SẢN XUẤT NHIÊN LIỆU SINH HỌC

CHƯƠNG 1: NHIÊN LIỆU SINH HỌC
1.1. Định nghĩa và phân loại
Nhiên liệu sinh học (biofuel) là loại nhiên liệu được hình thành từ các hợp chất
có nguồn gốc động thực vật (sinh học) như nhiên liệu chế xuất từ chất béo của động
thực vật (mỡ động vật, dầu dừa ), ngũ cốc (lúa, mỳ, ngô, đậu tương ), chất
thải trong nông nghiệp (rơm rạ, phân ), sản phẩm thải trong công nghiệp (mùn cưa,
sản phẩm gỗ thải ).
Nhiên liệu sinh học có thể được phân loại thành các nhóm chính như sau:
- Diesel sinh học (biodiesel) là một loại nhiên liệu lỏng có tính năng tương tự và
có thể sử dụng thay thế cho loại dầu diesel truyền thống. Biodiesel được điều chế từ
dẫn xuất từ một số loại dầu mỡ sinh học (dầu thực vật, mỡ động vật) thông qua quá
trình transester hóa bằng cách cho phản ứng với các loại rượu phổ biến nhất, ví dụ:
methanol, ethanol.
- Xăng sinh học (biogasoline) là một loại nhiên liệu lỏng, trong đó có sử dụng
ethanol như là một loại phụ gia nhiên liệu pha trộn vào xăng thay phụ gia chì. Ethanol
được chế biến thông qua quá trình lên men các sản phẩm hữu cơ như tinh bột, xen-lu-
lô, lignocellulose. Ethanol được pha chế với tỷ lệ thích hợp với xăng tạo thành xăng
sinh học có thể thay thế hoàn toàn cho loại xăng sử dụng phụ gia chì truyền thống.
- Khí sinh học (biogas) có thành phần chính là CH
4
(50-60%) và CO
2
(>30%)
còn lại là các chất khác như hơi nước, N
2
, O
2
, H
2
S, CO … được thuỷ phân trong môi
trường yếm khí, xúc tác nhờ nhiệt độ từ 20 - 40ºC, nhiệt trò thấp của CH

4
là 37,71.103
KJ/m
3
, do đó có thể sử dụng biogas làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong. Biogas được
tạo ra sau quá trình ủ lên men các sinh khối hữu cơ phế thải nông nghiệp, chủ yếu là
cellulose, tạo thành sản phẩm ở dạng khí. Biogas có thể dùng làm nhiên liệu khí thay
cho sản phẩm khí từ sản phẩm dầu mỏ.
- Nhiên liệu rắn: gỗ, than và các loại phân thú khô.
1.2. Nguyên liệu
Nguyên liệu để sản xuất NLSH rất đa dạng, phong phú, bao gồm:
- Nông sản: sắn, ngô, mía, củ cải đường…
- Cây có dầu: lạc, đậu tương, cây hướng dương, dừa, cọ dầu, jatropha…
- Chất thải dư thừa: sinh khối phế thải, rơm rạ, thân cây bắp, gỗ, bã mía, vỏ
trấu…
- Mỡ động vật
- Tảo
Tùy theo lợi thế về nguồn nguyên liệu của mỗi quốc gia, người ta lại chọn
những loại nguyên liệu phù hợp để sản xuất NLSH. Ví dụ như Brazil sản xuất ethanol
chủ yếu từ mía, ở Mỹ là từ ngô, ở Việt Nam sắn là nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản
xuất NLSH.
1.3.Các thế hệ nhiên liệu sinh học
Tuỳ thuộc vào nguyên liệu và loại nhiên liệu cần có, có thể sử dụng các quá
trình chuyển hoá theo phuơng pháp sinh học, hoá học hoặc nhiệt. Phương pháp sinh
học chậm nhưng sản phẩm có độ tinh khiết cao. Phương pháp nhiệt nhanh nhưng sản
phẩm tạo ra phức tạp và khó có thể thu đuợc sản phẩm mong muốn với độ tinh khiết
cao.
Các sản phẩm nhiêu liệu sinh học đã trải qua nhiều giai đoan phát triển và có thể chia
thành 3 thế hệ, tùy thuộc vào công nghệ và nguyên liệu.
• Thế hệ thứ 1

Nhiên liệu sinh học thế hệ đầu tiên được làm từ các loại cây trồng có hàm lượng
đường và tinh bột cao (sản xuất gasohol), dầu thực vật hoặc mỡ động vật (sản xuất
Biodiesel). Tinh bột từ các loại ngũ cốc được chuyển hóa thành đường rồi lên men
thành Bioethanol. Trong khi đó, dầu thực vật (được ép từ các loại cây có dầu) hoặc mỡ
động vật được trộn với ethanol (hoặc methanol) có sự hiện diện của chất xúc tác sẽ
sinh ra Biodiesel và glycerine bằng phản ứng chuyển hóa este.
• Thế hệ thứ 2
Nhiên liệu sinh học thế hệ 1 bị hạn chế bởi khả năng mở rộng diện tích đất
trồng trọt hiện nay để trồng các loại cây thích hợp là có hạn và các công nghệ truyền
thống sử dụng để chuyển đổi các nguồn nguyên liệu này thành NLSH còn bị hạn chế
bởi hiệu quả và phương pháp xử lý. Vì vậy người ta đã hướng tới nhiên liệu sinh học
thế hệ 2. Loại NLSH này được sản xuất từ nguồn nguyên liệu sinh khối, qua nghiền
sấy rồi lên men thành nhiên liệu sinh học. Các nguyên liệu này được gọi là "sinh khối
xenluloza" có nguồn gốc từ chất thải nông nghiệp, chất thải rừng, chất thải rắn đô thò,
các sản phẩm phụ từ quá trình chế biến thực phẩm hoặc loại cỏ sinh trưởng nhanh như
rơm, rạ, bã mía, vỏ trấu, cỏ…
NLSH thế hệ 2 được phân loại dựa trên bản chất quá trình chuyển hóa sinh
khối: sinh hóa hoặc nhiệt hóa. Quá trình sinh hóa được dùng để sản xuất ethanol hay
butanol thế hệ 2 và các nhiên liệu còn lại được tạo ra cùng với quá trình nhiệt hóa. Một
số loại nhiên liệu thế hệ 2 (được tạo ra từ quá trình nhiệt hóa) tương tự như các sản
phẩm được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch, ví dụ như: methanol, nhiên liệu lỏng từ
quá trình Fischer – Tropsch và đimethylete.
• Thế hệ thứ 3
NLSH thế hệ 3 được sinh ra từ những cải tiến về công nghệ sinh học thực hiện
trên các nguồn nguyên liệu. Các loại nguyên liệu được cấy ghép và nuôi trồng theo
cách mà các khối cấu trúc của tế bào (lignin, cellulose, hemicellulose) có thể được
điều chỉnh theo các cách khác nhau. NLSH thế hệ 3 được chế tạo từ các loài vi tảo
trong nước, trên đất ẩm, sinh ra nhiều năng lượng (7-30 lần) hơn nhiên liệu sinh học
thế hệ trước trên cùng diện tích trồng. Sản lượng dầu trên một diện tích 0,4 ha tảo là từ
20.000 lít/năm đến 80.000 lít/năm. Ngoài ra, loài tảo bò thoái hóa sinh học không làm

