Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Nguyễn Khánh Diệu Hồng

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới PGS.TS. Nguyễn Khánh Diệu Hồng,
đã tận tình hƣớng dẫn và chỉ bảo sâu sắc về kiến thức cũng nhƣ kỹ năng nghiên cứu
khoa học giúp tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi cũng gửi lời cảm ơn đến các quý thầy, cô trong Bộ môn Công nghệ Hữu cơ –
Hóa dầu, trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, những ngƣời đã nhiệt tình giảng dạy và
truyền đạt cho tôi nhiều kinh nghiệm, nhiều kiến thức bổ ích trong suốt thời gian học
tập và nghiên cứu.
Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ và ngƣời thân đã động viên, giúp tôi có
thể tập trung hoàn thành đề tài nghiên cứu.
Cuối cùng xin cảm ơn tất cả bạn bè luôn luôn ủng hộ và giúp đỡ tôi trong quá
trình học tập và nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 12 tháng 01 năm 2015
Học viên

Bùi Anh Tuấn

Học viên: Bùi Anh Tuấn

Trang1


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Nguyễn Khánh Diệu Hồng

1.2.2. Tính chất của biodiesel.................................................................................... 13
1.2.3. Ƣu, nhƣợc điểm của biodiesel......................................................................... 15
1.3. Nguyên liệu để sản xuất biodiesel...................................................................... 19
1.3.1. Dầu đậu nành................................................................................................... 19
1.3.2. Dầu Jatropha.................................................................................................... 20
1.3.3. Mỡ động vật thải ............................................................................................. 20
1.3.4. Dầu ăn thải ...................................................................................................... 21
1.3.5. Vi tảo ............................................................................................................... 22
1.3.6. Dầu hạt cao su ................................................................................................. 22
1.4. Xu hƣớng sản xuất biodiesel trên thế giới và Việt Nam .................................... 23
1.5. Tổng quan về dầu hạtcao su ............................................................................... 24
Tình hình nghiên cứu và ứng dụng dầu hạt cao su ................................................... 27
1.6. Phƣơng pháp trao đổi esteđể tổng hợp biodiesel ............................................... 28
1.6.1. Tác nhân phản ứng .......................................................................................... 29
1.6.2. Cơ chế phản ứng ............................................................................................. 30
1.6.3.Xúc tác cho phản ứng tổng hợp biodiesel bằng phƣơng pháp trao đổi este .... 30
Xúc tác enzym: .......................................................................................................... 32
1.6.4. Giới thiệu về xúc tác axit rắn trên cơ sở cacbohydrat ..................................... 32
CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......... 38
2.1. Phân tích các tính chất của nguyên liệu chế tạo xúc tác .................................... 38
2.2.Chế tạo và xác định đặc trƣng xúc tác trên cơ sở cacbohydrat ........................... 39
Học viên: Bùi Anh Tuấn

Trang3


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Nguyễn Khánh Diệu Hồng


TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................................... 65

