tiếp
Thông thường, việc sản xuất biodiesel từ tảo theo các phương pháp truyền thống được tiến hành bằng cách tách chiết dầu tảo khỏi sinh khối, sau đó dầu tảo được sử dụng cho phản ứng chuyển hóa tạo biodiesel (Miao và cs., 2006; Liu và cs., 2007). Tuy nhiên, để giảm bớt chi phí của công đoạn tách chiết, biodiesel được sản xuất theo phương pháp methyl hóa trực tiếp từ sinh khối chứa dầu cũng đã được tiến hành ở một số loài tảo (Lewis và cs., 2000) và nấm (Liu và cs., 2007). Phương pháp chuyển hóa trực tiếp cũng rút ngắn được thời gian một cách đáng kể và tránh được việc mất mát lipid trong quá trình tách chiết. Nhờ đó, hiệu suất chuyển hóa đạt được cao hơn so với phương pháp truyền thống.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã sử dụng sinh khối tảo Chlorella sp. để làm nguyên liệu chuyển hóa tạo biodiesel. Sinh khối tảo phải ở dạng bột khô vì nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng việc sử dụng sinh khối tươi để chuyển hóa làm giảm đáng kể hiệu suất biodiesel thu được. Nguyên nhân là do thành phần nước chứa trong nguyên liệu thường làm giảm tác dụng của chất xúc tác. Đặc biệt trong một số trường hợp (ví dụ như sử dụng chất xúc tác kiềm), sự có mặt của nước trong
Hình 23. A-Thu sinh khối Chlorella sp. bằng phƣơng pháp kết tủa ở quy mô 10 lít B- Sinh khối Chlorella sp. sau khi đã loại muối
B A
hỗn hợp phản ứng sẽ gây ra sự xà phòng hóa. Xà phòng sẽ làm giảm đáng kể tác dụng của chất xúc tác và làm tăng độ nhớt của dung dịch, tạo ra hỗn hợp dạng gel nên rất khó để phân tách các sản phẩm của phản ứng chuyển hóa (biodiesel, glycerol) (Hideki và cs., 2001; Michael, 2009; Ehimen và cs., 2010).
Trong số các loại chất xúc tác thường được sử dụng để sản xuất biodiesel (bao gồm xúc tác kiềm, acid, enzyme lipase) thì xúc tác kiềm thường được sử dụng rộng rãi vì giá thành rẻ. Tuy nhiên, đối với các loại nguyên liệu có chứa hàm lượng acid béo tự do (FFA) cao như đối với dầu tảo thì việc sử dụng xúc tác kiềm là không phù hợp vì sẽ gây ra sự xà phòng hóa. Do đó, trong nghiên cứu này, chúng tôi đã sử dụng chất xúc tác là acid sulphuric (H2SO4). Các acid vô cơ (như H2SO4, HCl…) có tinh chất trơ đối với FFA nên phù hợp đối với các nguyên liệu có chứa hàm lượng FFA cao (trên 0,5% w/w tính theo khối lượng dầu) (Ehimen và cs., 2010).
Sau quá trình phản ứng ở quy mô phòng thí nghiệm, chúng tôi đã thu được sản phẩm biodiesel ở dạng thô có màu xanh sáng (hình 24). Thí nghiệm được lặp lại 3 lần để kiểm chứng. Hình 24 minh họa các bước rửa để thu hồi sản phẩm biodiesel từ hỗn hợp sau phản ứng.
s