Nghiên cứu quy trình công nghệ và mô hình thiết bị sản phẩm nhiên liệu công nghệ từ cặn xà phòng

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM










BÁO CÁO KHOA HỌC



Đề tài:

7862
13/4/2010


TP. HCM, Tháng 12 năm 2009


BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM




BÁO CÁO KHOA HỌC


Đề tài:




Chủ nhiệm đề tài: TS. Nguyễn Văn Chung
Cộng tác thực hiện: ThS. Lê Thị Hồng Thúy
ThS. Huỳnh Thị Lê Dung
KS. Nguyễn Thị Anh Thư
KS. Đoàn Thanh Sơn

Cơ quan chủ trì:
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về biodiesel 3
1.2. Thành phần hóa học và tính chất hóa lý của biodiesel 4
1.2.1. Thành phần hóa học của biodiesel 4
1.2.2. Tính chất vật lý của biodiesel 4
1.2.3. Tính chất hóa học của biodiesel 4
1.3. Nguồn nguyên liệu tổng hợp biodiesel 5
1.3.1. Dầu thực vật 5
1.3.2. Mỡ động vật 6
1.3.3. Các phế ph
ẩm từ quá trình tinh luyện dầu thực vật 7
1.3.4. Dầu thực vật đã qua sử dụng 7
1.4. Các phương pháp xử lý dầu thực vật và mỡ động vật để tạo nhiên liệu biodiesel 8
1.4.1. Pha loãng dầu thực vật 8
1.4.2. Nhiệt phân dầu thực vật 8
1.4.3. Cracking xúc tác dầu thực vật 8
1.4.4. Phương pháp trao đổi este 8
1.4.4.1. Cơ sở hóa học của quá trình trao
đổi este 9
1.4.4.2. Các phương pháp trao đổi este khác 11
1.4.4.3. Công nghệ tổng hợp biodiesel bằng phương pháp trao đổi este 11
1.5. So sánh chất lượng của biodiesel và diesel khoáng 15
1.5.1. Ưu điểm của biodiesel so với diesel khoáng 16

1.5.2. Những hạn chế của biodiesel 17
1.6. Tỷ lệ pha chế và tính chất khói thải của nhiên liệu biodiesel 17
1.7. Tình hình sản xuất và tiêu thụ biodiesel trong nước và ngoài nước 18
1.7.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ biodiesel trong nước. 18
1.7.2. Tình hình sả
n xuất và tiêu thụ biodiesel ngoài nước 19
1.8. Tình hình sử dụng cặn xà phòng tại các doanh nghiệp chế biến dầu thực vật 20



CHƯƠNG II. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên vật liệu 21
2.1.1. Nguyên liệu 21
2.1.2. Hóa chất 21
2.1.3. Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm 21
2.2. Phương pháp nghiên cứu 22
2.2.1. Sơ đồ thí nghiệm 22
2.2.2. Xử lý kết quả nghiên cứu 22
2.2.3. Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ sản xuất biodiesel từ cặn xà
phòng và axit béo 22
2.4. Nội dung nghiên cứu 23
2.4.1. Khảo sát sơ bộ thành phần nguyên liệu 23
2.4.2. Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ sản xuất biodiesel 23
2.4.2.1. Quá trình axit hóa cặn xà phòng 23
2.4.2.2. Xử lý axit béo thu được từ thiết bị khử mùi 24
2.4.2.3. Quá trình este hóa trên xúc tác axit 24
2.4.2.4. Tinh chế sản phẩm biodiesel 25
2.4.2.5. Thử nghiệm công thức phối trộn ME và EE với DO làm nhiên liệu đốt lò hơi 26
2.4.3. Sản xuất thực nghiệm 26
2.4.4. Xây dựng mô hình thiết bị sản xuất biodiesel từ c

ặn xà phòng 100kg sản
phẩm /ngày 26
2.4.5. Đánh giá hiệu quả kinh tế 26
2.5. Các phương pháp phân tích 26
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Khảo sát sơ bộ thành phần nguyên liệu đầu 27
3.2. Nghiên cứu xử lý tái chế FA từ cặn xà phòng và FA từ thiết bị khử mùi 27
3.2.1. Quá trình axit hóa cặn xà phòng 27
3.2.1.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng axit - nguyên liệu 27
3.2.1.2. Ảnh hưởng c
ủa nhiệt độ 28
3.2.1.3. Ảnh hưởng của thời gian 30


3.2.2. Xử lý axit béo từ thiết bị khử mùi 31
3.3. Quá trình este hóa trên xúc tác axit 32
3.3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ mol rượu - FA và nhiệt độ 32
3.3.2. Ảnh hưởng của thời gian 35
3.3.3. Ảnh hưởng của xúc tác 36
3.3.4. Tối ưu hóa quá trình este hóa xúc tác axit 37
3.3.4.1. Tối ưu hóa quá trình este hóa tác nhân metanol 38
3.3.4.2. Tối ưu hóa quá trình este hóa tác nhân etanol 41
3.4. Tinh chế sản phẩm biodiesel 45
3.5. Công thức phối trộn ME và EE với DO làm nhiên li
ệu đốt lò hơi 48
3.6. Quy trình sản xuất biodiesel 48
3.7. Sản xuất thực nghiệm 50
3.7.1. Sản xuất thử nghiệm biodiesel từ cặn xà phòng 50
3.7.2. Thử nghiệm đốt lò hơi với nhiên liệu hỗn hợp biodiesel - diesel khoáng 51
3.8. Mô hình sản xuất quy mô 100 kg sản phẩm/ngày 51

3.8.1. Lựa chọn mô hình thiết bị sản xuất 54
3.8.2. Thuyết minh mô hình sản xuất 54
3.9. Đánh giá hiệu quả kinh tế 57
KẾT LUẬN 58
KIẾN NGHỊ 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO 60
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng Tên bảng Trang
Bảng 1.1. Thành phần FA của các loại dầu thực vật khác nhau (theo tổng số C) 5
Bảng 1.2. Thành phần axit béo của mỡ lỏng cá basa (theo tổng số C) 6
Bảng 1.3. Tính chất của một số rượu 10
Bảng 1.4. So sánh tính chất của DO với BD 15
Bảng 3.1. Thành phần nguyên liệu đầu 27
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng axit - nguyên liệu đến quá trình axit hoá 27
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình axit hoá. 29
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình axit hoá. 30
Bảng 3.5. Thành phần các axit béo của mẫu axit tái chế 32
Bảng 3.6. Ảnh hưởng tỷ lệ mol metanol - FA và nhiệt độ đến quá trình este hoá 33
Bảng 3.7. Ảnh hưởng tỷ lệ mol etanol - FA và nhiệt độ đến quá trình este hoá 34
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình este hoá 35
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của xúc tác đến quá trình este hoá 36
Bảng 3.10. Các mức yếu tố được thực hiện trong tối ưu 38
Bảng 3.11. Các thí nghiệm tiến hành tối ưu 38
Bảng 3.12. Các yếu tố chuyển qua hệ mã hóa 38
Bảng 3.13. Ma trận quy hoạch thực nghiệm nhân tố toàn phần 2
3
39