Học viên: Bùi Anh Tuấn

Trang4


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Nguyễn Khánh Diệu Hồng

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết

Tên tiếng Anh

Tên tiếng Việt

American Society for Testing and

Hội Vật liệu và Thử nghiệm Mỹ

tắt
ASTM

Materials
DG

Dyglyceride



Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier

Spectroscopy
HFRR

High Frequency Receiprocating

Giàn Tịnh tiến Cao tần

Rig
MG

Monoglyceride

Monoglyxerit

TCVN

-

Tiêu chuẩn Việt Nam

TG

Triglyceride

Triglyxerit

TPD-

Bảng 1.4. So sánh tính chất dầu đã qua chiên rán và dầu hạt cải
Bảng 1.5. So sánh sản lƣợng dầu thu đƣợc từ một số nguyên liệu khác nhau
Bảng 1.6. Thành phần lipid trong nhân hạt cao cao su
Bảng 1.7. Một số tính chất hóa lý của dầu hạt cao su
Bảng 1.8. Xúc tác axit sử dụng cho các phản ứng este hoá và chuyển hoá este
Bảng 2.1. Các chỉ tiêu hóa lý của các nguyên liệu
Bảng 2.2. Điều kiện phản ứng tổng hợp biodiesel
Bảng 2.3. Lƣợng mẫu thử thay đổi theo chi số iốt dự kiến
Bảng 3.1. Ký hiệu các mẫu chế tạo
Bảng 3.2. Kết quả chạy thử phản ứng với các mẫu xúc tác chế tạo
Bảng 3.3. Thành phần các nguyên tố của xúc tác cacbon hóa đi tƣ xenlulozơ M3-1
trƣớc khi sunfo hóa
Bảng 3.4. Thành phần các nguyên tố của mẫu xúc tác đi tƣ xenlulozơ M3-2 sau khi
sunfo hóa
Bảng 3.5. Các thông số về độ axit thu đƣợc qua phƣơng pháp TPD-NH3 của cacbon
đi từ xenlulozơ trƣớc khi sunfo hóa M3-1
Bảng 3.6. Các thông số về độ axit thu đƣợc qua phƣơng pháp TPD-NH3 của cacbon
đi từ xenlulozơ sau khi sunfo hóa M3-2
Bảng 3.7. Các tính chất đặc trƣng của nguyên liệu dầu hạt cao su
Bảng 3.8. Hiệu suất tạo biodiesel khi có và không có xúc tác
Bảng 3.9. Hàm lƣợng các gốc axit béo có trong dầu hạt cao su
Bảng 3.10. Một số chỉ tiêu của sản phẩm biodiesel thu đƣợc

Học viên: Bùi Anh Tuấn

Trang6


Luận văn tốt nghiệp


Học viên: Bùi Anh Tuấn

Trang7


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Nguyễn Khánh Diệu Hồng

LỜI MỞ ĐẦU
Nhiên liệu sinh học biodiesel có nhiều tiềm năng thay thế một phần đáng kể nhiên
liệu diesel khoáng trong tƣơng lai không xa do sở hữu hàng loạt ƣu điểm nhƣ trị số
xetan cao, cháy hoàn toàn, hạn chế tối đa khói thải độc hại, tái tạo và có khả năng
phân hủy sinh học tốt. Do đó, trong nhiều năm gần đây cũng nhƣ trong nhiều năm
tới, đây vẫn là một lĩnh vực thu hút sự quan tâm đặc biệt của nhiều nhà khoa học, nhà
công nghệ, nhà kinh tế và nhà hoạch định chính sách. Mục đích của những sự quan
tâm này là tìm ra đƣợc những nguồn nguyên liệu mới, những hệ xúc tác mới, những
con đƣờng tổng hợp mới và những hƣớng ứng dụng mới để giảm giá thành sản phẩm,
đẩy nhanh khả năng cạnh tranh của biodiesel so với diesel khoáng nói riêng và các
sản phẩm đi từ dầu mỏ nói chung.
Cải tiến xúc tác nằm trong số các lĩnh vực phát triển mạnh mẽ nhất không chỉ của
quá trình tổng hợp biodiesel mà còn của nhiều quá trình hóa học khác. Thông qua cải
tiến xúc tác, có thể tìm ra đƣợc những vật liệu mới, cơ chế tác dụng đặc thù, cho hoạt
tính phản ứng vƣợt trội. Riêng đối với quá trình tổng hợp biodiesel, việc cải tiến xúc
tác đã đi từ việc sử dụng các loại axit, bazơ đồng thể đến các vật liệu cao cấp nhƣ
enzym và hiện vẫn đang thu hút một lƣợng rất lớn nghiên cứu. Ngày nay, xúc tác cho
quá trình này yêu cầu nhiều tiêu chí khắt khe: Hoạt tính, độ chọn lọc cao, tái sử dụng
nhiều lần và dễ dàng, phù hợp với nhiều loại dầu mỡ, không ăn mòn, không độc với
ngƣời và thân thiện với môi trƣờng.
Xuất phát từ đó, tác giả và nhóm nghiên cứu đã tìm tòi các hƣớng đi mới để tạo ra

