BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN TRUNG THÀNH

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ CHUYỂN HÓA
SINH KHỐI VI TẢO HỌ BOTRYOCOCCUS
THÀNH NHIÊN LIỆU SINH HỌC BIODIESEL THEO
PHƢƠNG PHÁP HAI GIAI ĐOẠN TRÊN XÚC TÁC DỊ THỂ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC

Hà Nội – 2016



BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN TRUNG THÀNH

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH VÀ CHUYỂN HÓA
SINH KHỐI VI TẢO HỌ BOTRYOCOCCUS
THÀNH NHIÊN LIỆU SINH HỌC BIODIESEL THEO
PHƢƠNG PHÁP HAI GIAI ĐOẠN TRÊN XÚC TÁC DỊ THỂ

Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học
Mã số: 62520301

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC



PGS.TS. Lê Quang Diễn


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới người
hướng dẫn chính: GS.TS Đinh Thị Ngọ - Cô đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, định
hướng trong suốt quá trình tôi thực hiện luận án với sự tận tụy, sáng suốt và khoa
học cao.
Tôi trân trọng cảm ơn PGS.TS. Lê Quang Diễn, trong suốt quá trình tôi thực
hiện luận án, với vai trò người hướng dẫn, Thày đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo. Là
trưởng bộ môn CN Xenluloza và Giấy, Thày cũng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi
nhất cho tôi thực hiện các kế hoạch học tập, nghiên cứu.
Tôi rất biết ơn và trân trọng sự giúp đỡ quý báu của PGS. TS Nguyễn Khánh
Diệu Hồng cùng với các nghiên cứu sinh nhóm nghiên cứu Xúc tác – Nhiên liệu
sinh học, Bộ môn CN Hữu cơ Hóa dầu, Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường đại học
Bách Khoa Hà Nội.
Xin được gửi lời cảm ơn đến cơ quan tôi đang công tác: Bộ môn CN
Xenluloza và Giấy, Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội vì
sự ủng hộ, giúp đỡ, tạo điều kiện về mọi mặt trong quá trình tôi theo học Nghiên
cứu sinh.
Xin được gửi lời cảm ơn đến các Thày Cô Bộ môn CN Hữu cơ – Hóa dầu,
Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội với những góp ý thiết
thực trong quá trình tôi làm luận án.
Xin được gửi lời cảm ơn tới Đề án 911 – Bộ Giáo dục và Đào tạo với sự hỗ trợ
kinh phí quý báu giúp tôi hoàn thành luận án.
Xin được gửi lời cảm ơn tới những nhà khoa học, bạn đồng nghiệp vì những
góp ý thiết thực cho luận án này.
Và xin được gửi lời cảm ơn đặc biệt nhất tới vợ, con gái và gia đình tôi.
Những người đã luôn bên cạnh, chia sẻ những khó khăn và là động lực giúp tôi

1.2.3. Xúc tác lưỡng chức ........................................................................................ 14
1.2.4. Xúc tác dị thể axit rắn SO42-/ZrO2 ................................................................. 16
1.2.5 Xúc tác dị thể bazơ rắn CaO/SiO2 .................................................................. 21
1.3. Phản ứng trao đổi este .......................................................................................... 26
1.3.1. Bản chất hóa học, tác nhân phản ứng ............................................................ 26
1.3.2. Quá trình phản ứng một giai đoạn và hai giai đoạn đối với dầu có hàm lượng
axit béo tự do cao ......................................................................................................... 27
1.3.3. Cơ chế phản ứng với xúc tác bazơ ................................................................ 27
1.3.4. Cơ chế phản ứng với xúc tác axit .................................................................. 28
1.4. Tình hình nghiên cứu sử dụng, chuyển hóa dầu vi tảo thành biodiesel trên thế
giới và ở Việt Nam........................................................................................................... 29
Chương 2. THỰC NGHIỆM ............................................................................................... 31
2.1. Tổng hợp xúc tác axit rắn SO42-/ZrO2 và xúc tác bazơ rắn Ca(NO3)2/SiO2 ......... 31
i