Bảng 3.14. Thí nghiệm ở tâm 39
Bảng 3.15. Các giá trị tính toán được 40
Bảng 3.16. Kết quả thực nghiệm tối ưu hóa 41
Bảng 3.17. Các mức yếu tố được thực hiện trong tối ưu 41
Bảng 3.18. Các thí nghiệm tiến hành tối ưu 42
Bảng 3.19. Các yếu tố chuyển qua hệ mã hóa 42
Bảng 3.20. Ma trận quy hoạch thực nghiệm nhân tố toàn phần 2
3
42
Bảng 3.21. Thí nghiệm ở tâm 43
Bảng 3.22. Các giá trị tính toán được 44
Bảng 3.23. Kết quả thực nghiệm tối ưu hóa 45
Bảng 3.24. Ảnh hưởng của rượu và xúc tác đến quá trình chuyển vị este 46
Bảng 3.25. Một số chỉ tiêu chất lượng của ME, EE và các este khác 47
Bảng 3.26. Một số chỉ tiêu chất lượng của các mẫu hỗn hợp phối trộn 48
Bảng 3.27. Các thông số về nguyên liệu và sản phẩm biodiesel 50
Bảng 3.28. Một số chỉ tiêu chất lượng BD sản xuất thử nghiệm 51
Bảng 3.29. Kết quả thử nghiệm đốt lò hơi với nhiên liệu hỗn hợp biodiesel- diesel 51
Bảng 3.30 Danh mục thiết bị chính sản xuất biodiesel từ cặn xà phòng
công suất 100 kg thành phẩm/ngày
53
Bảng 3.31 Ước tính chi phí nguyên vật liệu sản xuất 100 kg biodiesel 57



DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình Tên hình Trang
Hình 1.1. Tỷ lệ các loại dầu chủ yếu sản xuất biodiesel 6
Hình 1.2. Sơ đồ tinh luyện dầu thực vật 7

Hình 1.3. Sơ đồ chung tổng hợp BD từ dầu thực vật 13
Hình 1.4. Sơ đồ sản xuất BD theo phương pháp gián đoạn 13
Hình 1.5. Sơ đồ sản xuất BD theo phương pháp liên tục 14
Hình 1.6. Sơ đồ sản xuất BD từ nguyên liệu có hàm lượng FA tự do cao 14
Hình 1.7. Sơ đồ sản xuất BD theo phương pháp Biox 15
Hình 1.8. Sơ đồ sản xuất BD theo phương pháp siêu tới hạn 15
Hình 1.9. Quy trình sản xuất dầu biodiesel từ dầu thực vật và mỡ cá 18
Hình 2.1. Cặn xà phòng 21
Hình 2.2. Axit béo 21
Hình 2.3. Sơ đồ nghiên cứu 22
Hình 2.4. Quy trình công nghệ dự kiến sản xuất BD từ cặn xà phòng và FA 23
Hình 2.5. Xử lý axit béo thu được từ thiết bị khử mùi 24
Hình 2.6. Quá trình tinh sạch biodiesel 25
Hình 3.1. Quy trình công nghệ sản xuất biodiesel 49
Hình 3.2. Mô hình thiết bị sản xuất BD từ cặn xà phòng công suất
100kg BD/ngày
52
Hình 3.3. Phân bố thời gian hoạt động của hệ thống thiết bị sản xuất trong ngày 56

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ
Đồ thị Tên đồ thị Trang
Đồ thị 3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng axit và nguyên liệu đến quá trình axit hoá 28
Đồ thị 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình axit hoá 29
Đồ thị 3.3. Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình axit hoá 30
Đồ thị 3.4. Ảnh hưởng tỷ lệ mol metanol - FA và nhiệt độ đến quá trình este hoá 33
Đồ thị 3.5. Ảnh hưởng tỷ lệ mol etanol - FA và nhiệt độ đến quá trình este hoá 34
Đồ thị 3.6. Ảnh hưởng thời gian đến quá trình este hoá 35
Đồ thị 3.7. Ảnh hưởng của xúc tác đến quá trình este hoá 36
Đồ thị 3.8. Ảnh hưởng của rượu và xúc tác đến quá trình chuyển vị este 46

1
MỞ ĐẦU
Ngày nay, nhu cu s dng nhiên liu và sn phm du m phát trin
mnh dn n phát sinh nhiu vn  cn c gii quyt nh: ngun nhiên liu
hóa thch ngày càng cn kit; nn ô nhim môi trng do khí thi ng c, các
lò t công nghip và các c s sn xut,… Do ó, vic nghiên cu tìm kim
ngun nhiên liu thay th ã và ang c tích cc quan tâm nh
m góp phn gii
quyt các vn  còn tn ti trng lnh vc sn xut và s dng nhiên liu.
Biodiesel là mt dng nhiên liu sinh hc c rt nhiu quc gia trên th gii
quan tâm trong n lc ci thin tình hình nn kinh t th gii ph thuc ngun
du m ang ngày càng cn kit và có nguy c khng hong trong nhng thp k
t
i.
Biodiesel là mt thay th y tim nng cho diesel khoáng da vào nhng
tính cht tng t và nhng u im vt tri ca nó. Biodiesel là loi nhiên liu
sch, không có c, không n, d phân hy trong t nhiên và không thi c khí
làm ô nhim nh nhiên liu truyn thng. Ngun nguyên liu  sn xut
biodiesel ch yu là nguyên liu du thc vt nh du u nành, du bông, d
u
c, du da, du jatropha, du ci,… hay các loi m ng vt nh m bò, m
cá, m ln, m gà,… c bit, ngoài các ngun nguyên liu trên, còn có th s
dng các nguyên liu có giá tr kinh t thp nh du thc vt ã qua s dng, ph
thi ca các nhà máy ch bin du m. Theo các nghiên cu cho bit, ch có
khong 45% biodiesel c sn xu
t t du thc vt tinh luyn, còn li 55%
biodiesel có th tng hp t các ngun nguyên liu khác. Vic s dng du thc
vt  ch bin biodiesel cng có nhc im là cnh tranh vi ngun cung cp
thc phm ca nhân loi, do ó ngoài vic tìm ngun du thc vt ít giá tr thc

phm ngi ta còn tn dng nhiu lo
i ph phm khác trong công nghip. Cn xà
phòng trong tinh luyn du thc vt là mt trong nhng ph phm có th tn
dng làm ngun nguyên liu  tái ch thành du biodiesel thay th mt phn
nhiên liu cp nhit.
Cn xà phòng và axit béo là hai ph phm ca ngành công nghip tinh ch
du thc vt; thành phn ch yu ca cn xà phòng là mui ca axit béo vi ion
Na
+
c hình thành do quá trình trung hòa gia dung dch kim và các axit béo
t do có trong du thô. Sau khi trung hòa, cn có thy phn 30 - 40% c tách
ra. Cn xà phòng cùng vi axit béo thu c t thit b kh mùi ca quá trình
tinh ch du là ngun ph phm có th tn dng ch bin thành nhiên liu
biodiesel thay th mt phn du t ang s dng cho lò t hi. Nu tn dng