cung ứng tốt hơn do dầu thực vật phải phụ thuộc vào năng suất của mùa vụ… Từ
việc thay thế nguồn nhiên liệu kéo theo cấu tạo của động cơ diesel đã có những thay
đổi để phù hợp với loại nhiên liệu mới nhƣ ngày nay. Nhờ vào những ƣu điểm vƣợt
trội nhƣ hiệu suất mô men xoắn cao, bền, đặc biệt là khả năng duy trì công suất trong
những điều kiện hoạt động rộng nên động cơ diesel đƣợc sử dụng rộng rãi trong công
nghiệp nhƣ dùng làm động cơ cho xe tải, máy xây dựng, nông nghiệp và công nghiệp
nhẹ, tàu thuỷ,…Tuy ra đời sau so với động cơ xăng nhƣng do có những ƣu điểm nổi
bật nhƣ: Tỷ số nén cao hơn dẫn đến công suất cao hơn động cơ xăng khi cùng một
dung tích xilanh, giá thành rẻ hơn xăng nên trên thế giới hiện nay đang có xu thế
diesel hoá động cơ. Để sử dụng đƣợc cho động cơ diesel thì nhiên liệu diesel cần phải
có những yêu cầu sau [2]:
-

Phải có khả năng tự bốc cháy phù hợp, tính chất này đƣợc đánh giá qua trị số
xetan. Trị số xetan là một đơn vị đo quy ƣớc đặc trƣng cho khả năng tự bốc
cháy của nhiên liệu diesel và đƣợc đo bằng % thể tích của n-xetan (C16H34) có
trong hỗn hợp chuẩn với α-metylnaphtalen. Mà hỗn hợp chuẩn này có khả
năng tự bốc cháy tƣơng đƣơng với mẫu nhiên liệu diesel cần khảo sát.

-

Có khả năng tạo hỗn hợp cháy tốt: bay hơi tốt và phun trộn tốt. Đƣợc đánh giá
qua thành phần phân đoạn, độ nhớt, tỷ trọng, sức căng bề mặt.

Học viên: Bùi Anh Tuấn

Trang9


Luận văn tốt nghiệp

50

45

Hàm lƣợng lƣu huỳnh(% kl), max

0,5

1,0

Nhiệt độ cất( 0C) 90% thể tích, max

370

370

TCVN 2698-95

Điểm chớp cháy cốc kín (0C), min

60

50

ASTM D 93

Độ nhớt động học ở 400C(cSt, mm2/s)

1,8-5,0


Điểm đông đặc (0C), max
- Các tỉnh phía Bắc

vào)
Hàm lƣợng tro, %kl, max
Hàm lƣợng nƣớc-tạp chất cơ học, %V,
max
Ăn mòn mảnh đồng ở 500C trong 3h,
max
Hàm lƣợng nhựa tế, mg/100ml

Học viên: Bùi Anh Tuấn

0,01

0,01

0,05

0,05

N01

N01

Báo cáo

Báo cáo

TCVN 2690-95

gia nên ít gây ô nhiễm môi trƣờng hơn so với xăng. Ngoài ra, động cơ diesel còn có
ƣu điểm là có tỷ số nén cao hơn do đó có công suất cao hơn động cơ xăng khi tiêu
tốn cùng một lƣợng nhiên liệu. Chính vì vậy mà ngày nay trên thế giới đang có xu
hƣớng diesel hoá động cơ.
1.1.3. Các phương pháp nâng cao chất lượng nhiên liệu diesel
* Phương pháp pha trộn: Sử dụng việc pha trộn giữa diesel sạch với diesel bẩn hơn
để thu đƣợc diesel đảm bảo chất lƣợng. Phƣơng pháp này có hiệu quả kinh tế khá
cao, có thể pha trộn với các tỷ lệ khác nhau để có nhiên liệu diesel thoả mãn yêu cầu.
Tuy nhiên trên thế giới có rất ít nguồn dầu thô sạch (có ít thành phần phi
hydrocacbon) nên phƣơng pháp này không có tính phổ biến cao.