2.1.1. Tổng hợp xúc tác SO42-/ZrO2 ........................................................................ 31
2.1.2. Tổng hợp xúc tác Ca(NO3)2/SiO2 .................................................................. 31
2.1.3. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng xúc tác ........................................... 32
2.2. Chiết tách dầu vi tảo từ vi tảo khô ....................................................................... 35
2.2.1. Dụng cụ thí nghiệm và hóa chất .................................................................... 35
2.2.2. Phương pháp tiến hành chiết tách .................................................................. 36
2.2.3. Tinh chế sản phẩm ......................................................................................... 37
2.2.4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly ................................... 37
2.2.5. Tách hydrocacbon trong dầu vi tảo ............................................................... 37
2.3. Tổng hợp Biodisel từ dầu vi tảo bằng phương pháp hai giai đoạn trên hệ xúc tác
dị thể ................................................................................................................................ 38
2.3.1. Giai đoạn 1 trên xúc tác axit SO42-/ZrO2 ....................................................... 38
2.3.2. Giai đoạn 2 trên xúc tác Ca(NO3)2/SiO2........................................................ 39
2.3.3. Tính toán hiệu suất biodiesel thu được .......................................................... 40

iii


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT

ASTM

American Society for Testing and
Materials

Hiệp hội vật liệu và thử nghiệm
Hoa Kỳ

BET

Brunauer – Emmett – Teller

Phương pháp hấp phụ đa lớp
BET

CRIEPI

Central Research Institute of Electric
Power Industry

Viện nghiên cứu trung tâm về
điện công nghiệp

DDTA


Polyaxit dị thể

IUPAC

International Union of Pure and Applied
Chemistry Nomenclature

Hiệp hội Hoá học Quốc tế

NLSH

Nhiên liệu sinh học

PAH

Polycyclic aromatic hydrocarbon

Hydrocacbon đa vòng thơm

SEM

Scanning electron microscopy

Kính hiển vi điện tử quét

TGDTA

Thermogravimetry - Differential thermal
analysis



DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Một số vi tảo chứa dầu. ......................................................................................... 4
Bảng 1.2. So sánh năng suất thu sinh khối và thu dàu từ các cây lấy dầu khác nhau ........... 8
Bảng 1.3. Thành phần các loại axit béo trong dầu vi tảo ...................................................... 9
Bảng 1.4. So sánh nhiệt trị của biodiesel từ dầu tảo so với các loại biodiesel từ dầu của các
loại cây thực vật khác .......................................................................................................... 10
Bảng 1.5. So sánh biodiesel từ dầu vi tảo so với diesel khoáng với tiêu chuẩn ASTM
(admin 2009) ....................................................................................................................... 10
Bảng 1.6 Các loại xúc tác rắn axit và bazơ cho phản ứng trao đổi este .............................. 11
Bảng 1.7. Ảnh hưởng của chất mang đến chất lượng xúc tác ............................................. 18
Bảng 2.1. Chỉ thị Hammett và khoảng pH đổi màu ............................................................ 34
Bảng 2.2. Lượng mẫu thử thay đổi theo chỉ số iốt dự kiến ................................................. 43
Bảng 3.1.Tổng hợp các kết quả thu được từ phổ TPD-NH3 của ZrO2 và xúc tác SO42-/ZrO2
............................................................................................................................................. 54
Bảng 3.2. Kết quả xác định diện tích bề mặt riêng của ZrO2 .............................................. 55
Bảng 3.3. Kết quả xác định bề mặt riêng của xúc tác SO42-/ZrO2 ....................................... 55
Bảng 3.4. Nghiên cứu lựa chọn kích thước hạt xúc tác ....................................................... 56
Bảng 3.5. Các tính chất hóa lý đặc trưng của xúc tác SO42-/ZrO2 ....................................... 56
Bảng 3.6. Kết quả xác định bề mặt riêng của SiO2 ............................................................. 57
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của hàm lượng Ca(NO3)2 trong xúc tác đến hiệu suất của phản ứng
............................................................................................................................................. 58
Bảng 3.8. Kết quả xác định diện tích bề mặt riêng của xúc tác CaO/SiO2 .......................... 62
Bảng 3.9. Nghiên cứu chọn kích thước hạt xúc tác ............................................................. 64
Bảng 3.10. Các tính chất hóa lý đặc trưng của xúc tác Ca(NO3)2/SiO2 .............................. 65
Bảng 3.11. Hiệu suất chiết tách dầu với các loại dung môi khác nhau ............................... 66
Bảng 3.12. Đặc tính hóa học của các dung môi .................................................................. 67
Bảng 3.13. Sự phụ thuộc của hiệu suất trích ly vào tỉ lệ n-hexan/etanol ............................ 69
Bảng 3.14. Sự phụ thuộc của hiệu suất trích ly vào nhiệt độ .............................................. 70
Bảng 3.15. Sự phụ thuộc của hiệu suất trích ly vào tốc độ khuấy....................................... 71