2
c ngun axit béo di dào này s góp phn gii quyt c mt s vn  nh:
gim chi phí giá thành sn xut biodiesel, tn dng c ngun nguyên liu
không có giá tr dùng cho thc phm, gii quyt vn  ph thi ca quá trình
sn xut du thc vt, và không làm nh hng nhiu n an ninh lng thc
toàn cu do qu t trng trt trên th gi
i ngày càng khan him.
Xut phát t vai trò thc tin, kh nng và trin vng cng nh các vn 
tn ti cn gii quyt trong lnh vc nhiên liu, Trng Cao ng Công nghip
thc phm thành ph H Chí Minh ã c B Công thng giao nhim v
nghiên cu  tài “Nghiên cứu quy trình công nghệ và mô hình thiết bị sản
xuất nhiên liệu công nghiệp từ cặn xà phòng”.
+ M
ục tiêu của đề tài:
Xây dng quy trình công ngh và  xut mô hình thit b chuyn hóa cn

xà phòng ph phm trong ch bin du thc vt thành nhiên liu thay th mt
phn du t trong công nghip.
+ Nội dung nghiên cứu:
- Nghiên cu quy trình x lý tái ch axit béo t cn xà phòng tinh luyn và
x lý axit béo thu c t thit b kh mùi.
- Nghiên cu quy trình chuyn hóa axit béo thành este vi hai loi dung
môi là metanol và etanol.
- Th nghim công thc ph
i trn du sinh hc thu c và du DO làm
nhiên liu t lò hi.
- Sn xut th nghim 200 kg sn phm du sinh hc t cn xà phòng.

3
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu chung về biodiesel
Biodiesel (BD) còn c gi là diesel sinh hc là mt loi nhiên liu có tính
cht ging vi du diesel khoáng (DO) nhng không phi c sn xut t du m
mà t du thc vt hay m ng vt. BD hay nhiên liu sinh hc nói chung, là mt
loi nng lng sch, chúng không c và d phân gii trong t nhiên [19].
Bn cht ca BD là sn phm este hóa gia metanol ho
c etanol và gc axit
béo (FA) có trong du thc vt hoc m ng vt. Tùy thuc vào loi du và loi
ru s dng mà ankyl este có tên khác nhau. Nu i t du cây u nành (soybean)
và metanol thì ta thu c SME (soy methyl esters), ây là loi este thông dng
nht c s dng ti M. Nu i t du cây ci du (rapeseed) và metanol thì ta
thu c RME (rapeseed methyl ester), ây là loi este thông dng nht c s
dng  châu Âu. Theo tiêu chun ASTM thì BD c
nh ngha: “là các mono

ankyl este ca các axit mch dài có ngun gc t các lipit có th tái to li nh: du
thc vt, m ng vt, c s dng làm nhiên liu cho ng c diesel”[9].
Biodiesel bt u c sn xut khong gia nm 1800, trong thi im
ó ngi ta chuyn hóa du thc vt  thu glyxerin ng dng làm xà phòng và
thu c các ph phm là metyl este hoc etyl este g
i chung là BD.
Vào ngày 10 tháng 08 nm 1893 ln u tiên Rudolf Diesel ã s dng BD
do ông sáng ch  chy máy. Nm 1912, ông ã d báo: “Hin nay, vic dùng
du thc vt cho nhiên liu ng c có th không quan trng, nhng trong tng
lai, nhng loi du nh th chc chn s có giá tr không thua gì các sn phm
nhiên liu t du m và than á”. Trong bi cnh ngun tài nguyên du m ang
cn ki
t và nhng tác ng xu lên môi trng ca vic s dng nhiên liu,
nhiên liu tái sinh sch trong ó có BD ang ngày càng khng nh v trí là
ngun nhiên liu thay th kh thi.  tng nh ngi ã có công u tiên oán
c giá tr to ln ca BD, t chc Nation Board Biodiesel ã quyt nh ly
ngày 10 tháng 8 hàng nm bt u t nm 2002 làm ngày Diesel sinh hc Quc
t (International Biodiesel Day).
Ti hi ch
 quc t t chc ti Paris nm 1900, Diesel ã biu din ng
c dùng du BD ch bin t du lc. Trong nhng nm ca thp k 90, Pháp ã
trin khai sn xut BD t du ht ci. Và c dùng  dng B5 (5% BD trn vi
95% DO) và B30 (30% BD trn vi 70% DO)[8].

4
1.2. Thành phần hóa học và tính chất hóa lý của biodiesel[12]
1.2.1. Thành phần hóa học của biodiesel
Thành phn hóa hc ca BD tùy thuc vào loi nguyên liu tng hp nên
nó. Công thc cu to tng quát ca BD:

Trong ó: R là gc hydrocacbon ca axit béo có khi lng phân t ln.
R’ là gc ru no n chc, thng R’ là metyl (CH
3
) hoc etyl (C
2
H
5
).
Nguyên liu có cha thành phn axit béo (FA) thng là các du thc vt
tinh luyn, du có cha hàm lng FA cao (du c, du u nành, du bông, du
cao su,…), du thc vt ã qua s dng, th phm và ph thi t quá trình sn
xut du thc phm (cn xà phòng, axit béo, shortening,…), du to, m ng
vt (m cá, m bò, m ln…) và ngun khác.
V cu to, FA là nhng axit
cacboxylic mch thng có cu to khong t 6 n 30 nguyên t cacbon. Các FA
này có th no hoc không no.
1.2.2. Tính chất vật lý của biodiesel
+ Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ đông đặc: BD tng hp t các ngun FA khác
nhau có thành phn hóa hc khác nhau, vì vy, chúng cng có nhit  nóng
chy và nhit  ông c khác nhau. Các giá tr nhit  này không n nh và
thng trong mt kho
ng nào ó.
+ Tính tan của BD: BD không phân cc, do vy chúng tan rt tt trong dung
môi không phân cc, không tan trong nc.  tan ca BD trong dung môi ph
thuc nhiu vào nhit .
+ Khối lượng riêng: Khi lng riêng ca BD nh hn nc,  15
o
C khi lng
riêng ca biodiesel trong khong 860 - 900 kg/m
3