Học viên: Bùi Anh Tuấn

Trang11


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Nguyễn Khánh Diệu Hồng

* Phương pháp hydro hoá làm sạch: Phƣơng pháp này có ƣu điểm là hiệu quả làm
sạch rất cao, các hợp chất phi hyđrocacbon đƣợc giảm xuống rất thấp nên nhiên liệu
diesel rất sạch. Tuy nhiên phƣơng pháp này ít đƣợc lựa chọn vì vốn đầu tƣ khá cao.
* Phương pháp nhũ hoá nhiên liệu diesel: Bản chất của phƣơng pháp này là đƣa
nƣớc vào nhiên liệu diesel để tạo thành dạng nhũ tƣơng. Loại nhiên liệu này có nồng
độ oxy cao hơn nên quá trình cháy sạch hơn. Nếu đƣa vào sử dụng trong thực tế thì
phƣơng pháp này không những góp phần giảm đƣợc ô nhiễm môi trƣờng mà còn có
giá trị kinh tế rất cao. Tuy nhiên hiện nay phƣơng pháp này vẫn đang trong giai đoạn
nghiên cứu thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.
* Phương pháp đưa chất chứa oxy vào nhiên liệu diesel khoáng: Gọi là nhiên liệu

triglyxerit, axit tự do với rƣợu bậc nhất no đơn chức mạch từ C1–C4. Trong phân tử
triglyxerit, gốc glyxerin luôn cố định, chỉ khác nhau gốc axit béo. Các axit béo khác
nhau có những tính chất vật lý và hóa học khác nhau. Do đó, thành phần axit béo là
yếu tố quan trọng, quyết định tính chất của dầu, mỡ.
1.2.2. Tính chất của biodiesel
Khi chuyển hóa triglyxerit thành biodiesel, cấu trúc gốc axit béo không hề thay
đổi, cho nên, thành phần axit béo quyết định luôn cả tính chất của biodiesel. Vì vậy,
biodiesel đƣợc xem là các alkyl este, thông dụng nhất là metyl este tạo thành từ dầu
mỡ động thực vật. Các axit béo trong dầu, mỡ có số cacbon tƣơng đƣơng với các
phân tử có trong diesel khoáng, hơn nữa cấu trúc của những axit này là mạch thẳng
nên chỉ số xetan cao. Đây cũng là lý do chính để chọn dầu thực vật, mỡ động vật làm
nguyên liệu sản xuất biodiesel. Biodiesel có các thông số hóa lý đặc trƣng nhƣ[5]:
Trị số xetane: Để đặc trƣng cho khả năng tự bốc cháy của nhiên liệu diesel,
ngƣời ta sử dụng đại lƣợng trị số cetane. Trị số xetane của diesel càng cao thì sự bắt
lửa và sự cháy càng tốt, động cơ chạy đều đặn hơn. Trị số xetane là đơn vị đo quy
ƣớc với giá trị bằng hàm lƣợng của n-cetane có trong hỗn hợp chuẩn có cùng khả
năng tự bắt cháy gồm n-cetane (C16H34) và α-metyl naphtalen (C11H10).
Điểm sương: Nhiệt độ mà tại đó các tinh thể sáp xuất hiện trong nhiên liệu ở điều
kiện thử nghiệm xác định. Điểm sƣơng có ý nghĩa rất quan trọng đối với dầu diesel,
đặc biệt khi nó đƣợc sử dụng ở các nƣớc có nhiệt độ hạ thấp khi mùa đông đến. Khi
nhiệt độ thấp, độ nhớt sẽ tăng lên, ảnh hƣởng đến việc phun nhiên liệu. Nếu nhiệt độ
hạ thấp hơn nhiệt độ tạo điểm sƣơng thì những tinh thể kết tinh sẽ kết hợp lại với
nhau tạo thành những mạng tinh thể gây tắc nghẽn đƣờng ống dẫn cũng nhƣ thiết bị
lọc làm động cơ không hoạt động đƣợc.
Nhiệt độ chớp cháy: Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt độ thấp mà tại đó hỗn hợp mẫu
thử nghiệm bắt đầu bắt cháy khi ngọn lửa xuất hiện và tự lan truyền một cách nhanh
chóng trên bể mặt mẫu. Chỉ số này dùng để phân loại nhiên liệu theo khả năng cháy
nổ của chúng. Nhiệt độ chớp cháy có ý nghĩa quan trọng đối với quá trình vận