hư hại môi trường xung quanh. Theo ước tính của Bộ Năng Lượng Mỹ, nước này cần
một diện tích đất đai lớn độ 38.849 km2 để trồng loại tảo thay thế tất cả nhu cầu dầu
hỏa hiện nay trong nước.
1.4. Tình hình sản xuất nhiên liệu sinh học của thế giới và Việt Nam
1.4.1. Tình hình sản xuất nhiên liệu sinh học của thế giới
NLSH sẽ góp phần đa dạng hóa nguồn năng lượng, thúc đẩy tăng trưởng kinh
tế, giảm thiểu ô nhiễm nhà kính. Vì vậy nhiều quốc gia, trước hết là Mỹ có kế hoạch
đầu tư lớn vào lĩnh vực này. Ngày 8-1-2010 Chính phủ Mỹ phê chuẩn 2,3 tỷ USD để
hỗ trợ cho các nguồn năng lượng xanh. Ngày 3-2-2010 Chính quyền Obama và Cơ
quan bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) đã cùng công bố Tiêu chuẩn nhiên liệu tái tạo
(RFS) để thúc đẩy việc phát triển nhiên liệu sinh học. Theo kế hoạch thì đến năm 2022
nhiên liệu tái tạo phục vụ giao thông ở Mỹ mỗi năm phải đạt tới 36 tỷ gallon (1
gallon=3,785 lít). Tháng 11-2010, EPA xác định cuối năm 2011 phần nhiên liệu sinh
học từ chất xơ (cellulose) phải đạt tới 6,6 triệu gallon (nên lưu ý là từ chất xơ chứ
không phải từ tinh bột sắn như dự án ở nước ta!), phần diesel sinh học phải đạt, 800
triệu gallon, phần nhiên liệu sinh học tiên tiến (advanced biofuel) phải đạt 1,35 tỷ
gallon, phần nhiên liệu có thể tái sinh phải đạt 13,95 tỷ gallon. Hiện nay xăng E15
(15% ethanol) được coi là sử dụng an toàn cho ô tô ở Mỹ. Các nguồn nhiên liệu mới
được khuyến khích cụ thể bằng chính sách miễn giảm thuế. Nhờ sự hỗ trợ 80 triệu
USD từ Bộ Nông nghiệp Mỹ mà Công ty nhiên liệu Range sẽ nâng sản lượng hàng
năm của ethanol (cồn) từ cellulose (chất xơ) lên đến 20 triệu gallon. Ngày 2-6-2010
Bộ năng lượng Mỹ (DOE) đã hỗ trợ 5 triệu USD để phát triển nguồn năng lượng sinh
học phi lương thực. Chính phủ và Bộ Hải quân Mỹ (DON) rất quan tâm đến các nhiên
liệu sinh học tiên tiến và hệ thống các nhiên liệu tái sinh khác.

Hình 1.1. Các quá trình chuyển hóa nhiên liệu hóa thạch
và sinh khối thành nhiên liệu lỏng
Dự kiến đến năm 2020 toàn bộ thiết bị quân sự trên bờ và dưới biển của Mỹ
đều được thay thế 50% năng lượng tiêu dùng bằng các nguồn năng lượng thay thế.
Đến năm 2020 hải quân Mỹ sẽ được cung cấp khoảng 330 triệu gallon nhiên liệu sinh

học. Dự toán của Bộ năng lượng Mỹ cho năm 2011 là 28,4 tỷ USD, trong đó dành cho
các nghiên cứu về năng lượng sinh học là 220 triệu USD (về năng lượng mặt trời là
302 triệu USD, năng lượng gió là 123 triệu USD, kỹ thuật đòa nhiệt là 55 triệu USD).
Về nhiên liệu sinh học tiên tiến DOE dành ra 80 triệu USD để hỗ trợ nghiên cứu, trong
đó có phần nghiên cứu nhiên liệu từ sinh khối tảo, nhiên liệu xanh trong không
trung…DOE cũng dành 21 triệu USD giúp cho Công ty RW Beck để xúc tiến nghiên
cứu về nhiên liệu sinh học tiên tiến. Ngày 31-3-2010 DOE lại hỗ trợ 18 triệu USD để
giúp Phong thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley thành lập đơn vò phát triển quá
trình nhiên liệu sinh học tiên tiến (PDU). Chương trình Sinh khối (Biomass Program)
cũng được hỗ trợ 718 triệu USD để thương mại hóa các nhiên liệu sinh học tiên tiến,
mục tiêu là phải đạt tới 950 triệu gallon vào năm 2020. Ngày 28-6-2010 DOE đã quyết
định hỗ trợ 24 triệu USD cho 3 dự án nghiên cứu nhiên liệu sinh học từ tảo.
Liên minh Châu Âu (EU) quyết định giảm thiểu phát tán khí nhà kính và giảm
nhu cầu nhập khẩu xăng dầu bằng cách thực hiện mục tiêu thay thế 10% nhiên liệu
dùng trong vận tải bằng các nhiên liệu tái tạo. Hội đồng EU đề nghị xác nhận việc ứng
dụng các nguồn nhiên liệu sinh học. Có 14 quốc gia trong EU thỏa thuận hợp tác
nghiên cứu và triển khai sản xuất nhiên liệu sinh học. EU dành ra 37 triệu Euro (trong
đó 23 triệu Euro lấy từ FP7) để hỗ trợ sự nghiệp này. Chính phủ Đức xác định đến
năm 2020 ở nước này nguồn năng lượng có thể tái sinh ít nhất cũng phải đạt 30% tỷ lệ
điện năng được sử dụng. Chính phủ Pháp huy động 1,35 tỷ Euro để hỗ trợ cho sự phát
triển nhiêu liệu sinh học và các nguồn năng lượng tái sinh. Pháp còn huy động thêm 2
tỷ Euro từ tư nhân để hỗ trợ cho các dự án quan trọng này. Phần Lan quyết định trong
10 năm tới, mỗi năm huy động 327 triệu Euro để dành cho các nguồn năng lượng tái
sinh. Nhờ phát triển các nguồn năng lượng tái sinh mà Phần Lan đến năm 2020 sẽ
giảm thiểu mỗi năm được đến 7 triệu tấn CO2 thải loại vào không khí.
Chính phủ Canada đã yêu cầu từ ngày 15-12-2010 trở đi trong xăng phải có 5%
các nhiên liệu có thể tái tạo. Ngày 5-6-010 Chính phủ Canada quyết định hỗ trợ
khoảng 4,7 triệu USD để giúp tỉnh Nova Scotia nuôi cấy tảo biển trên quy mô lớn để
sản xuất nhiên liệu sinh học. Ngày 9-4-2010 Chính phủ Canada cũng quyết định đầu tư
4 triệu đôla Canada để giúp Công ty Woodland phát triển ethanol sinh học từ cellulose

ở các nguồn phụ phẩm nông lâm nghiệp. Công nghệ này không tạo ra các chất thải độc
hại và không sử dụng tới lương thực.
Hiện nay Brazil đang là nước mà 90% các ô tô mới đã được lắp thiết bị sử dụng
xăng ethanol. Năm 2010 Brazil mở rộng quy mô sản xuất nhiên liệu sinh học bao gồm
xăng ethanol và diesel sinh học theo tinh thần nâng cao sản lượng, thúc đẩy tiêu thụ,
đa dạng hóa nguyên liệu, hạ giá thành sản phẩm. Từ 2010 đến 2019 Brazil sẽ đầu tư ít
nhất là 540 tỷ USD để phát triển nguồn năng lượng, 70% để phát triển dầu mỏ và khí
đốt (để đạt tới 5,1 triệu thùng/ngày vào năm 2019). Nguồn nhiên liệu xanh sẽ được đầu
tư 38 tỷ USD để phát triển diesel sinh học và ethanol từ mía (sao cho có sản lượng 64
tỷ lít vào năm 2019). Công ty Petrobas và Công ty Galp cùng đầu tư 530 triệu USD để
sản xuất diesel sinh học. Brazil hy vọng hợp tác với Nam Phi để phát triển nhiên liệu
sinh học, vì nam Phi và nhiều quốc gia Châu Phi có tiềm lực lớn về nhiên liệu sinh
học.
Cuối năm 2009 Ấn Độ phê chuẩn chính sách về nhiên liệu sinh học và quyết
định thành lập Ủy ban quốc gia về nhiên liệu sinh học. Mục tiêu đề ra là đến năm 2017
việc phối hợp sử dụng nhiên liệu sinh học đạt đến chỉ tiêu 20%, bao gồm diesel sinh
học và ethanol sinh học. Sẽ định kỳ công bố giá cả thấp nhất của dầu các loại hạt phi
thực phẩm, ethanol sinh học và diesel sinh học. Dự kiến lượng tiêu dùng ethanol trong
thời gian 2010-2013 sẽ tăng khoảng 4,5% mỗi năm.
Năm 2010 sản lượng diesel sinh học của Argentina đạt tới 1,9 triệu lít, tăng
51% so với năm 2009. Hiện đang có tới 23 nhà máy sản xuất diesel sinh học. Khoảng
68% diesel sinh học của nước này được xuất khẩu sang EU.
Từ năm 2010 đã có 3 nhà máy ở Nhật Bản sản xuất xăng sinh học và cả nước
có trên 2000 trạm bán xăng sinh học. Các nhà máy này đã chuyển hóa thân mía và rơm
rạ lúa mỳ thành ethanol. Trộn 43% cồn sinh học với 57% khí thiên nhiên để tạo thành
Ethyl tert-butyl ether (ETBE), lại trộn với 99% xăng để tạo thành xăng sinh học. Nhờ
đó mà CO2 thải ra rất ít, có lợi lớn cho môi trường.
Từ năm 2012 Hàn Quốc xác định sẽ yêu cầu phối trộn với 2% diesel sinh học
nhằm nâng cao tính độc lập về nguồn năng lượng ở Hàn Quốc.
Trung Quốc, nước có dân số đứng đầu thế giới cũng đã xác định tạo ra chính