(TCVN-7717:2007),  bão
hòa ca gc FA càng cao thì t trng ca BD càng cao.
1.2.3. Tính chất hóa học của biodiesel
Thành phn hóa hc ca BD là este ca các FA và ru no n chc, do
vy, BD có y  tính cht ca mt este.
+ Phản ứng thủy phân: BD b thy phân trong c môi trng axit và môi trng
kim. Trong môi trng axit là phn ng thun nghch vi phn ng este hóa:
RCOOR’ + H
2
O RCOOH + R’OH (1)
Phn ng thy phân trong môi trng kim là phn ng mt chiu và c
gi là phn ng xà phòng hóa:
RCOOR’ + NaOH  RCOONa + R’OH (2)
R – C – O – R’
O
H
+

5
+Phản ứng cộng hợp: Trong iu kin thích hp, BD cha các gc FA không no
s cng hp vi các cht khác nh hydro, halogen…
+ Phản ứng trùng hợp: Trong iu kin thích hp BD có cha gc FA không no
d xy ra phn ng trùng hp to ra các hp cht cao phân t.
1.3. Nguồn nguyên liệu tổng hợp biodiesel
1.3.1. Dầu thực vật
Trong thành phn ca du ch y
u là este ca glyxerin và FA. Phn còn li
là FA t do, photphatit, vitamin, cht màu, cht nhy Du không tan trong
nc, tan kém trong ru và tan tt trong xng, axeton,
Trong phân t, gc glyxerin luôn c nh, ch khác nhau gc FA. Các FA

 dng n chc mch thng, có s nguyên t cacbon chn (ph bin có 18
nguyên t cacbon). Nhng FA ph bin trong du thc vt là axit oleic (C18:1),
axit linoleic (18:2), axit stearic (C18:0), axit panmitic (C16:0). Các FA khác
nhau có nhng tính cht vt lý và hóa hc khác nhau. Do ó, thành phn axit béo
là yu t quan trng quyt
nh tính cht ca du. Khi chuyn hóa thành
biodiesel, cu trúc gc axit béo không h thay i, cho nên, thành phn axit béo
quyt nh luôn c tính cht ca biodiesel. Thành phn axit béo ca mt s loi
du thc vt c cho  bng 1.1.
Bảng 1.1. Thành phần FA của các loại dầu thực vật khác nhau (theo tổng số C)[10]
%
Loi du
C16:0 C16:1 C18:0 C18:1 C18:2 C18:3 Khác
Du bông 28,7 0 0,9 13,0 57,4 0 0
Du hng dng 6,4 0,1 2,9 17,7 72,9 0 0
Du c 42,6 0,3 4,4 40,5 10,1 0,2 1,1
Du thu du 1,1 0 3,1 4,9 1,3 0 89,9
Du u nành 13,9 0,3 2,1 23,2 56,2 4,3 0
Du lc 11,4 0 2,4 48,3 32,0 0,9 4,0
Du da 9,7 0,1 3,0 6,9 2,2 0 65,7
Du s 13-15 - 0,4 74-87 10-14 - -
BD c tng hp t du thc vt thông qua phn ng este hóa gia du
và các ru bc mt (nh CH
3
OH, C
2
H
5
OH…) trong iu kin có mt cht xúc
tác vô c (nh NaOH, KOH ):

Phn ng này có ý ngha thc t rt quan trng vì ngi ta có th s dng
R
1
COOCH
2
R
2
COOCH + 3CH
3
OH

R
3
COOCH
2
CH
2
–OH
CH – OH + R
2
COOCH
3
(3)

CH
2
– OH
R
1
COOCH

3
R
3
COOCH
3
xt

6
các ankyl este ca FA làm nhiên liu do gim mt cách áng k lng khí thi
c hi ra môi trng. ng thi cng thu c mt lng áng k glyxerin s
dng trong các ngành công nghip m phm, hàng tiêu dùng, sn xut nitro
glyxerin làm thuc n…
Trên th gii, du thc vt thng dùng  sn xut BD là du c. Có th
tham kho t l phn trm các loi du thc v
t  sn xut BD  hình 1.1[4].
10%
17%
3%
5%
5%
60%
Du cám
Du c
Du nành
Du da
Du thu du
Du khác

Hình 1.1. Tỷ lệ các loại dầu chủ yếu sản xuất biodiesel
1.3.2. Mỡ động vật

Cng ging nh du thc vt, m ng vt có thành phn ch yu là
triglyxerit, là este to thành t axit béo (FA) có phân t lng cao và glyxerin.
Thành phn FA trong m ng vt ch yu là các hydrat cacbon mch dài và no
nên thng  trng thái rn và c gi là m. M ng vt cng có các tính
cht hóa lý nh
 du thc vt. Trong các loi m ng vt, nh: m cá basa, cá
tra, m bò, m ln, m gà,… thì m cá basa, cá tra ã c nghiên cu thành
công trong vic chuyn hóa thành du BD. Thành phn FA ca m cá basa c
th hin  bng1.2.
Bảng1.2. Thành phần axit béo của mỡ lỏng cá basa (theo tổng số C)[2]
Thành phần FA Hàm lượng (%) Thành phần FA Hàm lượng (%)
C14:0 1,14 C16:1 1,81
C15:0 0,21 C18:1 44,73
C16:0 28,31 C18:2 16,4
C17:0 0,35 C18:3 0,76
C18:0 2,70 C20:1 0,60
C20:0 0,26 C22:6 0,52
C22:0 0,22 Khác 1,09

7
i vi nguyên liu loi này, ngoài tác nhân trao i este là metanol, có
th dùng tác nhân hn hp 65% metanol và 35% etanol cng thu c  nht
cn thit ca BD.
1.3.3. Các phế phẩm từ quá trình tinh luyện dầu thực vật
Cn xà phòng và FA là 2 dng ph phm thu c t quá trình tinh luyn
du thô (hình 1.2). Hàm lng
cn xà phòng và FA thi ra t
quá trình tinh luyn du thc
vt rt ln, chim khong 20%
lng du thô ban u. T

n
dng ngun nguyên liu này 
sn xut BD rt có li, va gii
quyt vn  ph thi, giá
nguyên liu u vào li rt r
so vi du tinh luyn. Cn xà
phòng ch yu là mui ca FA
vi ion Na
+
hình thành do quá
trình trung hòa gia dung dch
kim vi FA t do có trong
du thô theo phng trình:
RCOOH + NaOH  RCOONa + H
2
O (4)
Do ó, ta có th d dàng tái ch thu hi FA t cn xà phòng bng cách axit
hóa li cn xà phòng bng các axít vô c nh HCl, H
2
SO
4
… theo phng trình:
RCOONa + HCl  RCOOH + NaCl (5)
FA này cùng vi FA thu c t quá trình kh mùi du tinh luyn s là
ngun nguyên liu rt tt  iu ch BD thông qua phn ng:
RCOOH + R’OH RCOOR’ + H
2
O (6)
Trong ó, tác nhân tham gia trao i este R’OH có th là metanol, etanol,
hay propanol.

