp¦{og"x "e挨"ej医t g員p nhau t衣o ph泳c h嬰p enzyme - e挨"ej医v."8欝ng th運i tách l噂r"e挨"ej医t và s違n ph育m [35]. Khi
8„."cneqn"e pi"mj»pi"i員r"8逢嬰e"e挨"ej医v"8吋 ph違n 泳ng nên th瑛a và làm 泳c ch院 ho衣t tính lipase.