sách ưu tiên sản xuất và sử dụng diesel sản xuất từ mỡ động vật và dầu thực vật. Các
sản phẩm này được miễn thuế nếu lượng dầu hay mỡ chiếm không dưới 70%. Ngoài ra
Trung Quốc chủ trương phát triển các nguồn điện năng từ sinh khối phụ phẩm nông
lâm nghiệp để hạ giá thành từng đơn vị tiêu thụ điện.
1.4.2. Tình hình sản xuất nhiên liệu sinh học của Việt Nam
Việt Nam có nhiều tiềm năng về NLSH xăng dầu có nguồn gốc dầu mỏ. Nhiều
loại cây như sắn, ngô, mía,… có thể sản xuất cồn sinh học mà ở Việt Nam lại có nhiều
vùng đất rất thích hợp với các loại cây trồng này. Sản lượng sắn cả nước năm 2007 là
hơn 7 triệu tấn, mía đường hơn 14 triệu tấn và ngô gần 4 triệu tấn. Với sản lượng này
có thể đáp ứng được cho nhu cầu sản xuất cồn sinh học ở quy mô vừa và nhỏ. Ước
tính Việt Nam có thể sản xuất 5 triệu lít cồn sinh học mỗi năm nếu như có sự điều
chỉnh về sản lượng và diện tích cây trồng. Về sản xuất điêzen sinh học có thể đi từ các
loại dầu thực vật và mỡ động vật. Ở Việt Nam, các loại cây trồng tiềm năng cung cấp
nguyên liệu cho sản xuất điêzen sinh học như cây cọc rào, dầu cọ, hạt bông…
Điều kiện đất đai và khí hậu Việt Nam cho phép hình thành những vùng nguyên
liệu tập trung. Mỡ cá, dầu thực phẩm thải được sử dụng cho sản xuất điêzen sinh học
có thể giúp giải quyết được các vấn đề về môi trường trong chế biến thủy sản. Ước
tính Việt Nam có thể sản xuất khoảng 500 triệu lít điêzen sinh học mỗi năm nếu như tổ
chức quy hoạch và thực hiện vùng nguyên liệu theo hướng sử dụng đất triệt để, tạo ra
nhiều loại giống có sản lượng cao và sở hữu các công nghệ tách dầu từ nguyên liệu.
Mặt khác, NLSH là một loại nhiên liệu tái tạo được coi là một trong những
nhiên liệu thân thiện với môi trường. Do đó việc nghiên cứu phát triển nguồn năng
lượng sinh học có ý nghĩa hết sức to lớn đối với vấn đề an ninh năng lượng thế giới
nói chung và VN nói riêng.
Xuất phát từ xu hướng đó, ngày 20/11/2007, Thủ tướng Chính phủ đã ký quyết
định số177/2007/QĐ-TTg về việc phê duyệt "Đềán phát triển nhiên liệu sinh học đến
năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025" tại Việt Nam với mục tiêu tổng quát là Phát triển
NLSH, một dạng năng lượng mới, tái tạo được đểthay thế một phần nhiên liệu hóa
thạch truyền thống, góp phần bảo đảm an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường.
Nhận thức tầm quan trọng của NLSH đối với vấn đề an ninh năng lượng và với

sức mạnh của một tập đoàn kinh tế hàng đầu, Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam
PVN đã xây dựng một chiến lược mang tính "đi trước, đón đầu". Việc phát triển
NLSH là một trong các mục tiêu nằm trong Quy hoạch phát triển ngành dầu khí và là
một hướng phát triển đặc ưu tiên đặc biệt. Mục đích của Chiến lược phát triển NLSH
của PVN đến năm 2015 và tầm nhìn đến năm 2025 là phát triển nhiên liệu sinh học
đảm bảo an ninh năng lượng, cải thiện môi trường và nâng cao thu nhập của nông dân,
đồng thời khẳng định vai trò chủ đạo của PVN trong việc thúc đẩy nhanh chóng sự ra
đời và phát triển của ngành công nghiệp mới mẻ và đầy triển vọng này, đồng thời xây
dựng một khuôn khổ chung, kết nối các hoạt động riêng lẻ hiện tại của các đơn vò
thành viên, đảm bảo sự chỉ đạo tập trung thống nhất của Tập đoàn.
Hiện nay, PVN đang xây dựng các nhà máy sản xuất bioethanol đặt ở 3 miền:
Nhà máy Nhiên liệu sinh học Phú Thọ
Địa điểm: Huyện Tam Nông, tỉnh Phú Thọ
Công suất khoảng 100 triệu lít sản phẩm Ethanol nhiên liệu/năm
Dự kiến hoạt động 2011-2012
Nhà máy Nhiên liệu sinh học Quảng Ngãi
Địa điểm: Khu Kinh tếDung Quất, tỉnh Quảng Ngãi
Công suất khoảng 100 triệu lít sản phẩm Ethanol nhiên liệu/năm
Dựkiến hoạt động 2011-2012
Nhà máy Nhiên liệu sinh học Bình Phước
Địa điểm: Huyện Bù Đăng, tỉnh Bình Phước
Công suất khoảng 100 triệu lít sản phẩm Ethanol nhiên liệu/năm
Dự kiến hoạt động 2012
Từ 1.8.2010 đến nay, Tổng công ty dầu Việt Nam (PV OIL) đã chính thức đưa
sản phẩm xăng E5 (95% xăng và 5% ethanol) đến với 12 điểm bán đầu tiên và đến nay
đã phát triển mạng lưới cung cấp lên 50 cửa hàng tại 6 tỉnh, thành phốlớn. Trong 5
tháng đầu năm 2011, lượng xăng E5 bán ra đạt trên 4 nghìn m
3
nâng tổng lượng xăng
E5 bán ra là trên 8 nghìn m