Bảng 3.43. Các thông số tối ưu cho quá trình tổng hợp biodiesel ....................................... 97
Bảng 3.44. Thành phần các axit béo trong sản phẩm biodiesel........................................... 98
Bảng 3.45. Các chỉ tiêu kỹ thuật chính của biodiesel so với tiêu chuẩn và diesel khoáng . 99
vi


Bảng 3.46. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất ở các nhiệt độ ................... 100
Bảng 3.47. Chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm biodiesel phản ứng tại nhiệt độ 110 oC ......... 101
Bảng 3.48. Các thông số công nghệ tối ưu khi tổng hợp biodiesel ở nhiệt độ và áp suất cao
........................................................................................................................................... 101

vii


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Hệ thống soxhlet .................................................................................................... 7
Hình 1.2. Hoạt hóa đồng thời cả các cấu tử nucleophil và electrophil trên các tâm axit và
bazơ trên bề mặt xúc tác ...................................................................................................... 15
Hình 1.3. Cấu trúc tinh thể đơn nghiêng monoclinic .......................................................... 16
Hình 1.4. Cấu trúc tinh thể tứ diện tetragonal .................................................................... 16
Hình 1.5. Ion tetrameric ....................................................................................................... 17
Hình 1.6. Sự hình thành tâm axit bronsted và lewis trên SO42-/ZrO2 .................................. 18
Hình 1.7. Phổ TPD giải hấp phụ CO2 từ các oxit kim loại kiềm thổ................................... 22
Hình 1.8. Cơ chế phản ứng trao đổi este giữa triglyxerit với metanol sử dụng xúc tác CaO
............................................................................................................................................. 23
Hình 1.9. Cơ chế sự ảnh hưởng của các axit béo tự do đối với canxi oxit được sử dụng làm
xúc tác trong quá trình trao đổi este .................................................................................... 23
Hình 2.1. Sơ đồ trích ly sinh khối vi tảo.............................................................................. 36
Hình 2.2. Sơ đồ lọc chân không .......................................................................................... 36
Hình 2.3. Sơ đồ chưng cất ................................................................................................... 36

Hình 3.24. Giản đồ TG-DTA của xúc tác............................................................................ 63
Hình 3.25. Sơ đồ nung tạo xúc tác CaO/SiO2 ..................................................................... 64
Hình 3.26. Hiệu suất thu dầu với các loại dung môi khác nhau .......................................... 67
Hình 3.27. Sự phụ thuộc hiệu suất trích ly dầu vào tỷ lệ hexan/etanol ............................... 70
Hình 3.28. Sự phụ thuộc hiệu suất trích ly dầu vào nhiệt độ............................................... 70
Hình 3.29. Sự phụ thuộc hiệu suất trích ly dầu vào tốc độ khuấy ....................................... 71
Hình 3.30. Sự phụ thuộc hiệu suất trích ly dầu vào thời gian trích ly ................................. 72
Hình 3.31. Sự phụ thuộc hiệu suất trích ly dầu vào tỷ lệ dung môi/vi tảo khô ................... 73
Hình 3.32. Sự phụ thuộc của hiệu suất trích ly vào tỉ lệ hexan/etanol. ............................... 74
Hình 3.33a. Sắc kí đồ của dầu vi tảo trước metyl hóa ......................................................... 77
Hình 3.33b. Sắc kí đồ của dầu vi tảo sau khi metyl hóa...................................................... 77
Hình 3.34. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất chuyển hóa axit béo tự do .... 85
Hình 3.35. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng tới hiệu suất chuyển hóa axit béo tự do .... 86
Hình 3.36. Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác đến hiệu suất chuyển hóa axit béo tự do ... 87
Hình 3.37. Ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích metanol/dầu đối với hiệu suất chuyển hóa axit béo
tự do ..................................................................................................................................... 88
ix