Học viên: Bùi Anh Tuấn


Đơn vị

thử
Nhiệt độ chớp cháy cốc kín (một
trong hai yêu cầu sau)

ASTM D 93

93 min

0

Hàm lƣợng metanol

EN 14110

0,2 max

% khối lƣợng

Chớp cháy

ASTM D 93

130 min

0

Hàm lƣợng nƣớc và cặn

Độ nhớt động học ở 400C

ASTM D 445

1,9 – 6,0

cSt (mm2/s)

Hàm lƣợng lƣu huỳnh

ASTM D 5453

S500 Grade

500 max

mg/kg

S15 Grade

15 max

mg/kg

Ăn mòn mảnh đồng

ASTM D 130

No. 3 max


Nhiệt độ cất, 90 % thể tích, T90 ASTM D 1160 360 max

0

C

0

C

AET
Hàm lƣợng P

ASTM D 4951 10 max

mg/kg

Tổng hàm lƣợng Ca, Mg

EN 14538

5 max

mg/kg

Tổng hàm lƣợng Na, K

EN 14538

5 max


GVHD: PGS.TS. Nguyễn Khánh Diệu Hồng

đầu và độ bão hòa của các gốc axit béo chứa trong nguyên liệu. Biodiesel có thể cải
thiện tính năng của dầu diesel truyền thống về tính bôi trơn và trị số xetane. Trong
thực tế, ở mức hàm lƣợng thấp (
Có thể trồng và nuôi được: Tạo ra nguồn năng lƣợng độc lập với dầu mỏ, không
làm suy yếu các nguồn năng lƣợng tự nhiên, không gây ảnh hƣởng tới sức khỏe con
ngƣời và môi trƣờng.
Khả năng thích hợp cho mùa đông: Biodiesel rất phù hợp cho điều kiện sử dụng
vào mùa đông ở nhiệt độ -20oC. Đối với diesel khoáng, sự kết tinh (tạo tinh thể nparafin) xảy ra trong nhiên liệu gây trở ngại cho các đƣờng ống dẫn nhiên liệu, bơm
phun nên thƣờng xuyên phải làm sạch. Còn biodiesel chỉ bị đông đặc lại khi nhiệt độ
giảm, và nó không cần thiết phải làm sạch hệ thống nhiên liệu.
Nguồn nguyên liệu cho tổng hợp hóa học: Ngoài việc đƣợc sử dụng làm nhiên
liệu, các alkyl este axit béo còn là nguồn nguyên liệu quan trọng cho ngành công
nghệ hóa học, sản xuất các rƣợu béo, ứng dụng trong dƣợc phẩm và mỹ phẩm, các