3
.
Bên cạnh các dự án của PVN còn có một các dự án sản xuất NLSH của các
công ty khác đã được triển khai thực hiện:
- Nhà máy ethanol Đại Tân được khánh thành và chính thức cung cấp xăng cho thò
trường tháng 8/2010. Nhà máy có tổng vốn đầu tư khoảng 900 tỉ đồng đặt tại xã Đại
Tân, huyện Đại Lộc, Quảng Nam do Công ty CP Đồng Xanh đầu tư. Tháng 9/2009,
nhà máy Ethanol Đại Tân đã sản xuất thử mẻ sản phẩm đầu tiên, từ tháng 4-6/2010 sản
xuất 50% công xuất và từ tháng 7/2010 nhà máy đã chạy từ 60-70% công suất.
- Dự án Sản xuất điêzen sinh học bằng cách trộn lẫn mỡ cá da trơn với điêzen để
chạy động cơ điêzen (máy bơm nước, máy phát điện…) (2005-2007): Công ty xuất
khẩu cá da trơn Agifish đã được chính phủ phê duyệt xây dựng 1 nhà máy ở An Giang
năm 2007 và sản xuất khoảng 10 triệu lít nhiên liệu 1 năm. Công ty đã tiến hành các
thử nghiệm từ 2006 trong phòng thí nghiệm ở thành phố Hồ Chí Minh và chứng minh
rằng NLSH từ cá da trơn là rất tốt. Nhiên liệu này sẽ được sử dụng cho động cơ điêzen
ở thò trường trong nước.
- Dự án "Sử dụng gasohol cho các xe cơ giới trong thành phố" (2005-2007). Dự án
nhằm khởi đầu một chương trình sử dụng gasohol cho các xe cơ giới ở thành phố Hồ
Chí Minh, là một dự án thành phần của dự án "giảm thiểu ô nhiễm không khí thành
phố".
- "Trộn lẫn dầu ăn với điêzen để tạo ra loại nhiên liệu rẻ hơn" (2005-2007). Dự án
thử nghiệm 2 năm, dầu ăn được thu gom từ các nhà hàng, khách sạn và các nhà máy
thực phẩm ở thành phố lớn nhất của Việt Nam, giúp giảm lượng ô nhiễm đi vào khu
vực sông suối.
1.5. Sản xuất biodiesel
1.5.1. Giới thiệu về biodiesel (BD)
BD đã manh nha từ rất sớm năm 1853 nhờ công trình nghiên cứu của E.Dufy và
J.Patrick về chuyển hóa este của dầu thực vật, nhưng BD chỉ được chính thức ghi nhận
vào ngày 10/08/1893, ngày mà kỹ sư người Đức Rudolf Christian Karl Diesel cho ra
mắt động cơ Diesel chạy bằng dầu lạc, sau đó ngày 10/08 được chọn là Ngày BD quốc

tế ( International BD Day). Đến năm 1907 Herry Ford, người sáng lập công ty đa quốc
gia Ford Motor Company, cho ra đời chiếc xe bằng Etanol. Nhưng do xăng dầu có
nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch có giá rẻ hơn nên nhiên liệu sinh học chưa được coi
trọng. Nhưng trong thời gian gần đây, do giá xăng dầu tăng nhanh, nguy cơ cạn kiệt
nhiên liệu hóa thạch đe dọa và yêu cầu bức thiết về chống sự biến đổi khí hậu tồn cầu
mà nhiên liệu sinh học trở thành một nhu cầu thiết thực của nhân loại, nhất là khi các
công nghệ biết đổi gen góp phần làm tăng đột biến sản lượng một số sản phẩm nông
lâm nghiệp.
Có thể hiểu một cách tổng quát Diesel là loại nhiên liệu bất kì dùng cho động cơ
Diesel. Dựa theo nguồn gốc, có thể chia Diesel thành 2 loại:
− Petrodiesel (thường được gọi tắt là Diesel) là 1 loại nhiên liệu lỏng thu được khi
chưng cất dầu mỏ ở phân đoạn có nhiệt độ từ 175
0
C đến 370
0
C, thành phần chủ yếu
là hidrocacbon từ C16 – C21.
− Biodiesel: có nguồn gốc từ dầu thực vật (cỏ, tảo, cây Jatropha, cây cao su…)
hay mỡ động vật. Các loại dầu mỡ động thực vật, dầu mỡ thải tuy rằng có thể cháy ở
điều kiện thường nhưng vì có độ nhớt cao, một số loại có chỉ số acid lớn nên chúng
không thể dùng trực tiếp cho các động cơ mà chúng cần phải được chuyển hóa thành
Monoankyl – Este rồi mới đem đi sử dụng. Theo phương diện hóa học, BD là metyl
este của những acid béo ( trong đó, thành phần tạo năng lượng chủ yếu là gốc
hidrocacbon).
1.5.1.1 Ưu nhược điểm của BD so với diesel truyền thống:
a) Ưu điểm
− BD là một trong những nguồn nhiên liệu thay thế ít gây ảnh hưởng đến môi
trường và sức khoẻ con người; là loại nhiên liệu sạch hơn vì khí thải khi đốt BD hầu
như sẽ không có SOx , hàm lượng CO và hidrocacbon thơm giảm so với khi đốt diesel
truyền thống (chẳng hạn như benzofluoranthense ít hơn 56%, benzopysenes ít hơn

71% ).
− Là nguồn nhiên liệu thay thế cho diesel khi sử dụng cho động cơ diesel mà
không ảnh hưởng đến động cơ.
− Là loại nhiên liệu có thể được dùng dạng tự do hoặc pha trộn với diesel nhằm
đạt được hiệu quả sử dụng và kinh tế theo yêu cầu của từng quốc qia.
− Là loại nhiên liệu tái sinh nên BD sẽ là thế mạnh của các nước có nền nông
nghiệp phát triển.
− Là loại nhiên liệu bị vi sinh vật phân huỷ nên khi thất thóat ra ngồi môi trường
sẽ ít độc hại hơn rất nhiều so với các loại xăng dầu từ dầu mỏ.
− Khi đạt các tiêu chuẩn thì BD sẽ là nhiên liệu ít ăn mòn động cơ hơn so với
diesel.
b) Nhược điểm
− Trong phân tử biodiesel có chứa nguyên tử oxy nên nhiệt trị thấp hơn diesel
truyền thống. Vì vậy, khi sử dụng biodiesel làm nhiên liệu sẽ tiêu hao hơn nhiều so với
nhiên liệu diesel truyền thống.
− Dễ bị oxy hóa nên vấn đề bảo quản là vấn đề hàng đầu khi sử dụng BD ( Lưu
trữ trung bình 6 tháng).
− Hàm lượng NOx cao trong khí thải. Đây là nhược điểm đang được nghiên cứu
khắc phục.
− Nhiệt trị thấp hơn so với diesel nên cần một lượng nhiên liệu lớn hơn để đi
được cùng một quãng đường.
− Chi phí sản xuất cao so với diesel. Hiện tại BD trở thành thương phẩm vẫn
phải cần chính sách hỗ trợ của chính phủ nhằm thúc đẩy nền công nghiệp năng lượng
này. Với tình trạng nguồn nhiên liệu hóa thạch đang cạn dần, diesel truyền thống ngày
càng tăng giá, thì trong tương lai, BD gần như là giải pháp thay thế duy nhất.
Bảng 1.1. So sánh nồng độ khí thải giữa DO và Biodisel
Khí thải Đơn vị Diesel truyền thống BD từ dầu nành BD từ dầu thải
NOx g 0.944 1.156 1.156
CO g 0.23 0.136 0.156
Hidrocacbo

n
g 0.0835 0.0040 0.0038
Bảng 1.2: Bảng so sánh năng suất toả nhiệt của một số loại nhiên liệu
Nhiên liệu Năng suất toả nhiệt (MJ/Kg)
DO 44,8
BDO 37,2
Methanol 18,2
Glyxerin 18,3
Dầu dừa 35,3
Dầu Jatropha 39,6
Dầu hạt cao su 39.18
Bảng 1.3: Một số thông số kỹ thuật được đưa ra so sánh giữa hai loại nhiên liệu
Đặc tính nhiên liệu Diesel Biodiesel
Nhiệt trị, Btu/gal 129,05 118,17
Độ nhớt động học ở 40
0
C, mm
2
/s 1,3 – 4,1 4,0 – 6,0
Tỉ trọng ở 15
0
C, lb/gal 7,079 7,328
Hàm lượng nước và cặn cơ học,
max
0,05 0,05
Điểm chớp cháy,
0
C 60 - 80 100 – 170
Điểm đông đặc,
0