1.3.4. Dầu thực vật đã qua sử dụng
Hu ht các loi du ph thi ca các nhà máy ch bin thc phm, các
nhà hàng hu ht u ã qua s dng nên chúng có c im là ã gia nhit
nhiu ln, có màu xm. Theo các kt qu phân tích cho bit, ngoài lng du m,
còn có nhiu các cht khác, k c cht rn. Nguyên li
u này cn c x lý 
loi b các tp cht và nc trc khi sn xut BD. Tác nhân phn ng iu ch
xt
Du thô
Kh gum
Trung hòa
Ty màu
Kh mùi
Du thành phm
Cn photpholipit
Cn xà phòng
Axit béo
Hình 1.2. Sơ đồ tinh luyện dầu thực vật[7]

8
BD có th dùng là metanol, etanol, propanol vi xúc tác kim s cho hiu sut
BD cao. Tr s xetan ca sn phm thu c cng t n 49, áp ng tiêu chun
diesel thông dng. Chng hn,  M, hàng nm ti các nhà hàng có n hn 11
triu lít du thu hi, ây là ngun nguyên liu rt r tin  sn xut BD[13].
Ngoài các ngun nguyên liu trên  tng hp nhiên liu BD, du t
o là
ngun nguyên liu thc vt có giá tr và ang c nghiên cu. So vi du thc
vt thì du to cho hiu sut thu hi BD cao hn. Mt khác, to còn có u im
là hp th CO
2

nhiu hn so vi các loi thc vt khác[4].
1.4. Các phương pháp xử lý dầu thực vật và mỡ động vật để tạo nhiên liệu
biodiesel [4]
1.4.1. Pha loãng dầu thực vật
 nht ca du thc vt có th c làm thp xung bng vic trn ln vi
etanol tinh khit, hoc pha trn vi du khoáng. Chng hn hn hp 25% du
hng dng và 75% du DO có tính cht tng t nh nhiên liu DO.  nht
ca hn hp này là 4,88 mm
2
/s ti 313K, trong khi theo tiêu chun ASTM, giá tr
này là 4,0 mm
2
/s ti 313K. S pha loãng nh vy ã làm gim  nht ca du
thc vt  t c giá tr gn tng ng du DO dùng cho ng c t trong.
1.4.2. Nhiệt phân dầu thực vật
Nhit phân là phân hy các phân t du thc vt bng nhit không có mt ca
oxy, kt qu to ra các ankan, ankadien, các axit cacboxylic, hp cht thm và lng
nh các sn phm khí. Quá trình nhi
t phân các hp cht béo ã c thc hin cách
ây hn 100 nm, c bit  nhiu ni trên th gii có ít hoc không có du m.
1.4.3. Cracking xúc tác dầu thực vật
Bng phng pháp cracking có th to ra các ankan, xycloankan,
ankylbenzen… tuy nhiên, vic u t cho mt dây chuyn cracking xúc tác rt
tn kém nên phng pháp này ít s dng.
1.4.4. Phương pháp trao đổi este
Quá trình này to ra các ankyl este axit béo (AEFA) có  nht thp hn
nhiu so v
i các phân t du thc vt ban u. Các este này có trng lng phân
t bng mt phn ba khi lng phân t ca du thc vt và có  nht xp x
bng diesel khoáng. Vì vy, BD thu c có tính cht phù hp nh mt nhiên

liu s dng cho lò hi hay ng c diesel.


9
1.4.4.1. Cơ sở hóa học của quá trình trao đổi este[4]
+ Bản chất hóa học: Trong các phng pháp trên, phng pháp chuyn hóa este
to BD là s la chn tt nht, vì các c tính vt lý ca các AEFA rt gn vi
DO thông dng và các quá trình này cng tng i n gin, chi phí không cao.
Hn na, kh nng to cn ca các AEFA rt thp khi cháy trong lò hi hay cháy
trong ng c (không cn phi thay i các chi tit ca
ng c). Bn cht hóa
hc ca phn ng trao i este nh sau:

Du thc vt Ru Glyxerin Biodiesel
+ Tác nhân phản ứng trao đổi este: Tác nhân phn ng trao i este là các ru
no n chc, nhng thông thng hay s dng là metanol. Metanol có công thc
CH
3
OH, là ru u tiên ca dãy no, phân cc. Vì gc CH
3
có khi lng nh nên
AEFA to ra có t trng nh hn nhiu so vi pha glyxerin, làm cho sn phm d
phân lp và tách BD d dàng. Phn ng trao i este là phn ng thun nghch, do
vy mun tng hiu sut BD phi dùng mt lng d metanol (to iu kin phn
ng theo chiu thun), tuy nhiên phi dùng lng d metanol theo mt t l thích
hp vì nu lng metanol d
 nhiu làm quá trình phân lp sn phm s khó khn
và tn nhiu nng lng cho quá trình thu hi metanol. Thông thng t l
metanol : du thích hp là t 6:1 n 9:1. Metanol r tin, d kim, tuy nhiên rt
c.

Etanol là mt loi ru no n chc c ng dng nhiu nht trong ngành
tng hp hu c hóa du vì etanol ít c hi, hn na etanol có th sn xut t
ngu
n nguyên liu sinh hc nh t go, sn, ngô… bng quá trình lên men. Chính
vì nhng lý do trên mà hin nay ngi ta ang quan tâm n s dng etanol làm
nguyên liu cho quá trình tng hp BD t du thc vt. Theo c ch ca quá trình
tng hp BD ta thy kh nng tn công ca gc C
2
H
5
O vào nhóm cacbonyl ca
phân t glyxerit to ra hp cht trung gian s kém hn so vi gc CH
3
O. Chính
iu này làm hiu sut to thành BD ca ru có phân t lng ln nói chung và
etanol nói riêng là tng i thp.



R
1
COOCH
2
R
2
COOCH + 3R’OH

R
3
COOCH

2
CH
2
– OH
CH – OH + R
2
COOR’

(7)

CH
2
– OH
R
1
COOR’

R
3
COOR’

x
t

10
Bảng 1.3. Tính chất của một số rượu [22]
Tên gọi Công thức
Khối lượng
mol (g/mol)
Khối lượng

riêng (g/ml)
Nhiệt độ
sôi (
0
C)
Metanol CH
3
OH 32 0,7914 65
Etanol CH
2
H
5
OH 46 0,7893 78,5
n-propanol CH
3
CH
2
CH
2
OH 60 0,8035 97,4
iso-propanol CH
3
CH(CH
3
)OH 60 0,7855 82,4
n-butanol CH
3
CH
2
CH

2
CH
2
OH 74 0,8098 117,2
iso-butanol CH
3
CH(CH
3
)CH
2
OH 74 0,8018 108
V nguyên tc, có th s dng các rc no có s cacbon bng 3 hoc 4 
làm tác nhân phn ng trao i este. Tuy nhiên, mch ca ru càng ln, tc  trao
i este càng nh, s phân tách pha càng kém, do vy chúng ít c ng dng.
+ Cơ chế phản ứng [5]: Phn ng trao i este uc thc hin trên nhiu loi
xúc tác khác nhau:
Cơ chế phản ứng trên xúc tác bazơ:
u tiên là phn 
ng ca phân t ru vi xúc tác baz to thành ankoxit:
R’OH + B
R’O
¯
+ BH
+
(8)
Sau ó gc R’O
¯
tn công vào nhóm cacbonyl ca phân t glyxerit to
thành hp cht trung gian:

Hp cht trung gian này không bn, tip tc to mt anion và mt ankyl
este tng ng:

Cui cùng là s hoàn nguyên li xúc tác theo phng trình:

Xúc tác B li tip tc phn ng vi các diglyxerit và monoglixerit ging
nh c ch trên, cui cùng to ra các AEFA và glyxerin.
R
1
COOCH
2
R
2
COOCH

H
2
C – O
¯


+ R’OOCR
3
(10)
R
1
COOCH
2
R
2

COOCH

H
2
C – O – C – R
3
O
¯

OR’

R
1
COOCH
2
R
2
COOCH

H
2
C – O – C – R
3
+ R’O
-
R
1
COOCH
2
R

2
COOCH (9)

H
2
C – O – C – R
3
O


O
¯

OR’

R
1
COOCH
2
R
2
COOCH + BH
+
H
2
C – O
¯


R

1
COOCH
2
R
2
COOCH + B (11)

H
2
C–OH

11
Cơ chế phản ứng trên xúc tác axit:


Quá trình trao i este còn gi là quá trình ru hóa, có ngha là t mt
phân t glyxerit hoc các FA, tách ra glyxerin và to ra các AEFA khác. Ru
c s dng trong các quá trình này thng là các ru n chc cha khong
t mt n tám nguyên t cacbon: metanol, etanol, propanol, butanol…, trong ó
metanol và etanol là các ru hay c s dng nht.
1.4.4.2. Các phương pháp trao đổi este khác
Ngoài phng pháp este hóa có xúc tác, còn s dng các cách khác  trao
i este nh:
+ Phương pháp siêu tới hạn[15,16]:
ây là phng pháp mi không cn s dng
xúc tác nhng nhit  và áp sut tin hành phn ng rt cao (áp sut trên 100Mpa
và nhit  850K). Phng pháp này cho  chuyn hóa cao, thi gian phn ng
ngn nht, quá trình tinh ch sn phm n gin nht vì không s dng xúc tác,
nhng òi hi ch  công ngh cao, phc tp.
+ Phương pháp chuyển hóa dầu thành axit, và sau đó este hóa thành BD[12]:

Phng pháp này ph
i tri qua hai giai on, hiu qu ca quá trình này không cao
nên ít c s dng.
1.4.4.3. Công nghệ tổng hợp biodiesel bằng phương pháp trao đổi este
a) Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trao đổi este[27]
Có rt nhiu thông s nh hng ti tc  phn ng này nh nhit ,
thi gian phn ng, tc  khuy, các c trng ca nguyên liu u vào, t l

nguyên liu… Sau ây là các thông s nh hng ti tc  phn ng.
+ Ảnh hưởng của độ ẩm và các axit béo tự do: Nguyên liu cho quá trình este hóa
glyxerit vi xúc tác kim cn phi tha mãn các yêu cu sau: Glyxerit cn phi
có ch s axit thp, nguyên liu phi c làm khan hoàn toàn, hàm lng nc
phi rt nh (nc có hi vì gây ra phn ng xà phòng hóa, làm tiêu tn và gim
hiu qu ca xúc tác). Mt khác, xà phòng sinh ra làm t
ng  nht to thành gel
R – C – OH + H
+

O

R – C – OH
+
OH
R – C – OH



OH

R’OH

+R’OH


R – C – O – R’

+
OH
- H
2
O
R – C –
+
OH
2






OH

O – R’
R – C – O – R’+ H
+
(12)

+
OH

12
và làm quá trình tách glyxerin rt khó khn. Nu lng xà phòng nhiu có th
làm cho khi phn ng ông c li. Nh vy, hàm lng nc và FA t do
trong nguyên liu có nh hng rt mnh n hiu sut chuyn hóa ca quá trình
trao i este. Do vy, công ngh sn xut BD ph thuc rt nhiu vào ngun
nguyên liu.
+ Ảnh hưởng của nhiệt độ: Phn ng este hóa có th tin hành
 các nhit  khác
nhau ph thuc vào loi du s dng, nhit  càng cao thì tc  phn ng càng
nhanh. i vi loi du thông dng thì nhit  phn ng thng nm trong khong
55 - 70
o
C; vì nhit  cao, tc  phn ng xà phòng hóa s tng lên, và vì nhit 
sôi ca metanol là 64
o
C nên nhit  cao làm bay hi metanol dn n  chuyn hóa
ca phn ng s gim xung.
+ Ảnh hưởng áp suất: Áp sut không nh hng nhiu ti tc  phn ng. Phn
ng thng c tin hành  áp sut khí quyn.
+ Ảnh hưởng của tốc độ khuấy: Do phn ng tn ti trong hai pha khác bit nên
tc  khuy
óng vai trò quan trng. Có nhiu nghiên cu ã chng minh rng:
vi cùng iu kin phn ng, nu tc  khuy là 300 vòng/phút thì sau 8 gi
hiu sut chuyn hóa là 12%; nhng nu tc  khuy là 600 vòng/phút thì sau 2
gi  chuyn hóa ã t 97%.
+ Ảnh hưởng của lượng rượu dư: Mt trong nhng yu t quan trng nht nh
hng n hiu su
t phn ng este hóa là t l mol gia ru và glyxerit. T l
phng trình phn ng hóa hc i vi quá trình trao i este òi hi 3 mol ru
và 1 mol glyxerit  to thành 3mol AEFA và 1 mol glyxerin. Tuy nhiên, do

phn ng này là phn ng thun nghch nên  tng hiu xut chuyn hóa phi
dùng d lng ru. T l mol gia ru và glyxerit còn tùy thuc vào loi ru
nào tham gia phn ng.
+ Ảnh hưởng của th
ời gian phản ứng: Thi gian phn ng có nh hng nhiu
ti tc  chuyn hóa ca phn ng. Thi gian phn ng càng dài thì tc 
chuyn hóa càng tng. Theo các nghiên cu cho bit, thi gian phn ng thng
t 1 n 8 gi. Nu ít hn thì cha  mc  tip xúc  phn ng xy ra, còn
nu quá dài thì có th xy ra phn ng ph
, không hiu qu trong sn xut công
nghip.
b) Giới thiệu một số công nghệ tổng hợp biodiesel[25]
Có nhiu công ngh tng hp BD, tuy nhiên có th chia làm hai loi: công
ngh gián on và công ngh liên tc. S  mô t quá trình hu nh tng t
nhau. Có th mô t chung quá trình tng hp BD có xúc tác nh hình 1.3.

