Kết quả khảo sát ảnh hưởng đồng thời hàm lượng xúc tác và nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất biodiesel ở điều kiện cố định tỷ lệ molmetano/mỡ 8/1 và thời gian phản ứng 90 phút được trình bày ở hình 3.7. Vì hàm lượng xúc tác và nhiệt độ phản ứng có ảnh hưởng lớn nhất đến hiệu suất điều chế biodiesel đối với cả bậc 2 và tương tác đồng thời nên những thay đổi nhỏ của hai nhân tố này sẽ dẫn đến sự biến đổi đáng kể về hiệu suất. Ở hàm lượng xúc
tác thấp (5 %), nhiệt độ phản ứng cao (65 oC) cho hiệu suất tạo biodiesel cao hơn hẳn so với ở nhiệt độ phản ứng thấp (55 oC). Nhưng khi hàm lượng xúc tác tăng dần từ 5 % – 7 % thì hiệu suất tạo biodiesel ở nhiệt độ phản ứng thấp sẽ tăng lên, trong khi đó ở nhiệt độ phản ứng cao thì hiệu suất lại giảm xuống. Tuy nhiên, hiệu suất biodiesel ở nhiệt độ phản ứng thấp (5 %) sẽ tăng dần đến khi đạt giá trị cực đại, ứng với hàm lượng xúc tác khoảng 5.7 – 6.2 %, sau đó sẽ giảm xuống. Bề mặt đáp ứng trong hình cũng cho thấy rằng, ở nhiệt độ phản ứng thấp (55 oC) hiệu suất biodiesel ở hàm lượng xúc tác 7 % cao hơn so với hiệu suất nhận được ở hàm lượng xúc tác 5 %. Khi nhiệt độ phản ứng tăng dần từ 55 oC – 65 oC, thì hiệu suất biodiesel đối với hàm lượng xúc tác cao (7 %) gần như không đổi trong khoảng nhiệt độ 55 oC – 57 oC, nhưng khi nhiệt độ tiếp tục tăng cao hơn thì hiệu suất tạo biodiesel sẽ giảm đi nhanh chóng. Ngược lại, ở hàm lượng xúc tác thấp (5 %), khi nhiệt độ phản ứng tăng dần thì hiệu suất biodiesel sẽ tăng lên và đạt đến cực đại ở nhiệt độ khoảng 60 – 61 oC, sau đó hiệu suất sẽ giảm nhẹ khi nhiệt độ tăng vượt ra khỏi khoảng trên.
Từ sự thay đổi như trên của hiệu suất biodiesel theo hàm lượng xúc tác và nhiệt độ phản ứng, ta có thể kết luận rằng hàm lượng xúc tác sẽ ảnh hưởng lớn đến hiệu suất biodiesel của phản ứng do các tâm hoạt tính của xúc tác cùng với quá trình tiếp xúc pha trong hỗn hợp phản ứng. Ở hàm lượng xúc tác cao, lượng xúc tác quá nhiều có thể đã ngăn cản quá trình tiếp xúc pha của metanol với xúc tác và của metanol với mỡ cá; cùng với quá trình đó là các tâm hoạt tính của xúc tác có thể đã xúc tác cho cả phản ứng thuận và phản ứng nghịch của quá trình chuyển hoá este, lượng xúc tác dư quá nhiều sau khi phản ứng đạt cân bằng có thể đã làm dịch chuyển phản ứng chuyển hoá este theo chiều ngược lại và làm giảm hiệu suất biodiesel. Trong khi đó, nhiệt độ phản ứng cao đã làm bay hơi một lượng lớn metanol trước khi tham gia vào phản ứng, chính điều này đã làm giảm hiệu suất biodiesel. Mặt khác, do ảnh hưởng đồng thời của cả hàm lượng xúc tác cao và nhiệt độ phản ứng cao mà
trong phản ứng có thể xuất hiện các phản ứng phụ, như phản ứng xà phòng hoá, làm giảm hiệu suất tạo biodiesel.
Sự biến đổi như trên của hiệu suất có thể được giải thích nhờ vào các hệ số hồi qui bậc 1, bậc 2 và hệ số hồi qui thể hiện tương tác đồng thời của hai nhân tố hàm lượng xúc tác và nhiệt độ phản ứng. Khi mà hàm lượng xúc tác nhỏ thì hiệu suất tạo biodiesel tăng lên khi nhiệt độ phản ứng tăng là do ảnh hưởng bậc 1 của hàm lượng xúc tác lớn hơn nhiệt độ phản ứng (do hệ số bi bậc 1 của hàm lượng xúc tác lớn hơn hệ số bi của nhiệt độ phản ứng) và vì ảnh hưởng bậc 1 của cả hai nhân tố này đều có tác động tích cực đến hiệu suất tạo biodiesel. Ngược lại, ở hàm lượng xúc tác cao, hiệu suất tạo biodiesel lại giảm mạnh khi nhiệt độ phản ứng tăng, điều này được giải thích do tác động làm giảm của các ảnh hưởng bậc 2 của hàm lượng xúc tác bình phương (x22) và nhiệt độ phản ứng bình phương (x32), kết hợp với tương tác đồng thời hàm lượng xúc tác – nhiệt độ phản ứng (x2x3), do hệ số bij và bii của các ảnh hưởng này đều mang dấu âm. Mặt khác, các hệ số bi của các ảnh hưởng bậc 1 của hàm lượng xúc tác và nhiệt độ phản ứng lớn hơn nhiều so với các hệ số bii và hệ số tương tác đồng thời bij của hai nhân tố này. Nói cách khác, ở hàm lượng xúc tác thấp và nhiệt độ phản ứng thấp, ảnh hưởng bậc 1 giữ vai trò tác động chính đến hiệu suất tạo biodiesel; trong khi đó, ở hàm lượng xúc tác cao và nhiệt độ phản ứng cao, ảnh hưởng bậc 2 lại giữ vai trò tác động chính đến hiệu suất tạo biodiesel. Sự thay đổi rất nhỏ của hàm lượng xúc tác cũng dẫn đến sự thay đổi lớn của hiệu suất biodiesel quan sát được trên mô hình, đã chứng minh cho ảnh hưởng quan trọng của hàm lượng xúc tác đến hiệu suất tạo biodiesel ở cả bậc 1 và bậc 2.
Với những quan sát từ mô hình và phân tích ở trên, ta có thể kết luận rằng để có thể đạt được giá trị hiệu suất biodiesel cực đại cho quá trình điều chế, hàm lượng xúc tác chỉ cần sử dụng với lượng vừa phải và nhiệt độ phản ứng ở mức trung bình.