C -15 - 5 -3 _ -12
Chỉ số cetane 40 - 55 48 - 65
1.5.1.2.Các thông số hóa lý kỹ thuật của Biodiesel
a. Chỉ số Cetan
Chỉ số Cetan là đơn vị đo quy ước, dùng để đánh giá khả năng tự bắt cháy của các
loại nhiên liệu diesel, có giá trị đúng bằng giá trị của hỗn hợp chuẩn có cùng khả năng
tự bắt cháy. Hỗn hợp chuẩn này gồm 2 hidrocacbon:
− n – Cetan C
16
H
34
là chất có khả năng bắt cháy cao nhất với chỉ số qui định là
100, khi đó “hỗn hợp” chứa 100% thể tích n-Cetan.
− α - metyl naphtalen C
11
H
10
là chất khó bắt cháy nhất với chỉ số cetan qui định là
0
Những hợp chất có mạch thẳng thì dễ bắt cháy nên có chỉ số Cetan cao, trong khi
hợp chất vòng hoặc mạch nhánh thì có chỉ số Cetan thấp hơn. Bản chất cháy của diesel
trong động cơ là bò nén áp suất cao (tỷ số nén khoảng 14:1 đến 25:1) ở dạng đã phối
trộn với Oxy và có nhiệt độ cao thích hợp sẽ cháy và sinh công.
Biodiesel cần có chỉ số cetan cao để đảm bảo quá trình cháy, nếu cao quá sẽ gây
lãng phí nhiên liệu vì 1 số thành phần ở nhiệt độ cao trong xilanh sẽ phân hủy thành
cacbon tự do (còn gọi là muội than) trước khi cháy, tuy nhiên nếu chỉ số cetan quá
thấp sẽ dễ gây ra hiện tượng kích nổ (do có nhiều thành phần khó bị oxy hóa đòi hỏi
phải phun rất nhiều nhiên liệu vào xylanh mới xảy ra quá trình tự cháy, dẫn đến lượng
nhiên liệu bị đốt cháy nhiều hơn yêu cầu, nhiệt lượng sinh ra rất lớn gây tăng mạnh áp
suất, làm xylanh dễ bò mòn và động cơ rung giật).Vì thế, chỉ số Cetan là một trong

những tiêu chuẩn đã được quy định theo từng quốc gia cho các loại nhiên liệu trong đó
có Biodiesel.Thông thường, với động cơ Diesel chậm (dưới 500 rpm), chỉ số cetan
khoảng 45 đến 50; còn đối với động cơ chạy nhanh (đến 1000 rpm) chỉ cần trên 50.
b. Trị số octan
Trị số octan là một đơn vị đo quy ước dùng để đặc trưng cho khả năng chống
kích nổ nhiên liệu, có giá trò đúng bằng giá trò của hỗn hợp chuẩn (ở điều kiện tiêu
chuẩn) gồm iso-octan (2,2,4- trimetylpentan C
8
H
18
) và n-helptan ( n- C
7
H
16
). Hỗn hợp
chuẩn có trò số octan là x ( x có giá trò từ 0 đến 100) tức là hỗn hợp có chứa x% (thể
tích) iso-octan (2,2,4- trimetylpentan C
8
H
18
).
Nhiên liệu có trị số octan càng cao thì càng tốt. Để tăng trị số octan, ta có 3 cách
chính:
− Pha thêm phụ gia:
+Hợp chất cơ kim: Pb (hiện cấm dùng), Mn và Fe (dùng hạn chế)…
+Phụ gia Ferrocene- Diclopentadienyl (C
2
H
5
)

2
Cl. Phụ gia này rẻ tiền, ít độc với
môi trường nhưng lại độc với động cơ. Khi cháy, Ferrocene tạo ra lớp oxit sắt ( lớp
màu đỏ trên bugi) ảnh hưởng đến các lớp xúc tác trong oto hiện đại, gây mài mòn các
vòng piston, lỗ khoan trên xylanh và trục cam Hiện Ferrocene không được cơ quan
bảo vệ môi trường của Mỹ chấp nhận cho sử dụng.
+MMT ( Methylcyclopentadienyl Maanganese Tricabonyl): hiện được dùng thay
thế cho phụ gia Pb
− Pha trộn với nhiên liệu có trị số octan cao
− Chuyển các hidrocacbon mạch thẳng thành mạch nhánh, hoặc vòng no,
vòng thơm có trò số octan cao như cracking, reforming …
c. Điểm đục:
Điểm đục là nhiệt độ mà hỗn hợp bắt đầu vẩn đục do có một số chất bắt đầu kết
tinh. Điểm đục có ý nghóa rất quan trọng đối với dầu diesel, đặc biệt khi nó được sử
dụng ở các nước có nhiệt độ hạ thấp khi mùa đông đến. Khi nhiệt độ thấp, độ nhớt sẽ
tăng lên, ảnh hưởng đến việc phun nhiên liệu. Nếu nhiệt độ hạ thấp hơn nhiệt độ tạo
điểm đục thì những tinh thể kết tinh sẽ kết hợp lại với nhau tạo thành những mạng tinh
thể gây tắc nghẽn đường ống dẫn cũng như thiết bị lọc làm động cơ không hoạt động
được.
d) Điểm chảy:
Điểm chảy là nhiệt độ mà tòan bộ thể tích của hỗn hợp chuyển pha từ thể rắn sang
thể lỏng. Điểm đục và điểm chảy là thông số được xác định nhằm dự đoán khả năng sử
dụng của Biodiesel ở nhiệt độ thấp.
e) Điểm chớp cháy:
Điểm chớp cháy là nhiệt độ mà ở đó hỗn hợp bắt đầu bắt lửa và cháy. Chỉ số này
dùng để phân loại nhiên liệu theo khả năng cháy nổ của chúng. Điểm chớp cháy của
Metyl este tinh khiết là hơn 200
0
C, và Metyl este được xếp loại vào những chất khó
cháy. Tuy nhiên, trong quá trình điều chế và tinh chế, Methanol dư còn lẫn trong sản

phẩm và làm hạ thấp điểm chớp cháy. Điều này gây nguy hiểm khi điểm chớp cháy hạ
xuống thấp. Đồng thời Methanol là chất ăn mòn thiết bò kim loại. Do vậy điểm chớp
cháy vừa được sử dụng như một tiêu chuẩn quản lý chất lượng Biodiesel vừa để kiểm
tra lượng Methanol dư thừa.
f) Độ nhớt:
Độ nhớt: thể hiện khả năng kháng lại tính chảy của chất lỏng. Thông số này phụ
thuộc vào sự ma sát của một phần chất lỏng khi trượt lên phần chất lỏng khác. Độ nhớt
của nhiên liệu càng cao càng không có lợi khi sử dụng vì nó làm giảm khả năng phân
tán khi được phun vào thiết bò để đốt cũng như làm tăng khả năng lắng căn trong thiết
bò. Chính vì vậy người ta mới buộc phải chuyển các loại dầu mỡ động thực vật thành
Biodiesel rồi mới đem đi sử dụng vì Biodiesel có độ nhớt thấp hơn nhiều.
Ngòai ra còn có các chỉ số khác. Tất cả các chỉ số hóa lý này được nghiên cứu và
xây dựng thành tiêu chuẩn cụ thể cho Biodiesel.
Hình 1.4. Bảng các tiêu chuẩn xác định tính chất của biodiesel
Tính chất Phương pháp thử Giới hạn Đơn vò
Nhiệt độ chớp cháy
(phương pháp cốc kín)
ASTM D 93 130 min
0
C
Nước và cặn ASTM D 2709 0,05 max % thể tích
Độ nhớt động học ở 40
0
C ASTM D 445 1,9 – 6,0 mm2/s
Tro Sulfat ASTM D 874 0,020 max % khối lượng
Sulfur tổng ASTM D 4294 - 99 0,05 max % khối lượng
Điểm đục ASTM D 2500 oC
Cặn Carbon ASTM D 4530 0,05 max % khối lượng
Chỉ số acid ASTM D 664 0,8 max mg KOH/g
Hàm lượng Glyxerin tự

