CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2.6. Xác định độ chuyển hóa của phản ứng
Độ chuyển hóa của phản ứng được xác định thơng qua việc đo độ nhớt của sản phẩm phản ứng ester chéo hóa dầu jatropha với methanol sau khi đã rửa bằng nước để tách loại mono glyceride, diglyceride.
Tiến hành thực hiện phản ứng methyl ester chéo hóa dầu jatropha với lượng các chất tham gia phản ứng và xúc tác Mg-Al hydrotalcide/g-Al2O3 như sau: 150ml dầu, 300ml metanol, khối lượng xúc tác là 24 gam; phản ứng được thực hiện trong thời gian 12 giờ, nhiệt độ phản ứng 120 oC (với điều kiện này, hiệu suất chuyển hóa xác định được là 100%). Chưng cất thu lấy methanol, lọc bỏ xúc tác, chiết thu lấy methyl ester, rửa bằng nước cho đến khi khơng cịn xuất hiện nhũ xuất hiện ở pha nước, tiếp tục hấp thu tồn bộ lượng nước nhỏ cịn lại trong methyl ester bằng silicagen, lúc này trong thành phần sản phẩm chỉ chứa 100% là methyl ester. Thể tích biodiesel thu được 150ml.
Phân tử khối trung bình của methyl ester ~ 308 đvC, tương ứng với khối lượng chất béo trong dầu ~920 ; thể tích phản ứng của dầu jatropha là 150 ml, tương ứng với 123 gam. Vậy, khối lượng methyl ester lý thuyết thu được là (123/ 920) × 3 × 308 = 123,5 gam, tương ứng với thể tích là 123,5 / 0,82 ≈ 150 ml.
Như vậy, kết quả thực hiện phản ứng với hiệu suất chuyển hóa là 100%, thể tích biodiesel thu được 150ml là phù hợp với kết quả tính gần đúng theo
50
lý thuyết. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của M. F. Elkady với hiệu suất phản ứng được tính theo cơng thức [26]:
H ≈ (Vmetyester / Vdầu nguyên liệu)
Mẫu methyl ester này được pha với dầu jatropha với thể tích khác nhau để khảo sát sự phụ thuộc hàm lượng methyl ester vào thời gian chảy qua cột mao quản trong nhớt kế Ubbelohde, kết quả khảo sát được trình bày ở bảng 2.1 và hình 2.5.
Bảng 2.1. Sự phụ thuộc của thời gian chảy qua cột mao quản trong nhớt kế Ubbelohde vào hàm lượng methyl ester
% methyl ester 100 95 90 85 80 75 Thời gian (giây) 103,4 110,2 118,5 122,8 130,6 136,5
Hình 2.5. Đồ thị phụ thuộc % methyl ester vào thời gian chảy qua mao quản
Phương trình hồi quy tuyến tính mơ tả sự phụ thuộc % methyl ester vào thời gian chảy qua cột mao quản trong nhớt kế được xác định
y = -0.7543x + 178.26 R² = 0.9956 70 75 80 85 90 95 100 100 105 110 115 120 125 130 135 140 % m et yl este Thời gian ( s )
51
y = - 0,7543x + 178,26 với hệ số tương quan R2 = 0,9956. Phương trình này sẽ được sử dụng với tất cả các phản ứng với nguyên liệu đầu sử dụng là dầu Jatropha.
Do đó, hiệu suất phản ứng được tính theo cơng thức sau:
H ≈ (Vbiodiesel / Vdầu nguyên liệu) × % methyl ester trong biodiesel
Trong đó, % methyl ester trong biodiesel được tính từ thời gian chảy qua cột mao quản trong nhớt kế từ phương trình đường chuẩn đã xây dựng.