Hình 3.38. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn khối phản ứng đến chuyển hóa axit béo tự do
............................................................................................................................................. 89
Hình 3.39. Quan hệ giữa số lần sử dụng xúc tác SO42-/ZrO2 và hiệu suất giai đoạn 1 ....... 90
Hình 3.40. Đồ thị quan hệ giữa nhiệt độ phản ứng và hiệu suất phản ứng ......................... 92
Hình 3.41. Đồ thị quan hệ giữa thời gian phản ứng và hiệu suất phản ứng ........................ 93
Hình 3.42. Đồ thị quan hệ giữa hàm lượng xúc tác và hiệu suất phản ứng ......................... 94
Hình 3.43. Đồ thị ta được đồ thị quan hệ giữa tỷ lệ mol metanol/dầu và hiệu suất phản ứng
............................................................................................................................................. 95
Hình 3.44. Đồ thị quan hệ giữa tốc độ khuấy và hiệu suất phản ứng .................................. 96
Hình 3.45. Sắc ký đồ của sản phẩm biodiesel tổng hợp được ............................................. 98
Hình 3.46. Kết quả MS của metyl hexadecanoat trong biodiesel........................................ 98

vừa làm giảm lượng CO2 cũng như làm sạch môi trường.
Bản chất của quá trình sản xuất biodiesel từ dầu mỡ động thực vật là phản ứng trao
đổi este, phản ứng este hóa tạo ra alkyl este có sử dụng xúc tác với tác nhân rượu đơn
chức. Xúc tác đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình trên. Để đạt được hiệu quả kinh tế
của quá trình sản xuất biodiesel bằng phản ứng trao đổi este, cần tạo ra các loại xúc tác dị
thể có hoạt tính xúc tác cao, có khả năng tái sử dụng nhiều lần và sử dụng được với các
loại nguyên liệu dầu mỡ rẻ tiền.
Chính vì vậy, mục tiêu của đề tài là tìm ra phương pháp chiết tách dầu từ vi tảo với
hiệu quả cao, tổng hợp xúc tác axit rắn và bazơ rắn có hoạt tính cao, có khả năng tái sử
dụng nhiều lần để chuyển hóa dầu vi tảo thành biodiesel.
1


Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của đề tài
- Tổng hợp và đặc trưng xúc tác axit dị thể SO42-/ZrO2 với chất mang zirconi dioxit
dạng tứ diện.
- Tổng hợp và đặc trưng xúc tác bazơ dị thể Ca(NO3)2/SiO2, với pha hoạt tính CaO
tạo cấu trúc đơn lớp tinh thể trên chất mang.
- Nghiên cứu tìm ra hệ dung môi chiết tách dầu từ sinh khối vi tảo khô họ
Botryococcus sp. Xác định thành phần hóa học, tính chất của sản phẩm dầu thu được.
- Nghiên cứu tách hydrocacbon khỏi dầu vi tảo chiết tách được.
- Chuyển hóa dầu vi tảo họ Botryococcus sp thành nhiên liệu sinh học biodiesel bằng
phương pháp hai giai đoạn trên hệ xúc tác tổng hợp được.
- Xác định các tính chất của sản phẩm thu được.
Những đóng góp mới của luận án
- Chế tạo được xúc tác dị thể siêu axit rắn SO42-/ZrO2 với chất mang ZrO2 dạng tứ
diện giúp tối ưu hóa độ axit của xúc tác, số tâm axit mạnh trong 1 gam xúc tác là
30,91x1019.
- Chế tạo được xúc tác CaO/SiO2 với hàm lượng pha hoạt tính CaO là 13,61%. Pha
hoạt tính CaO tạo thành một lớp đơn tinh thể trên bề mặt chất mang, đặc điểm này giúp