do
ASTM D 6854 0,02 max % khối lượng
Hàm lượng Glyxerin tổng ASTM D 6854 0,24 max % khối lượng
Hàm lượng photpho ASTM D 4951 10 ppm
1.5.2 Các nguồn nguyên liệu để sản xuất BD
a. Dầu thực vật
Các nguồn nguyên liệu để sản xuất Biodiesel như sau:
Cọ
dầu
Từ hơn 10 năm trước đã trồng tại Long An, đạt 4 tấn dầu /ha. Tuy nhiên có 1
số khó khăn: trồng qui mô lớn mới hiệu quả vì cần đầu tư dây chuyền xử lý
ngay sau thu hoạch do trong hạt chứa mem lipase phân hủy dầu trong vòng 24
giờ thành este và glycerin nên cần diệt men lipase (bằng nồi hơi); cọ dầu
không khó trồng nhưng cần mưa quanh năm – khó đạt được ở Việt Nam.
Hiện nay hầu như không phát triển được.
Vừng Cây ngắn ngày, nhạy cảm thời tiết, hiện đang trồng đại trà tại Nghệ An,
Thanh Hóa, Gia Lai, An Giang.Hiện nay vừng chủ yếu được xuất khẩu sang
Nhật (cả hạt và dầu).
Dừa Diện tích trên 180000 ha, nhưng năng suất dầu thấp, tối đa đạt 1 tấn dầu/ha,
bằng ¼ so với cọ dầu. Sản lượng dầu ép không cao vì cây dừa rất hiệu quả
đối với nông dân do các sản phẩm khác như cơm dừa sấy, xơ dừa, than gáo
dừa, thủ công mỹ nghệ từ gỗ dừa… nên giá dừa trái tăng (khoảng 15000 đ/l).
Đậu
nành
Hạt thu mua trong dân 5000 đ/kg, đậu nành nhập khẩu từ Mỹ 3500 đ/kg ( kể
cả thuế nhập khẩu).
Hướng
dương
Trồng thử nghiệm ở Củ Chi (đạt khoảng 2.5 tấn /ha), Lâm Đồng ( đạt 3.5 – 5
tấn/ha). Khi trồng thử nghiệm các thế hệ lai, năng suất đã tăng đáng kể. Do đó

hướng dương trở thành nguồn nguyên liệu có triển vọng.
Bông
vải
Theo chính sách Nhà nước về tự túc 70% nguyên liệu dệt may, diện tích trồng
cây bông sẽ phát triển nhanh chóng. Diện tích 2003, 2005, 2010 tương ứng là
33000 ha, 60000ha và 120000ha. Dầu hạt bông cải có thể là nguồn nguyên
liệu tốt để sản xuất BD và ta chưa loại được độc tố gossypol nên không thể
dùng để sản xuất dầu ăn. Dầu bông vải thô hiện nay giá khoảng 7000 đ/l.
(Theo báo cáo khoa học lần thứ nhất về nhiên liệu có nguồn gốc sinh học (Biofuel và
BD ở Việt Nam) 23/08/2006 trang 18)
Bảng1.5. Đặc điểm thành phần của một số loại dầu thực vật
Tính chất Dầu hạt
cao su
Dầu hoa
hướng
dương
Dầu hạt
cải
Dầu hạt
bông cải
Dầu hạt
dậu nành
Thành phần acid béo
(i) Acid panmitic C(16:0)
(ii) Acid stearic C(18:0)
(iii) Acid oleic C(18:1)
(iv) Acid linoleic C(18:2)
(v) Acid linolenic C(18:3)
10,2
8,7

24,6
39,6
16,3
6,8
3,26
16,93
73,73
0
3,49
0,85
64,4
22,3
8,23
11,67
0,89
13,27
57,51
0
11,75
3,15
23,26
55,53
6,31
Tỉ trọng 0,91 0,918 0,914 0,912 0,92
Độ nhớt ở 40
0
C (mm
2
/s) 66,2 58 39,5 50 65
Điểm chớp cháy (

0
C) 198 220 280 210 230
Nhiệt trò (MJ/kg) 37,5 39,5 37,6 39,6 39,6
Chỉ số acid 34 0,15 1,14 0,11 0,2
Nước ta tuy là nước nông nghiệp nhưng hàng năm chúng ta vẫn phải nhập một
lượng rất lớn dầu thực vật để tinh luyện phục vụ nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Sở
dó như vậy vì giá mua nguyên liệu hạt, quả có dầu ở nước ta đôi khi bằng hoặc cao
hơn so với giá nhập dầu thực vật thô từ những nước có tiềm năng như Malayxia, Mỹ…
Do đó ta nên định hướng nghiên cứu sản xuất BD từ các loại dầu thực vật không có
giá trị thực phẩm có giá thành thấp như dầu bông, dầu hạt cao su, dầu hạt Jatropha.
b. Mỡ động vật:
Mỡ động vật được chia ra làm 2 nhóm : mỡ động vật trên cạn và mỡ động vật dưới
nước.
− Mỡ động vật trên cạn chứa nhiều axit béo no, chủ yếu là palmaitic và axit
stearic (mỡ heo, mỡ bò). Mỡ động vật trên cạn chứa nhiều axit béo thuộc nhóm
omêga-6 hơn, hầu như không có omêga-3 nên thường ở trạng thái rắn trong điều kiện
nhiệt độ thường. Các axit béo thuộc nhóm omêga-6 có tác dụng làm co mạch, tăng
huyết áp.
− Mỡ động vật dưới nước chứa hàm lượng axit béo không no thuộc nhóm
omêga-3 tương đối lớn, ở thể lỏng trong điều kiện nhiệt độ thường.
Nước ta thuộc vùng nhiệt đới, có nhiều sông nước nên nghề nuôi và chế biến thủy
sản phát triển mạnh về cả chất và lượng, không chỉ phục vụ nhu cầu trong nước mà
còn hướng đến xuất khẩu. Trong đó phải kể đến nghề nuôi và chế biến cá da trơn ở
khu vực Đồng bằng sông Cửu Long. Hoạt động chế biến các sản phẩm từ cá da trơn
thải ra ngồi một lượng lớn các phế phẩm, ảnh hưởng đến môi trường, mà trong đó
chiếm chủ yếu là dầu hạt cao su. Do đó, nếu sử dụng dầu hạt cao su như nguồn nguyên
liệu cho nhiên liệu mới là một phương án có hiệu quả về mặt kinh tế lẫn cho môi
trường.
Việc lựa chọn loại dầu thực vật hoặc mỡ động vật nào phụ thuộc vào nguồi tài
nguyên sẵn có và điều kiện khí hậu cụ thể của từng vùng. Chẳng hạn như ở Châu Âu

sử dụng chỉ yếu là cải dầu và dầu hướng dương; ở Mỹ- dầu đậu nành; ở Châu Mỹ- dầu
đậu nành, hướng dương và thầu dầu; ở miền Nam Châu Phi- dầu đậu nành, dầu mè; ở
Đông Nam Á- dầu cọ, dầu dừa và dầu mè; ở Châu Úc- cải dầu,dầu lanh và dầu cọ nhập
từ Đông Nam Á. Sử dụng nguồn tài nguyên sẵn có, các nguyên liệu phế thải sẽ góp
phần làm giảm giá BD, đưa BD vào sử dụng rộng rãi hơn.
1.5.2 Công nghệ sản xuất Biodiesel
Biodiesel là hỗn hợp các ester của axit béo được tạo ra từ phản ứng transester
hóa của dầu thực vật hoặc mỡ động vật với rượu (ethanol hoặc methanol), trong đó
methanol được sử dụng phổ biến nhất. Hiện nay có nhiều công nghệ sản xuất khác
nhau sử dụng xúc tác đồng thể, dị thể hoặc các loại xúc tác sinh học.
Có 3 phương pháp cơ bản để sản xuất các methyl ester:
- Sử dụng xúc tác bazơ cho phản ứng transeter hóa của dầu (triglyceride) với
methanol;
- Sử dụng xúc tác axit cho phản ứng transeter hóa trực tiếp axit béo tự do (FFA)
với methanol;
- Chuyển hóa dầu thành FFA rồi transeter hóa với methanol.
Transester hóa là phản ứng của một triglyceride (dầu) với một rượu (ethanol
hoặc methanol) với sự có mặt của chất xúc tác. Sản phẩm phụ của phản ứng là
glyxerin:
Hình 1.2. Sơ đồ quá trình sản xuất biodiesel sử dụng xúc tác bazơ
cho phản ứng transeter hóa
1.5.2.1.Các loại xúc tác thường sử dụng cho phản ứng chuyển hóa este
a) Xúc tác acid
Thường sử dụng các acid Bronsted như H
2
SO
4
, HCl và acid sulfonic ( acid p-
toluensulfonic). Phản ứng cho độ chuyển hóa các ankyl cao. Tuy nhiên phản ứng diễn
ra chậm, thời gian phản ứng là hơn 3 giờ để đạt đến độ chuyển hóa hồn tồn. Phản ứng