13

Hình 1.3. Sơ đồ chung tổng hợp BD từ dầu thực vật
Sau ây là các công ngh trao i este in hình.
+ Công nghệ gián đoạn: ây là phng pháp n gin nht  sn xut BD.
Thit b chính dng thùng khuy. Cho ru và du vào vi t l phù hp, khuy
 iu kin 25 - 85
o
C, xúc tác s dng là NaOH hoc KOH, chim t 0,3 - 1,5%
khi lng du. Sau khi phn ng kt thúc, hn hp phn ng c  n nh
trong thit b phân ly tách riêng hai pha bng máy ly tâm. Ru có  c hai pha,
loi bng cách cho bay hi. Pha este c trung hòa, ra bng nc nóng  thu
BD. Pha glyxerin cng c trung hòa ri ra  thu glyxerin (hình 1.4).

Hình 1.4. Sơ đồ sản xuất BD theo phương pháp gián đoạn
N
c
T.b
phn
ng
Du
Ru
Xúc tác
Este
Ru
Ru
Nc
Nc
BD
Nc ra
Glyxerin
T.b
tách
Metanol Xúc tác
Khuy trn
Du thc vt
Chuyn hóa este
Tách pha
Trung hòa
xúc tác ca
pha glyxerin
Trung hòa
Thu hi
metanol

Tinh ch
g
l
y
xerin
Thu hi
metanol t
BD
Ra nc
Làm khan
Biodiesel
Glyxerin
ã tinh ch

14
+ Công nghệ liên tục: Phng pháp này có hiu sut cao hn do hn hp sau khi
phn ng xong trong thit b th nht li tip tc c a vào thit b tip theo
 phn ng trit  hn. Bng phng pháp này có th t hiu sut BD n 98
- 99% (hình 1.5).

Hình 1.5. Sơ đồ sản xuất BD theo phương pháp liên tục
+ Công nghệ đối với nguyên liệu
đầu vào có lượng FA tự do cao: Nu lng FA
t do trong nguyên liu nhiu s phn ng vi xúc tác  to thành xà phòng,
làm khi phn ng ông c li. Yêu cu hàm lng FA t do phi nh hn 2%.
Nu lng này nhiu hn thì phi tin hành tinh ch bng cách cho phn ng vi
ru trên xúc tác axit. Sn phm giai on u s c làm sch trc khi
chuy
n sang thit b  este hóa ln hai (hình 1.6).

Hình 1.6. Sơ đồ sản xuất BD từ nguyên liệu có hàm lượng FA tự do cao
+ Công nghệ không sử dụng xúc tác: Có nhng quá trình trao i este không s
dng xúc tác, ó là công ngh Biox. Phn ng này s dng dung môi
tetrahydrofuran  hòa tan metanol làm tng tc  phn ng trong khong t 5 n
10 phút. Dung môi này có nhit  sôi gn ging metanol. Sau khi phn ng,
metanol d và dung môi c tách ra. Phng pháp này ch c
n phn ng  nhit
 phòng. Ngoài dung môi tetrahydrofuran còn có th s dng dung môi metyl -
tert - butyl ete (hình 1.7).
un
nóng
Thit
b phn
ng 1
Tách
Du
Ru
Xúc tác
Este
R

u
BD
Gl
y
xerin
Thit
b phn
ng 2

Thit b
phn
ng 1
Tách pha
Du
Ru
Xúc tác axit
Este
Ru
BD
Glyxerin
Xúc tác kim
Thit b
phn
ng 2

15

Hình 1.7. Sơ đồ sản xuất BD theo phương pháp Biox
+ Công nghệ siêu tới hạn không sử dụng xúc tác: Phng pháp này yêu cu s
dng t l mol ru - du khá cao (t 20/1 n 30/1) và c tin hành trong
iu kin siêu ti hn (nhit  t 350 - 400
o
C, áp sut khong 80at).  iu kin
này, phn ng hoàn thành trong vòng 4 phút. Phng pháp này òi hi chi phí
tn kém do tin hành trong iu kin khc nghit. Hn hp phn ng phi c
làm lnh nhanh  tránh phân hy (hình 1.8).

Hình 1.8. Sơ đồ sản xuất BD theo phương pháp siêu tới hạn

1.5. So sánh chất lượng của biodiesel và diesel khoáng
BD có tính cht vt lý rt ging vi DO (bng1.4). Tuy nhiên, tính ch
t
phát khí thi thì BD tt hn DO nhiu. Sn phm cháy ca BD sch hn so vi
DO, theo các nghiên cu cho bit B20 (nhiên liu cha 20% BD và 80% DO) có
th c s dng trong các ng c diesel mà không cn phi thay th kt cu
ca ng c, thc t, ng c diesel s chy tt hn khi pha ch 20% BD.
Bảng 1.4. So sánh tính chất của DO với BD[12]
STT Tên chỉ tiêu BD DO
1 T trng
0,87 ÷ 0,89 0,81 ÷ 0,89
2  nht ng hc  40
o
C, mm
2
/s
3,7 ÷ 5,8 1,9 ÷ 4,1
3 Tr s xêtan
46 ÷ 70 40 ÷ 55
4 Nhit tr, kcal/kg 37000 43800
5 Hàm lng lu hunh, %
0,0 ÷ 0,0024
0,5
6 im vn c,
o
C -11 -
7 Ch s iôt - 8,6
Thit
b phn
ng 1

Tách
Du
Ru
Dung môi
Este
Ru,
dung môi
BD
Glyxerin

Thit b
phn
ng siêu
ti hn
Du
Ru
Ru
BD
Gl
y
xerin
Thit
b
tách
Thit
b
tách

16
1.5.1. Ưu điểm của biodiesel so với diesel khoáng[22]

+ Trị số xetan cao: Tr s xetan là mt n v o kh nng t bt cháy ca nhiên
liu diesel. Tr s xetan càng cao thì s mi la và s cháy càng tt. DO thông
thng có tr s xetan t 50 n 52, và i vi ng c cao tc thì khong 53 -
54. BD là các ankyl este mch thng do vy nhiên liu này có tr s xetan cao
hn DO. Vi tr s
 xetan nh vy, BD hoàn toàn có th áp ng d dàng yêu cu
ca các lò t và các ng c òi hi nhiên liu có kh nng t bt cháy cao mà
không cn ph gia tng tr s xetan.
+ Quá trình cháy sạch: Do trong nhiên liu BD cha khong 11% oxy nên quá
trình cháy ca nhiên liu xy ra hoàn toàn. Vì vy, s gim áng k s to mui
và cn trong lò t hay ng c s dng nhiên liu BD.
+ Khả n
ăng bôi trơn cao: Các nghiên cu ã ch ra rng, BD có kh nng bôi trn
tt hn DO. Kh nng bôi trn ca nhiên liu c c trng bi giá tr HFRR
(high - frequency receiprocating rig), nói chung giá tr HFRR càng thp thì kh
nng bôi trn ca nhiên liu càng tt. DO ã x lý lu hunh có giá tr HFRR
≥
500 khi không có ph gia, nhng gii hn c trng ca diesel là 450. Vì vy,
DO yêu cu phi có ph gia  tng kh nng bôi trn. Ngc li, giá tr HFRR
ca BD khong 200, vì vy nó còn nh là mt ph gia rt tt i vi DO thông
thng. Khi thêm vào vi t l thích hp BD, s mài mòn ng c c gim
mnh. Thc nghim ã chng minh sau khong 15000 gi làm vic, s
mài mòn
vn không c nhn thy.
+ Tính ổn định của BD: S thun li rt ln v môi trng ca BD là kh nng
b phân hy rt nhanh ca nó (phân hy n hn 98% ch trong 21 ngày). Tuy
nhiên, thun li này yêu cu s chú ý c bit v quá trình bo qun nhiên liu.
+ Khả năng thích hợp cho mùa đông: BD rt thích hp cho iu kin s dng
vào mùa
ông  nhit  -20

