Nghiên cứu sản xuất Biodiesel từ mỡ cá Basa - pdf 28

Download miễn phí Luận văn Nghiên cứu sản xuất Biodiesel từ mỡ cá Basa



MỤC LỤC
TRANG
Chương I ĐẶT VẤN ĐỀ. i
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ .1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .1
Chương II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU.2
2.1 BIODIESEL.2
2.1.1 Khái niệm.2
2.1.2 Vai trò của biodiesel .2
2.1.3 Tình hình sản xuất và sửdụng biodiesel .3
2.1.4 Tiêu chuẩn của nhiên liệu biodiesel .6
2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾBIODIESEL.7
2.2.1 Phương pháp Cr-acking .7
2.2.2 Phương pháp nhũtương hóa .7
2.2.3 Phương pháp chuyển ester hóa .8
2.3 CÔNG NGHỆSẢN XUẤT BIODIESEL TỪMỠCÁ BASA BẰNG
PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN ESTE HOÁ.10
2.3.1 Nguyên liệu: mỡcá basa.10
2.3.2 Cơsởlý thuyết: .11
2.3.4 Qui trình sản xuất tham khảo: 14
CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.17
3.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM.17
3.1.1 Nguyên liệu.17
3.1.2 Hoá chất.17
3.1.3 Thiết bịvà dụng cụthí nghiệm .17
3.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM.17
3.2.1 Mục tiêu thí nghiệm .17
3.2.2 Nội dung thí nghiệm.17
Chương IV KẾT QUẢVÀ THẢO LUẬN .21
4.1 SẢN XUẤT BIODIESEL SỬDỤNG XÚC TÁC NaOH .21
4.1.1 Ảnh hưởng của các điều kiện phản ứng đến hiệu suất sản xuất biodiesel
.21
4.1.2 Ảnh hưởng của các điều kiện phản ứng đến một sốchỉtiêu chất lượng của
biodiesel . 22
4.2 SẢN XUẤT BIODIESEL SỬDỤNG XÚC TÁC KOH. 22
4.2.1 Ảnh hưởng của các điều kiện phản ứng đến hiệu suất sản xuất biodiesel
.23
4.2.2 Ảnh hưởng của các điều kiện phản ứng đến một sốchỉtiêu chất lượng
của biodiesel .25
4.3 THẢO LUẬN CHUNG.26
4.3.1 Ảnh hưởng của loại xúc tác đến hiệu suất thu hồi.26
4.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ, tỉlệmethanol/mỡ đến hiệu suất phản ứng .26
Chương V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .29
5.1 KẾT LUẬN.29
5.2 KIẾN NGHỊ . 31
TÀI LIỆU THAM KHẢO. 32





Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.

Ket-noi - Kho tài liệu miễn phí lớn nhất của bạn


Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ket-noi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:


o, Campuchia, Trung Quốc...
Mỡ cá bassa có tỷ trọng nhỏ, không tan trong nước, nhẹ hơn nước. Trong mỡ cá
chứa nhiều loại axit béo khác nhau, các axit béo này có mạch cacbon khá dài bao
gồm axit béo no và không no với hàm lượng khác nhau (Thành phần acid béo
trong mỡ cá được trình bày ở bảng 1, minh
họa mỡ nguyên liệu thể hiện ở hình 3).
 Một vài đặc tính của mỡ cá basa
- Tỷ trọng ở 300C: 0,917
- Chỉ số chiết quang ở 400C: 1,460
- Chỉ số acid (mg KOH/g mẫu): 0,22
- Chỉ số peroxyd (ml Na2S2O3 0,1N): 4
- Chỉ số xà phòng (mg KOH/g mẫu): 196,96
- Chỉ số Iod (gI2/100 g mẫu): 78,72 Hình 3: Mỡ nguyên liệu đã qua sơ chế
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28- 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng
11
Bảng 2: Thành phần acid béo của mỡ cá basa
(Hồ Xuân Thiên, 2006)
2.3.2. Cơ sở lý thuyết
Bản chất biodiesel là sản phẩm ester hoá giữa methanol hay ethanol và acid béo
trong mỡ cá:
100 kg mỡ + 10 kg methanol  100 kg biodiesel + 10 kg glycerin
Phương trình chuyển hoá cơ bản như sau :
H2C O COR1
HC O COR2
H2C O COR3
+ 3 CH3OH
Xúc tác
H2C OH
HC OH
H2C OH
+
R1COOCH3
R2COOCH3
R3COOCH3
Triglyceride Methanol Glycerin Hỗn hợp methylester
Trong đó R1, R2, R3 là các gốc acid béo no hay không no chứa trong mỡ cá.
Chất xúc tác thực hiện chuyển hoá: NaOH
 Vai trò chất xúc tác
Phản ứng với methanol trước để tạo tiền chất cho các phản ứng chuyển hoá tiếp
theo.
- Phản ứng 1: Tạo Alkoxide
CH3OH + NaOH CH3ONa + H2O
TT Acid béo Phân tử lượng M(g)
% chiếm trong
mỡ cá basa
Phân tử lượng triglyceride
tương ứng M(g)
1 C12:0 200 0.0391 638
2 C14:0 228 0.8236 722
3 C16:0 256 19.1723 806
4 C16:1 254 0.597 800
5 C18:0 284 6.0779 890
6 C18:1 282 37.0756 884
7 C18:2 280 10.7851 878
8 C18:3 278 0.4558 872
9 C20:0 312 0.1797 974
10 C20:1 310 0.3946 968
11 C20:4 304 0.1916 950
12 C22:0 340 0.2381 1058
13 C24:0 368 19.6478 1142
14 C22:6 326 0.2832 926
Phân tử lượng trung bình 882,92
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28- 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng
12
Trong môi trường có nước Akoxide phân ly tạo CH3O- và Na+, CH3O- tiếp tục thực
hiện phản ứng tiếp theo .
- Phản ứng 2: Tạo glyceride anion
H2C O COR1
HC O COR2
H2C O COR3
+ CH3O- + R2COOCH3
H2C O COR1
HC O-
H2C O COR3
Triglyceride Alkoxide Triglyceride anion Methylester
- Phản ứng 3: Tạo diglyceride và CH3O-
+ CH3OH
H2C O COR1
HC OH
H2C O COR3
H2C O COR1
HC O-
H2C O COR3
+ CH3O-
Triglyceride anionMethanol Diglyceride Alkoxide
-
Các phản ứng dây chuyền tiếp theo để tạo ra monoglyceride, methylester và cuối
cùng tạo ra glycerin và methylester
H2C O COR1
HC OH
H2C O COR3
+ CH3O-
H2C O-
HC OH
H2C O COR3
+ R1COOCH3
Diglyceride Alkoxide Monoglyceride anion Methylester
+ CH3OH + CH3O-
H2C OH
HC OH
H2C O COR3
H2C O-
HC OH
H2C O COR3
Monoglyceride anion Methanol Monoglyceride Alkoxide
+ CH3O-
H2C OH
HC OH
H2C O COR3
+ R3COOCH3
H2C OH
HC OH
H2C O-
Monoglycerid Alkoxide Glycerianion Methylester
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28- 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng
13
+ CH3OH + CH3O-
H2C OH
HC OH
H2C OH
H2C OH
HC OH
H2C O-
anion Methanol Glycerin Alkoxide
Như vậy trong quá trình này cứ 1 phân tử triglyceride tác dụng với 3 phân tử
CH3OH tạo ra một phân tử glycerol và 3 phân tử methyl ester.
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28- 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng
14
2.3.3 Qui trình sản xuất tham khảo
Nguyên liệu
Xử lí
Methanol
Khuấy trộn
Để yên
Trung hòa bằng methoxide
Gia nhiệt 1
H2SO4 95%
Khuấy trộn
Gia nhiệt 2
Methoxide
Khuấy trộn
Để yên
Dung dịch tách lớp
Glycerin Biodiesel thô
Rửa
Kiểm tra chất lượng
Biodiesel
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28- 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng
15
Thuyết minh quy trình:
Nguyên liệu (dầu thực vật hay mỡ động vật) được đem đem xử lí. Sau đó nguyên
liệu trải qua 2 giai đoạn của quá trình điều chế biodiesel.
* Giai đoạn một: Xúc tác acid.
- Nguyên liệu và methanol được cho vào bình phản ứng với tỷ lệ tương ứng 1: 0,08
- Khuấy trộn hỗn hợp trong khoảng 5 phút.
- Tiến hành gia nhiệt lần 1 để hỗn hợp phản ứng đạt 35oC, giữ gia nhiệt trong 1 giờ
- Bổ sung xúc tác H2SO4 95% và khuấy trộn liên tục với tốc độ 500 – 600