chọn lọc, đòi hỏi nhiệt độ cao (trên 100
0
C). Ngoài ra xúc tác acid có giá thành khá cao
và còn gây ăn mòn thiết bò phản ứng, đây cũng là một trong những nguyên nhân chính
làm cho loại xúc tác này ít được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Thường ta chỉ
dùng xúc tác khi dầu thực vật có hàm lượng acid béo tự do FFA ( Free fatty acid) cao.
b) Xúc tác bazơ
Phản ứng diễn ra nhanh hơn khi ta dùng xúc tác acid. Vì lý do này, cũng với việc
xúc tác bazơ ít ăn mòn thiết bị hơn acid nên loại xúc tác này rất được ưa chuộng trong
công nghiệp, như là alkoxit kim loại kiềm, các hidroxit cũng như các muối cacbonat
của kali và natri.
Phương pháp chủ yếu để sản xuất các methyl ester là sử dụng xúc tác bazơ vì đấy
là phương pháp có tính kinh tế và hiệu quả cao nhất:
- Nhiệt độ và áp suất thấp;
- Hiệu suất cao và thời gian phản ứng ngắn';
- Quá trình chuyển hóa trực tiếp;
- Vận hành đơn giản và thân thiện với môi trường.
c) Xúc tác enzyme
Do tính sẵn có và sự thân thiện với môi trường, các enzyme thủy phân ngày càng
được ứng dụng rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ. Chúng còn có tính chọn lọc cao, tương
đối ổn định và chòu được môi trường dung môi hữu cơ.
Mặc dù phản ứng chuyển hóa este với xúc tác lipase chưa được đưa vào sản xuất
công nghiệp, những nghiên cứu về xúc tác enzyme vẫn được phát triển mạnh mẽ.
Điểm chủ yếu của những công trình này là tối ưu hóa các điều kiện phản ứng (dung
môi, nhiệt độ, pH, cơ chế sinh enzyme…) để thiết lập những đặc tính phù hợp để áp
dụng vào sản xuất. Tuy nhiên, hiệu suất phản ứng vẫn chưa hiệu quả bằng khi ta dùng
xúc tác bazơ và thời gian phản ứng còn khá dài (hàng chục giờ).
Hình 1.3. So sánh các loại xúc tác trong sản xuất biodiesel
1.5.2.2. Phản ứng điều chế Biodiesel
Trong dầu thực vật và mỡ động vật, thành phần chính là Triglycerit và acid béo tự

do (lượng ít hơn Triglycerit nhiều). Quá trình chuyển hóa dầu mỡ thành nhiên liệu sinh
học có thể chia làm hai loại phản ứng:
− Phản ứng chuyển hóa acid béo : được gọi phản ứng este hóa
− Phản ứng chuyển hóa Triglycerit: được gọi là phản ứng ancol phân
a) Phản ứng este hóa
Phản ứng este hóa điều chế Biodiesel là phản ứng giữa axit béo với ancol tạo
thành este và nước.
Trong trường hợp axit hay ancol có nhiều hơn hai chức thì sản phẩm phản ứng có
thể là monoeste hoặc polyeste tuỳ thuộc vào tỷ lệ mol sử dụng:
Trong trường hợp cả hai chất tham gia phản ứng đều đa chức thì phản ứng có thể
xảy ra theo nhiều chiều hướng khác nhau. Thông thường người ta áp dụng loại phản
ứng này trong việc tổng hợp các polyme là các polyeste.
Các phản ứng trên đều là thuận nghịch. Khi tiến hành ở điều kiện thường, không
xúc tác, phản ứng vẫn xảy ra nhưng rất chậm. Thậm chí ngay cả khi gia nhiệt đến
nhiệt độ cao (200
o
C – 300
o
C) thì phản ứng xảy ra cũng khá chậm.
Khi có sự hiện diện của xúc tác acid Bronsted mạnh như H
2
SO
4
, HCl phản ứng
este ở nhiệt độ 70
o
C – 150
o
C đã xảy ra với tốc độ khá cao. Phương pháp này thường
được sử dụng để tổng hợp nhiều este do hiệu suất thu được khá cao và tinh chế sản

phẩm dễ dàng.
Các xúc tác acid Lewis dị thể như Al
2
O
3
, AlCl
3
cũng cho kết quả khá tốt nhưng
phản ứng phải được tiến hành trong pha khí. Chính vì vậy mà phương pháp này khá
tốn kém và chỉ được sử dụng để điều chế các este đặc biệt mà phương pháp phản ứng
trong pha lỏng không đáp ứng được.
Nước sinh ra trong quá trình phản ứng sẽ làm giảm tốc độ cũng như hoạt tính của
xúc tác nên để tăng khả năng phản ứng người ta thường sử dụng các dẫn xuất của axit
như : anhydryt axit, clorua axit

Mạch hydrocacbon của axit béo càng dài thì khả năng phản ứng càng giảm. Tương
tự, bậc và mức độ phân nhánh mạch của ancol càng cao thì càng giảm khả năng phản
ứng.
b) Phản ứng ancol phân:
Phản ứng ancol phân điều chế Biodiesel là phản ứng giữa rượu và este dạng
TriGlyxerit thành este của rượu đó và Glyxerin. Phương trình phản ứng tổng quát:
Trong đó R
1
,R
2
,R
3
là những mạch hydrocacbon mạch dài. Đây là loại phản ứng
thuận nghịch và tốc độ phản ứng phụ thuộc rất nhiều vào bản chất và nồng độ của loại
xúc tác sử dụng, nhiệt độ phản ứng, tỷ lệ tác chất, tốc độ khuấy trộn và thời gian phản

ứng.
Đã có nhiều cơ chế phản ứng được đề nghị nhưng cơ chế sau đây được ứng dụng
rộng rãi nhất
• Với xúc tác kiềm
Giai đoạn đầu tiên của phản ứng là phản ứng của bazơ với ancol tạo anion ancolat
và xúc tác proton hóa:
ROM
RO
-
M
+
MOH
ROH
M
2
CO
3
HMCO
3
+
+
RO
-
+
H
2
O M
+
+
+ ROH RO

-
+
+
M
+
Anion ancolat tấn công lên nguyên tử cacbon ở nhóm C=O của este
O
R
3
O
O
O
R
1
O
R
2
O
-
OR
O
R
3
O
O
R
1
O
R
2

O
O R
O
-
O
R
3
O
-
O
O
R
2
O
R
1
O
O R
O
R
3
O
O
O
R
2
O
H
RO H
+

-
OR
+
δ
+
δ
−
R – Nhóm ankyl trong phân tử ancol
R
1
,R
2
,R
3
– Gốc của axit béo
M – K,Na
Anion này deproton hóa xúc tác và giải phóng kim loại kiềm trạng thái hoạt động
để bắt đầu tấn công một phân tử ancol mới. Cứ như thế vòng tuần hòan của phản ứng
được thực hiện.
Năng lượng hoạt hóa là năng lượng cần thiết để tạo ra liên kết giữa anion (–OR)
này với nhóm cacbonyl. Các nhóm thế R hay R’ có xu hướng làm thay đổi tính chất
của nhóm C=O và cần tạo điều kiện dễ dàng cho phản ứng tạo ra bằng cách giảm năng
lượng hoạt hóa.
Năng lượng hoạt hóa của phản ứng ancol phân bằng Methanol có giá trị trong
khoảng 6 – 20 Kcal/mol. Hằng số tốc độ phản ứng k tăng theo nhiệt độ đối với
TriGlyxerit (TG), DiGlyxerit và MonoGlyxerit cho cả chiều thuận và chiều nghịch.
Tuy nhiên, hằng số tốc độ phản ứng tạo Glyxerin giảm theo thời gian. Giá trị k
t
– hằng
số tốc độ phản ứng theo chiều thuận- ở nhiệt độ 60