Học viên: Bùi Anh Tuấn

Trang17


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Nguyễn Khánh Diệu Hồng

alkanolamin, isopropylic este, các polyeste đƣợc ứng dụng nhƣ chất nhựa, chất hoạt
động bề mặt,…
Năng lượng khi cháy: thấp hơn so với diesel gốc khoáng (11% đối với B100,
2,2% đối với B20).
Giá thành cao: Biodiesel đƣợc tổng hợp từ dầu thực vật đắt hơn diesel gốc
khoáng. Ví dụ ở Mỹ 1 gallon dầu đậu nành giá xấp xỉ bằng 2 đến 3 lần 1 gallon diesel
khoáng. Nhƣng trong quá trình sản xuất biodiesel tạo ra sản phẩm phụ là glyxerin là
một chất có tiềm năng thƣơng mại lớn vì có nhiều ứng dụng trong công nghiệp sản
xuất mỹ phẩm, dƣợc phẩm, kem đánh răng, mực viết nên nó sẽ bù lại phần nào giá
của biodiesel.

axit gallic, propyl gallate, catechol, axit nordihydroguaiaretic, 2-t-butyl-4methoxyphenol, 2,6-di-t-butyl-4-methoxyphenol, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, tbutyl hydroquinone với tỷ lệ từ 0,1 đến 0,5 % cho B100. Dùng phụ gia tăng chỉ số
xetan nhƣ: di-tert-butyl peroxide với hàm lƣợng 1% hoặc 2-ethylhexyl nitrat với hàm
lƣợng 0,5% có thể giảm NOx xuống mức cho phép.
1.3. Nguyên liệu để sản xuất biodiesel
Các nguyên liệu để sản xuất biodiesel có thể là các loại dầu thực vật nhƣ dầu cọ,
dầu đậu nành, dầu hạt cải, dầu dừa, dầu hạt cao su…, hay các loại mỡ động vật nhƣ
mỡ cá, mỡ bò. Tùy thuộc vào điều kiện của từng quốc gia mà có thể sản xuất
biodiesel từ các nguồn nguyên liệu khác nhau. Chẳng hạn nhƣ ở Mỹ, ngƣời ta chủ
yếu sản xuất biodiesel từ dầu đậu nành, ở Châu Âu sản xuất biodiesel từ dầu hạt cải.
Ở nƣớc ta có vài chục loại dầu thực vật với sản lƣợng tƣơng đối lớn dùng cho
công nhiệp tinh dầu và xuất khẩu nhƣ dầu dừa, dầu lạc, dầu vừng… Trong số đó chủ
yếu là dầu dừa. Trƣớc đây, dầu dừa chủ yếu dùng để sản xuất một số thực phẩm và
xuất khẩu thô sang Trung Quốc nhƣng không ổn định về số lƣợng cũng nhƣ chất
lƣợng. Việc sử dụng dầu dừa để tạo ra biodiesel sẽ là hƣớng đi mới có hiệu
quả.Ngoài dầu thực vật, hàng năm nƣớc ta nuôi trồng đƣợc một lƣợng rất lớn cá tra,
cá basa. Trong cá tra và cá basa có tới 15,7  23,9% là mỡ cá, việc sử dụng mỡ cá để
sản xuất biodiesel sẽ thu đƣợc lợi nhuận cao và góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi
trƣờng. Ở Việt Nam, nhìn chung nên sản xuất biodiesel từ các nguồn nguyên liệu sau
đây:
1.3.1. Dầu đậu nành
Dầu đậu nành đang là nguyên liệu phổ biến nhất trên thế giới, Mỹ đang là quốc
gia đi đầu trong việc sử dụng dầu đậu nành làm nguyên liệu cho sản xuất nhiên liệu
sinh học, và cũng là quốc gia đi đầu trong sử dụng các loại dầu thực vật nói chung.
Những quốc gia có sản lƣợng dầu đậu nành cao là Mỹ, Brazil và Argentina. Tại các
quốc gia này, phần lớn dầu đậu nành đƣợc dung làm nguyên liệu sản xuất nhiên liệu
sinh học.