vòng/phút trong 2 giờ, nhiệt độ được duy trì ở 35oC. Khuấy và gia nhiệt diễn ra
đồng bộ. Mục đích của giai đoạn này là để thực hiện phản ứng ester hóa các acid
béo tự do trong dầu thực vật hay mỡ động vật. Phương trình chuyển hoá như sau:
RCOOH + CH3OH + H2O
H2SO4 dd
R1COOCH3
- Sau đó ngừng gia nhiệt, để yên hỗn hợp trong 8 giờ hay qua đêm.
- Hỗn hợp sau khi để yên được trung hòa bằng lượng methoxide vừa đủ để loại
H2SO4 nhằm kết thúc giai đoạn xúc tác acid, tạo điều kiện thực hiện giai đoạn xúc
tác base:
2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O
* Giai đoạn 2: Xúc tác base
- Gia nhiệt hỗn hợp vừa trung hòa đến nhiệt độ phản ứng thích hợp.
- Cho lượng methoxide còn lại vào và khuấy
trộn với tốc độ 500 – 600 vòng/phút khoảng 1
giờ 30 phút thì ngừng khuấy và ngừng gia
nhiệt. Ở giai đoạn này xảy ra phản ứng chuyển
ester hóa giữa triglyceride và methanol tạo
methylester. Quá trình khuấy sẽ giúp các tác
chất tiếp xúc tốt với nhau làm tăng hiệu suất
phản ứng.
- Để yên trong vòng một giờ dung dịch tách
thành 2 lớp rõ rệt (Hình 5):
Hình 4: Phễu chiết chứa sản phẩm sau khi tách lớp
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28- 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng
16
• Lớp dưới đáy là glycerin và tạp chất rắn được rút khỏi dung dịch, sau 20 phút
chiết rút một lần.
• Lớp trên là biodiesel thô.
* Chuẩn bị methoxide: Hợp chất kiềm dùng làm xúc tác được hòa tan với
methanol. Lượng methanol sử dụng cho mỗi thí nghiệm được tính toán sao cho
tổng thể tích methanol dùng theo đúng tỉ lệ đã chọn lựa..
- Rửa biodiesel: Biodiesel tạo thành
còn lẫn xúc tác kiềm do đó cần tiến
hành rửa để loại kiềm, đưa pH của
dung dịch về môi trường trung tính.
Biodiesel thường được rửa bằng
phương pháp tạo bọt. Thêm một ít axít
H3PO4 10% vào nước trước khi rửa.
Thực hiện thổi bọt trong 24 giờ, để yên
30 phút. Thu được sản phẩm biodiesel
có pH trung tính và màu sắc sáng đẹp
hơn . Hình 6 mô tả hệ thống công cụ
dùng để rửa biodiesel.
Hình 5: Rửa sản phẩm
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28- 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng
17
CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM
3.1.1 Nguyên liệu: mỡ cá basa
3.1.2 Hoá chất
- Methanol
- H2SO4 95%
- NaOH
- H3PO4
3.1.3 Thiết bị và công cụ thí nghiệm
- Máy khuấy từ gia nhiệt (Hình 4).
- Nhiệt kế
- Phễu chiết
- Máy đo độ nhớt Hình 6: Khuấy từ gia nhiệt
- Các công cụ thuỷ tinh: bình tam giác, ống đong
3.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
3.2.1 Mục tiêu thí nghiệm
Tìm ra sự ảnh hưởng tối ưu của các nhân tố: nhiệt độ, tỉ lệ methanol/mỡ, loại xúc
tác đến hiệu suất phản ứng.
3.2.2 Nội dung thí nghiệm
i. Chuẩn bị mẫu
Mỡ cá basa (mỡ sống) được mua từ chợ đem về xử lí và gia nhiệt (thắng mỡ). Kết
thúc quá trình gia nhiệt ta được mỡ cá dùng cho thí nghiệm.
ii. Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên 3 nhân tố:
- Nhân tố A: Nhiệt độ phản ứng.
Các mức độ: A1 = 55oC, A2 = 60oC, A3 = 65oC.
- Nhân tố B: tỉ lệ methanol/mỡ.
Các mức độ: B1 = 2:10 ; B2 = 1,9:10 ; B3 = 1,8:10
- Nhân tố C: loại xúc tác.
Các mức độ: C1 là NaOH, C2 là KOH.
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28- 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng
18
Thí nghiệm lặp lại 3 lần: n = 3.
⇒ Số nghiệm thức = (A*B*C) n = (3*3*2) 3 = 54 nghiệm thức.
Mỗi nghiệm thức là một qui trình sản xuất biodiesel.
iii. Các thông số cố định
- Mỡ cá: 500 ml cho mỗi thí nghiệm.
- Tốc độ khuấy trộn
- Lượng methanol dùng cho quá trình gia nhiệt 1 với tỉ lệ: 0,8:10
- H2SO4 95%: 0,5 ml
- NaOH: 1,55g
- KOH: 2,17g
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28- 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng
19
iv. Sơ đồ bố trí thí nghiệm
C1B1
C1B2
C1B3
C2B1
C2B2 A1 A2 A3
C2 B3
Khuấy trộn
Glycerin
Để yên
Dung dịch tách
lớp
Kiểm tra chất
lượng
Biodiesel thô
Rửa
Biodiesel
Mỡ cá basa
Gia nhiệt 1
Methanol
Khuấy trộn
Để yên
H2SO4 95%
Methoxide
Trung hoà
Gia nhiệt 2
Luận văn Tốt nghiệp khóa 28- 2007 Trường Đại học Cần Thơ
Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng
20
v. Chỉ tiêu đánh giá sản phẩm
- Hiệu suất phản ứng. ...
Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status