0
C. i vi du DO, s kt tinh (to tinh th n-
parafin) xy ra trong nhiên liu gây tr ngi cho các ng ng dn nhiên liu,
bm phun nên thng xuyên phi làm sch. Còn BD thì ch b ông c li khi
nhit  gim và nó không cn thit phi làm sch h thng nhiên liu.
+ Giảm lượng khí thải độc hại và nguy cơ mắc bệnh ung thư: S dng BD tinh
khit thay cho DO khoáng có th gi
m 93,6% nguy c mc bnh ung th t khí
thi ca ng c, do BD có cha rt ít các hp cht thm, rt ít lu hunh
(khong 0,001%). Hàm lng lu hunh trong BD ít còn làm gim áng k khí
thi SO
x
gây n mòn thit b và gây ô nhim môi trng.

17
+ An toàn về cháy nổ: BD có nhit  chp cháy cao, trên 130
0
C, cao hn nhiu
so vi DO, vì vy tính cht nguy him ca nó thp hn, an toàn hn trong tn
cha và vn chuyn.
+ Nguồn nguyên liệu cho tổng hợp hóa học: Ngoài vic c s dng làm nhiên
liu, các AEFA còn là ngun nguyên liu quan trng cho ngành công ngh hóa
hc, sn xut các ru béo, ng dng trong dc phm và m phm, các
ankanolamin, isopropylic este, các polyeste… c ng dng nh cht nha,
cht hot
ng b mt…
+ Nguồn nguyên liệu sản xuất BD có thể nuôi trồng được: To ra ngun nng
lng c lp vi du m, không gây nh hng ti sc khe con ngi và môi
trng.
1.5.2. Những hạn chế của biodiesel[20]

Ngoài nhng u im trên, BD vn còn nhng nhc im ch yu cn
gii quyt, ó là:
+ Giá thành khá cao: BD thu
c t du thc vt t hn so vi DO thông
thng, nhng trong quá trình sn xut BD có th to ra sn phm ph là
glyxerin là mt cht có tim nng thng mi ln có th bù li phn nào giá c
cao ca nó.
+ Tính chất thời vụ: Mun s dng BD nh là mt dng nhiên liu thng xuyên
thì cn phi quy hoch tt vùng nguyên liu.
+ Có thể gây ô nhi
ễm: Nu quá trình sn xut BD không m bo, chng hn ra
BD không sch thì khi s dng vn gây ra các vn  v ô nhim do vn còn xà
phòng, kim d, metanol, glyxerin t do… cng là nhng cht gây ô nhim. Vì
vy phi có các tiêu chun c th  ánh giá cht lng ca BD.
1.6. Tỷ lệ pha chế và tính chất khói thải của nhiên liệu biodiesel
Mt s ni s dng 100% biodiesel (B100) nh
 là nhiên liu cho các ng
c, hay nhiên liu t lò hi và rõ ràng rng các ng c diesel hay các lò t
không tng thích hoàn toàn vi vic s dng B100. Do vy, biodiesel c s
dng ph bin là pha trn vi du diesel t du m  các mc t l khác nhau t
2 (B2) n 20 (B20) phn trm th tích.[25]. Các nghiên cu ã chng t rng,
vi các t l ó v
n m bo công sut ca ng c, không phi thay i c cu
ca ng c diesel mà li gim áng k các khí c hi trong khí thi.  Vit
Nam hin nay, t l pha trn c  ngh là B5, trong tng lai gn s tin ti
pha ch B20[20].

18
Hàm lng các cht có trong khói thi ca ng c cng c nghiên cu
và ngi ta cho thy rng, khi s dng B5 hoc B20, các khí c hi nh CO,

hydrocacbon, NO
x
gim áng k nhng li không làm thay i công sut ng
c. ây là tính u vit ca nhiên liu sinh hc, trong tng lai không xa, các nhà
khoa hc s nghiên cu ci tin ng c  có th s dng c BD 100%[19].
1.7. Tình hình sản xuất và tiêu thụ biodiesel trong nước và ngoài nước[6]
1.7.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ biodiesel trong nước.
Vic nghiên cu ch bin du thc vt làm nhiên liu thay th
mt phn
xng du ã c nhiu c quan
nghiên cu khoa hc trong nc
nh Vin Hóa hc Công nghip,
Trung tâm khoa hc t nhiên và
công ngh quc gia, i hc Bách
Khoa Tp. H Chí Minh, i hc
Bách Khoa Hà Ni …  cp và
nghiên cu, trong ó có mt s
kt qu nghiên cu v s dng
du da ã este hóa làm nhiên liu
chy th các ng c
, Vin Vt
liu Tp. H Chí Minh ã nghiên
cu chuyn hóa m cá tra, cá basa
thành nhiên liu thay xng du, ã
có kt qu công b. Nguyên tc c
bn ca k thut sn xut BD t
du thc vt và m cá ã c th
nghim (hình 1.9).
Ngoài các phng pháp hóa hc, mt s tác gi ã nghiên cu s dng
enzym lipaza trong quá trình thu phân du da thay cho vic s

 dng kim. Tuy
nhiên, các ni dung nghiên cu v cn bn vn xut phát t du thc phm, mt
loi nguyên liu có giá tr, nên tính thc tin cha cao và cha áp dng c cho
sn xut. Sn phm nghiên cu vn có giá thành cao hn nhiu so vi giá xng
du hin nay. Vì vy, các kt qu nghiên cu ch mang tính k thut và bc u
thm dò, cha có i
u kin áp dng thc t vì giá thành cha phù hp.
Ti An Giang,  tài nghiên cu khoa hc ca ông H Xuân Thiên cùng
mt s cán b k thut thuc Công ty C phn Xut Nhp khu Thy sn An
Du thc vt
(hoc m cá)
Thu phân
FA
Glyxerin
Este hóa
Tinh ch
Biodiesel
Hình 1.9. Quy trình sản xuất dầu biodiesel
từ dầu thực vật và mỡ cá[19]
Metanol