lá, rễ hoặc cuống. Loại tảo này dễ bị phân hủy hơn so với những loại thực vật tiềm năng
khác, chúng có thể sử dụng làm NLSH do có hàm lượng dầu cao trong sinh khối. Loại tảo
này hấp thụ khí CO2 từ không khí, không làm tăng thêm lượng CO2 như nhiên liệu hóa
thạch [66]. Tảo là loài thực vật bậc thấp trong hệ sinh thái, tồn tại chủ yếu trong môi
trường nước (nước ngọt, lợ hoặc nước biển), có khả năng chuyển hóa năng lượng mặt trời,
nước và khí CO2 thành sinh khối tảo. Do vậy, sinh khối vi tảo đã trở thành nguyên liệu
quan trọng để sản xuất các nhiên liệu như: biodiesel, etanol, green diesel, biokerosen. Sinh
khối còn lại có thể dùng làm thực phẩm, dược phẩm, thức ăn chăn nuôi...
Các nhà nghiên cứu cho rằng tảo là nguyên liệu sinh học duy nhất có khả năng thay
thế hoàn toàn nhiên liệu hóa thạch [57, 110]. Các nhà khoa học Pháp thuộc Phòng thí
nghiệm Đại dương học Villefrance-sur-Mer đã nghiên cứu từ tháng 12/2006 cho thấy, một
sản phẩm tạo ra năng lượng được sản xuất bằng phương pháp quang hợp, đó là vi tảo có
thể chứa đến 60% khối lượng lipid. Năng suất của loại tảo này cao gấp 30 lần so với năng
suất của các loài cây cho dầu như dầu đậu nành, dầu hướng dương... Do đó, vi tảo có thể
trở thành một nguyên liệu giá rẻ, không gây ô nhiễm, tiết kiệm năng lượng và không chiếm
nhiều diện tích đất trồng.
Có rất nhiều loại tảo khác nhau. Phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, CO2 và mục đích
sử dụng mà chọn loại vi tảo phù hợp. Các loại tảo cho dầu được trình bày trong bảng 1.1
Bảng 1.1. Một số vi tảo chứa dầu [10, 14, 53, 114].

Hàm lượng dầu
(% trọng lượng khô)

Hàm lượng lipid
(% trọng lượng khô)

Botryococcus brauni

25-75


>20

Loại tảo

Crypthecodinium cohnii

Isochrysis sp
Monallanthus salina

4


Nannochloropsis oculata

22-30

50

Nannochloris sp

20- 56

-

Neochloris oleoabundans

29-65

35-65


môi thường dùng để trích ly lipid từ vi tảo [54, 87]. Hỗn hợp dung môi này cho hiệu quả
cao như vậy vì nó có thể dễ dàng phá vỡ màng tế bào chất, có độ phân cực cao nhất, có
tương tác mạnh với các liên kết hydro của lipid với protein, và nó lôi kéo lipid từ vi tảo vào
trong lòng dung môi. Ngoài ra những dung môi có độ phân cực kém hơn thì không chỉ thu
được ít lipid hơn mà còn có lẫn nhiều tạp chất không phải lipid khác. Nhưng do cả hai chất
cloroform, metanol đều là những chất không chỉ độc hại với sức khỏe con người mà còn với
cả môi trường nên những năm gần đây hỗn hợp dung môi này đã được thay thế bởi những
dung môi khác ít độc hại hơn.
Dùng dung môi hexan và hỗn hợp hexan + rượu
Hiện nay, các loại tảo được thu về vắt sạch ráo nước rồi phơi khô dưới ánh sáng mặt
trời và cuối cùng được tán thành bột. Các công đoạn trên không phá hủy được thành tế bào.
Do đó, cần phải có dung môi hữu cơ để “phá vỡ” các bức tường thành, sau đó mới có thể
chiết xuất được dầu [88]. Quy trình sản xuất phức tạp này đòi hỏi tiêu thụ năng lượng rất
lớn. Vì vậy sau khi tảo được ép bằng cơ học xong thì bã còn lại được trộn với hexan để
tách hết phần dầu còn lại. Dầu hòa tan trong hexan, còn bã được lọc ra khỏi dung dịch. Dầu
được tách ra khỏi hexan bằng chưng cất. Hai giai đoạn (ép lạnh và dùng dung môi hexan)
5


thực hiện đồng thời ước tính thu được 95% dầu trong tảo [5]. Dung môi hexan khi dùng
trích ly dầu tảo thì không độc hại như cloroform, mà còn cho hiệu quả trích ly cao hơn.
Ngoài ra để tăng hiệu suất tách dầu người ta thường dùng hỗn hợp hexan với rượu etanol,
iso-propanol hặc butanol. Hiệu suất tách dầu tăng được tác giả [92] giải thích như sau: do
phân tử lipid liên kết với phân tử protein trong màng tế bào bằng liên kết hydro hoặc lực
hút tĩnh điện, nên cần phải có sự xuất hiện của dung môi phân cực để phá vỡ liên kết phức
tạp giữa lipid và protein này trước khi được hấp thụ bởi dung môi hexan. Thêm vào đó
triglixerit dù không mang điện nhưng hình thành ở dạng mixen bền vững ngăn cản khả
năng hấp thụ của hexan nên cũng cần phải có phân tử rượu thúc đẩy nhanh việc phá vỡ cấu
trúc mixen này.
Dùng dung môi dimetyl ete (DME) [42]

