CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU NHIÊN LIỆU SINH HỌC BIODIESEL 2.1 Khái quát về Biodiesel
2.3.4. Phương pháp sử lý dầu thực vật và mỡ động vật
Việc sử dụng trực tiếp dầu thực vật và mỡ làm nhiên liệu cho động cơ Diesel gặp những khó khăn như quá trình hóa hơi nhiên liệu ở nhiệt độ thấp kém gây trở ngại cho quá trình khởi động, quá trình cháy không hoàn toàn dẫn đến giảm công suất của động cơ, độ nhớt cao làm tắc, nghẽn, gây khó khăn cho hệ thống phun nhiên liệu. Dầu thực vật và đặc biệt là mỡ động vật có độ nhớt cao gấp khoảng 11,17 lần so với nhiên liệu Diesel. Để giảm độ nhớt của dầu và mỡ thì có thể sử dụng một trong các phương pháp sau:
Phương pháp sấy nóng
Độ nhớt sẽ giảm khi nhiệt độ tăng. Tuy nhiên phương pháp này không hiệu quả vì để dầu thực vật và mỡ đạt được độ nhớt cần thiết cho nhiên liệu Diesel thì đòi hỏi nhiệt độ khá cao (ví dụ như đối với dầu Canola ở nhiệt độ môi trường thì độ nhớt của nó gấp 12 lần so với nhiên liệu Diesel, ở nhiệt độ 800 thì độ nhớt vẫn còn gấp 6 lần so với nhiên liệu Diesel), hơn nữa hệ thống gia nhiệt cho dầu không thể duy trì mãi khi động cơ không hoạt động điều đó làm cho dầu sẽ bị đông lại đặc biệt là vào mùa đông, trước khi khởi động dầu cần phải được đốt nóng điều đó gây ra những bất tiện cho người lái xe.
Phương pháp pha loãng
Pha loãng dầu hoặc mỡ với nhiên liệu diesel theo tỷ lệ nào đó ta thu được hỗn hợp nhiên liệu mới, hỗn hợp này đồng nhất và bền vững. Các tỷ lệ dầu : diesel 1 :10 và 2 : 10 đem lại hiệu quả tốt nhất về độ nhớt và các tính chất ở nhiệt độ thấp của hỗn hợp.
Phương pháp nhũ tương hóa
Phương pháp nhũ tương hóa có thể khắc phục nhược điểm độ nhớt cao của dầu và mỡ bằng dung môi là rượu. Hệ nhũ tương dầu - rượu có những tính chất tương tự với nhiên liệu diesel nhưng nhược điểm là khó duy trì và ổn định hệ nhũ tương này.
Phương pháp cracking
Dầu và mỡ sau khi bị nhiệt phân sẽ tạo thành các hợp chất có mạch ngắn hơn do đó độ nhớt sẽ giảm đi. Xúc tác tiêu biểu sử dụng trong quá trình nhiệt phân là SiO2 và Al2O3. Nhược điểm của phương pháp là thiết bị sử dụng trong quá trình rất đắt.
Biodiesel cũng có thể được sản xuất bằng hydrocracking. Những quá trình công nghệ mới đang được phát triển mà không tạo ra Glycerol. Quá trình này bao gồm các công đoạn: hydrocracking, làm sạch bằng hydro và hydro hoá.
Hiệu suất thu sản phẩm khoảng 75¸80% với chỉ số cetane cao (~100). Thành phần sulfur thấp hơn 10 ppm. Nó phân rã 95% sau 28 ngày, trong khi đó dầu diesel 31
phân rã 40% trong cùng một khoảng thời gian. Lợi ích chính hơn những Biodiesel khác là nó làm giảm lượng NOx. Quá trình này sử dụng xúc tác hydro hoá và hydro tinh khiết thương mại thông thường. Quá trình hydrocracking có thể là một lựa chọn thích hợp cho những nhà máy lọc dầu. Phương pháp này có thể dễ dàng thích hợp với nhà máy lọc dầu nhờ vào nguồn hydro được tạo ra trong nhà máy. Tuy nhiên, quá trình này vẫn chưa được áp dụng vào thực tế.
Phương pháp chuyển hóa Ester
Phản ứng chuyển hóa Ester là phản ứng giữa các acid béo trong dầu và mỡ và rượu tạo thành Ester và Glycerol.
Đây là phương pháp được sử dụng phổ biến hiện nay do sản phẩm thu được có những tính chất tương tự như nhiên liệu diesel, và sản phẩm phụ Glycerol có giá trị sử dụng cao trong công nghiệp mỹ phẩm và dược phẩm.