Học viên: Bùi Anh Tuấn

Trang19

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Nguyễn Khánh Diệu Hồng

rán là dầu mỡ. Mỡ động vật thải lấy từ mỡ lợn, mỡ gà,… thu từ các nhà máy giết mổ
và chế biến thịt [5].Trên thế giới, ngành sản xuất thịt phát triển khá nhanh và đã đạt
tới 237,7 triệu tấn trong năm 2010, trong đó 42,7%; 33,4%; 23,9% theo thứ tự thuộc
về thịt lợn, thịt gà và thịt bò. Vì vậy lƣợng phụ phẩm từ quá trình chế biến vô cùng
lớn [5].
Theo thống kê Sở công thƣơng Hà Nội, năm 2011 trên địa bàn Hà Nội có 8 nhà
máy giết mổ gia súc gia cầm, 17 cơ sở giết mổ thủ công, 3.725 cơ sở giết mổ nhỏ lẻ,
phân tán trong khu dân cƣ. Từ các số liệu thực tế có thể tính đƣợc lƣợng mỡ động vật
thải ra vào khoảng 50.000 tấn/năm. Nhìn chung, mỡ động vật có đặc điểm độ nhớt
cao và chủ yếu tồn tại dạng rắn ở nhiệt độ bình thƣờng do chứa nhiều axit béo [10].
Bảng 1.3. Một số tính chất mỡ động vật thải
Đặc điểm

Mỡ gia súc

Mỡ lợn

Mỡ gà

Chỉ số axit (mg KOH/g )

1,07

0,63

0,56

Bảng 1.4. So sánh tính chất dầu đã qua chiên rán và dầu hạt cải
Tính chất

Giá trị

Dầu hạt cải nguyên chất

Độ axit (mg KOH/g)

2,1


Linolenic (C18:3)

0,8

0,2

Khác

6,7

0,9

Có thể thấy rằng, việc sử dụng dầu mỡ thải làm nguyên liệu có ƣu điểm giá thành
rẻ và góp phần giải quyết đƣợc phần nào vấn đề môi trƣờng.
1.3.5. Vi tảo
Tảo có thể phát triển tại mọi nơi có ánh sáng mặt trời, một vài loại tảo có thể sinh
trƣởng phát triển trong nƣớc mặn. Tính chất quan trọng nhất của tảo là năng suất rất
cao, do đó sản phẩm biodiesel thu đƣợc cũng tăng theo.Vi tảo đƣợc xem là đối tƣợng
tiềm năng để sản xuất nhiên liệu bởi rất nhiều ƣu điểm nhƣ là hiệu suất quang hợp
cao, sinh khối lớn và mức độ sinh trƣởng cao hơn khi so sánh với các loại cây trồng
sản xuất năng lƣợng[13]. Theo đánh giá, lƣợng dầu trên một diện tích xác định thu từ
tảo nhiều gấp 200 lần lƣợng dầu thu từ loại cây trồng có hiệu quả thu dầu cao nhất.
Sau đây là số liệu tính toán sản lƣợng biodiesel thu đƣợc từ vài nguồn so với tảo
biển [5].
Bảng 1.5. So sánh sản lượng dầu thu được từ một số nguyên liệu khác nhau
Nguyên liệu

Sản lƣợng (galon/ha)