định sau đó mới cuốn theo các cấu tử cần tách, chảy ngược trở lại vào bình cầu. Cứ như thế
đến khi trích ly hoàn toàn. Sau đó dung môi trong bình cầu được thu hồi bằng chưng cất.
Tùy theo mục đích chất cần trích ly mà sẽ lựa chọn dung môi cho phù hợp. Với dung
môi khác nhau thì sẽ cho ta hiệu quả tách khác nhau và cấu tử được tách cũng khác nhau.
Với ứng dụng trong tách dầu ăn từ các cây lấy dầu thì dung môi hexan được sử dụng phổ
biến. Vì nó là dung môi có khả năng hòa tan tốt các chất dầu, ngoài ra khả năng thu hồi
hiệu quả do nhiệt độ sôi của nó khá thấp nằm trong khoảng 63-69 0C. Tuy nhiên n-hexan là
hóa chất được bán chủ yếu trên thị trường thì được xếp trong danh sách 189 chất gây ô
nhiễm không khí nghiêm trọng. Chính vì vậy mà các dung môi thay thế thân thiện môi
trường, an toàn, không độc hại như isopropanol, etanol, nước được nghiên cứu sử dụng.
Nhưng các dung môi thay thế gặp phải vấn đề lớn với khả năng thu hồi kém và giá của các
dung môi thay thế này thường đắt hơn. Ngoài ra hỗn hợp các dung môi cũng được sử dụng
để tăng độ phân cực cho pha lỏng, tăng hiệu quả quá trình trích ly.
Phương pháp trích ly soxhlet cũng phụ thuộc nhiều vào kích thước nguyên liệu. Ví
dụ như quá trình trích ly chất béo từ những hạt có dầu sẽ đạt hiệu suất trích ly 99% trong 2
giờ nếu kích thước hạt nguyên liệu 0.4 mm, nhưng sẽ mất 12 giờ để đạt được hiệu suất
tương tự nếu kích thước hạt nguyên liệu là 2.0 mm.
Nhược điểm chủ yếu của phương pháp soxhlet là: Thời gian trích ly dài; Sử dụng
lượng dung môi lớn; Không thể sử dụng khuấy trộn để thúc đẩy quá trình; Một lượng lớn
dung môi cũng tức là yêu cầu một lượng lớn năng lượng để chưng/bay hơi thu hồi dung
môi, lấy sản phẩm; Những chất phân hủy nhiệt ở nhiệt độ sôi của dung môi thì không thể
sử dụng phương này. Một lượng lớn dung môi cũng như thời gian trích ly dài cũng là
những hạn chế của phương pháp này.
Nhưng bù lại phương pháp soxhlet lại có những ưu điểm: Đây là phương pháp đơn
giản và rẻ tiền; Nguyên liệu luôn luôn được tiếp xúc với dung môi mới do quá trình bay
hơi, tuần hoàn liên tục, tăng hiệu quả quá trình; Giữ được nhiệt độ tương đối cao cho quá
7


trình trích ly; Không cần giai đoạn lọc sau khi kết thúc quá trình. Nhờ những ưu điểm đó


152

Đậu nành

1-2,5

636

18

562

Jatropha

7,5-10

741

15

656

3

974

12

862

58700

0,2

51.927

Cây cải dầu

Dầu cọ

19

Vi tảob
c

Vi tảo

14-255

b: 70% dầu trong sinh khối
c: 30% dầu trong sinh khối
Từ bảng 1.2 ta thấy sinh khối vi tảo tạo ra một lượng dầu lớn nhất trong các loại cây
lấy dầu. Ví dụ năng suất biodiesel từ dầu tảo đạt 58.700 L/ha (vi tảo có 30% KL dầu) lớn
hơn nhiều so với cây cải dầu (chỉ đạt 974 L/ha), cũng như cây jatropha chỉ đạt 741 L/ha.
Diện tích đất canh tác cần thiết cho vi tảo nhỏ hơn nhiều so với cây dầu khác [85].
Còn theo tác giả [72] cho biết năng suất thu dầu của tảo rất lớn 90.000 L/ha trong khi
năng suất thu dầu của dầu nành chỉ đạt 450 L/ha, cây cải dầu đạt 1200L/ha, và cây dầu cọ
đạt 6000L/ha. Điều đó một lần nữa khẳng định năng suất thu dầu của tảo là lớn hơn rất
nhiều so với các cây lấy dầu khác [72].