Dầu đậu tƣơng

loại dầu khác thì dầu hạt cao su ít đƣợc sử dụng trong thực tế, không thể làm thực
phẩm hoặc thức ăn cho gia súc do hàm lƣợng axit béo rất lớn và có một số chất độc
hại. Hàm lƣợng axit béo của dầu hạt cao su cao hơn các loại dầu khác do trong hạt
cao su có enzym lipaza` tác dụng thủy phân glyxerit tạo axit béo.Dầu sau khi đƣợc
xử lý nhiệt thì chỉ số axit ổn định do không còn enzym lipaza nữa [5]. Do vậy nếu sử
dụng dầu hạt cao su làm nguyên liệu để sản xuất biodiesel thì hiệu quả kinh tế rất
cao.
1.4. Xu hƣớng sản xuất biodiesel trên thế giới và Việt Nam
Quá trình sản xuất biodiesel với quy mô công nghiệp đã đƣợc tiến hành từ hơn
20 năm về trƣớc. Đầu năm 1985, nhà máy sản xuất thử nghiệm biodiesel từ dầu hạt
cải đƣợc xây dựng ở Styria, miền bắc nƣớc Áo. Sau đó, cũng tại Áo, 4 nhà máy ở địa
phƣơng và 2 nhà máy với quy mô công nghiệp lớn cũng đƣợc xây dựng và đi vào
hoạt động với năng suất 30000 tấn/năm. Các nƣớc châu Âu và châu Mỹ khác cũng
bắt đầu tiến hành sản xuất công nghiệp biodiesel [14]. Nhiên liệu biodiesel đƣợc đƣa
vào sử dụng làm nhiên liệu một cách phổ biến hơn vào cuối những năm 80 của thế kỉ
trƣớc. Tuỳ vào nguồn nhiên liệu khác nhau mà mỗi quốc gia sản xuất biodiesel từ
nguồn nguyên liệu mà nƣớc mình có thế mạnh. Nếu nhƣ ở Mỹ biodiesel chủ yếu
đƣợc tổng hợp từ dầu đậu nành thì ở Châu Âu, biodiesel chủ yếu đƣợc tổng hợp từ
dầu hạt cải. Mặc dù tổng hợp từ nhiều nguồn nguyên liệu nhƣ vậy, nhƣng một khi
đƣa vào sửdụng làm nhiên liệu thì biodiesel cũng phải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu
chuẩn cho nhiên liệu sử dụng cho động cơ để đảm bảo chế độ vận hành tốt. Năm
1992, Áo là nƣớc đầu tiên đƣa ra tiêu chuẩn cho biodiesel sản xuất từ dầu hạt cải.
Năm 1994, các nƣớc Đức, Mỹ, Cộng hoà Séc…lần lƣợt ấn định các tiêu chuẩn cho
biodiesel lƣu hành trong nƣớc mình [15].
Tại Việt Nam các nghiên cứu về tổng hợp biodiesel cũng đã đƣợc tiến hành từ
những năm 90 của thế kỉ trƣớc và đã đạt đƣợc nhiều kết quả khả quan. Việc triển
khai sản xuất với quy mô công nghiệp cũng đã bắt đầu đƣợc tiến hành vào những

Học viên: Bùi Anh Tuấn


nghiền và đem đi trích ly bằng dung môi để tăng hiệu suất tách dầu. Dầu thô tiếp tục
đƣợc đem đi tinh luyện xử lý tách các tạp chất cơ học và hóa học không mong muốn,
thu đƣợc dầu thƣơng phẩm bán ra thị trƣờng.

Học viên: Bùi Anh Tuấn

Trang24


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: PGS.TS. Nguyễn Khánh Diệu Hồng

Hình 1.3. Sơ đồ quá trình tách dầu cao su từ hạt
Thành phần dầu hạt cao su thu đƣợc chứa trên 90% gốc Axit có mạch C18 và phân
tử lƣợng khoảng 870± 10 Kg/m3; chỉ số Iot 130 ± 5 g iot/ 100g; chỉ số xà phòng 185
± 5 mg KOH/g; chỉ số axit 50 ± 5 mg KOH/g. Các metyl este của các axit béo mạch
không no làm giảm điểm đông, trị số xetan và cả độ bền [17]. Hàm lƣợng dầu trong
nhân khô chiếm từ 35% - 45%, ví dụ thành phần của nhân khô của hạt cao su (tại Ấn
Độ) nhƣ sau: dầu (42%), độ ẩm (5%) và bánh dầu (53%); tại Ấn Độ, cứ 5.7 kg hạt
cao su tƣơi (gồm 1200 hạt) cho ra 4.2 kg hạt khô, 2.4 kg nhân khô và 920 g dầu (1 lít)
[18].

Học viên: Bùi Anh Tuấn

Trang25