0
C tuân theo thứ tự sau: k
MGt
> k
DGt
> k
TGt
.
Phản ứng ancol phân với xúc tác kiềm xảy ra với vận tốc lớn ngay cả ở nhiệt độ
thường. Tuy nhiên nó chỉ có lợi khi chất béo sử dụng có hàm lượng axít béo tự do thấp
và hỗn hợp thật khan. Nếu hỗn hợp chứa nhiều nước và axit béo tự do thì xà phòng
hình thành làm mất hoạt tính kiềm vì xúc tác sẽ chuyển sang dạng muối tức mất đi khả
năng xúc tác cho phản ứng. Ngoài ra xà phòng còn tạo thành cấu trúc gel làm cản trở
giai đoạn tinh chế sản phẩm sau này.
Ví dụ ta có phản ứng xà phòng hóa:
COH
O
(CH
2
)
7
CH CH(CH
2
)
7
CH
3
KOH CK
+-
O

O
(CH
2
)
7
CH CH(CH
2
)
7
CH
3
H
2
O
+
+
Axit oleic
Kali hydroxit
Kali oleate (xa phong)
Nước trong hỗn hợp còn gây ra một hiện tượng bất lợi khác là phản ứng thuỷ phân
Và với sự có mặt của xúc tác kiềm, các axit béo phản ứng với kiềm lại tạo thành
xà phòng. Xà phòng của các loại axit béo no có xu hướng đóng rắn ở nhiệt độ thường
vì thế sản phẩm có chứa nhiều xà phòng thường quánh lại thành khối rất khó tinh chế.
CH
2
CH
O C
O
OR
1

CH
2
O
C
O
OR
2
O
C
O
OR
3
+
Triglyxerit
H
2
O
CH
2
CH
CH
2
O C
O
OR
2
O C
O
OR
3

OH
C
O
OH R
1
+
Diglyxerit
Nöôù c
Axít beo
'
Xúc tác bazơ chỉ tốt với trường hợp chất tham gia phản ứng là methanol tuyệt đối
hay có nồng độ cao.
Mỗi loại dầu mỡ động thực vật đều có một hàm lượng acid béo tự do (FFA) nhất
định.
Bảng 1.6: Hàm lượng acid béo tự do trong dầu mỡ
Loại mỡ Hàm lượng FFA (% khối lượng)
Dầu mỡ sau xử lý 0,05
Dầu thực vật tinh luyện 0,3 – 0,7
Dầu thải 2 -7
Dầu mỡ chưa xử lý 5 - 30
• Với xúc tác axit:
Cơ chế phản ứng ancol phân với xúc tác axit có thể tóm tắt bởi quá trình sau: Đầu
tiên, các nhóm cacbonyl của TG được proton hóa bởi xúc tác axit. Sau đó các nhóm
cacbonyl đã được proton hố bò tấn công bởi ancol theo cơ chế ái nhân tạo hợp chất
trung gian. Giai đoạn tiếp theo dung môi sẽ giúp cho quá trình dịch chuyển điện tích
tạo điều kiện cho sự tách nhóm. Giai đoạn 4 là sự hình thành hợp chất trung gian,
ankyl este được proton hóa và một phân tử DG. Giai đoạn 5 có sự chuyển hóa proton
làm tái tạo xúc tác axit. Quá trình trên được lặp lại cho đến khi tạo thành 3 ankyl este
và 1 phân tử Glyxerin.
Yếu tố khiến cho xúc tác có khả năng làm tăng hiệu quả quá trình phản ứng là nhờ

vào quá trình proton hóa nhóm cacbonyl của TG. Sự tác động qua lại giữa xúc tác và
chất mang làm tăng tính ái điện tử của nguyên tố cacbon của nhóm cacbonyl kế cận
làm cho nó bò tấn công bởi tác nhân ái nhân.
R
2
R
1
R
3
R
2
R
3
So với xúc tác axít, cơ chế phản ứng xúc tác bazơ thực hiện sự hoạt hóa phản ứng
một cách trực tiếp hơn hay sự khác biệt giữa hai loại xúc tác này là xúc tác axit tạo tác
nhân ái điện tử còn xúc tác bazơ tạo tác nhân ái nhân.
O
R
3
O
O
O
R
1
O
R
2
O
H A
O

R
3
O
O
O
+
R
1
O
R
2
O
H
O
R
H
O
R
3
O
O
O
R
2
O
O
H
O
+
R

H
R
1
O
R
3
O
O
+
O
R
2
O
O
H
O R
R
1
- A
-
- H
+
,+ H
+
O
R
3
O
O - H
O

R
2
O
+
O
+
R
1
O R
H
A
-
O
R
1
O R
+
H A
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
δ
−
δ
+
A – H Xúc tác axit R
1
,R

2,
,R
3
Gốc của axit béo
1.5.2.3. Quy trình công nghệ
Quy trình công nghệ và sơ đồ công nghệ sản xuất biodiesel được đưa ra trong
hình 1.4.
Hình 1.4: Quy trình sản xuất biodisel
Hình 1.5: Sơ đồ công nghệ sản xuất biodiesel
Theo sơ đồ quy trình này, quá trình sản xuất biodiesel qua các công đoạn sau:
- Trước tiên, tiền xử lý dầu như loại bỏ chất bẩn hoặc nước bằng thiết bị ly tâm hoặc
thiết bị làm khô dầu. Nước là kẻ thù tồi tệ nhất đối với bất cứ quá trình sản xuất
biodiesel và phải được loại bỏ.
- Dầu, mỡ được đun nóng trước khi đưa vào thiết bị este hóa.
- Metanol và axit sunfủic được đưa vào tháp este hóa để thực hiện giai đoạn este hóa.
- Hỗn hợp dầu và biodiesel được làm khô và trung hòa phần axit thừa bằng máy li tâm
và sấy chân không sau đó được đưa vào thùng tồn trữ.
- Metanol và NaOH (hoặc KOH) nồng độ 30% được hòa tan trong alcol được thêm
vào thiết bị traseste hóa (giai đoạn thứ 2). Hàm lượng hóa chất (xúc tác) sử dụng phụ
thuộc vào hàm lượng axit tự do (có thể xác định bằng phương pháp chuẩn độ). Duy trì
hệ phản ứng ở 65
0
C và áp suất 3bar để tránh metanol bay hơi và phản ứng xảy ra
nhanh ở trên bề mặt. Quá trình kết thúc sau khoảng 60 phút.
- Sản phẩm từ thiết bị transeste hóa được đưa đi phân ly bằng thùng phân ly (hoặc ly
tâm) sau đó đem đi rửa để loại các chất hòa tan như xà phòng, MAG và glyxerol.
- Một thiết bị thu hồi metanol được sử dụng để tách metanol khỏi glyxerin và
biodiesel. Glyxerol được trung hòa và có thể sử dụng làm nguyên liệu sản xuất xà
phòng.
Để đảm bảo biodiesel sạch 100%, cần phải lọc biodiesel với thiết bị lọc có kích

thước màng lọc tới 1µm.
1.5.3. Sản xuất bioethanol
Rượu là một loại nhiên liệu sinh học mà con người đã sản xuất từ hàng nghìn
năm nay. Những năm 30 của thế kỷ trước, ở Mỹ người ta cũng đã có ý định dùng rượu
làm nhiên liệu ô tô. Tuy nhiên, những người tán dương sáng kiến này không thể thắng
thế bởi lẽ khi đó người ta đã phát hiện được nhiều mỏ dầu lớn đặc biệt ở vùng Trung
Đông. Nguồn dầu mỏ dồi dào và giá rẻ lúc đó khiến các quốc gia công nghiệp phương
Tây chấp nhận lệ thuộc vào việc nhập khẩu loại nhiên liệu này.
Brazil là quốc gia duy nhất đi theo con đường riêng của mình và sử dụng cồn
làm nhiên liệu cho các loại ô tô. Khoảng 40% nhu cầu nhiên liệu của nước này được
đáp ứng bằng bioethanol, một dạng cồn được điều chế từ đường mía. Trong khi đó ở
Châu Âu và Bắc Mỹ người ta điều chế ethanol chủ yếu từ cây trồng. Chính phủ Mỹ
cũng coi bioethanol là một loại nhiên liệu của tương lai.
Để tăng công suất của động cơ, ta phải tăng chỉ số nén. Khi tăng chỉ số nén ta
cần phải tăng chỉ số octane của xăng để tránh hiện tượng cháy kích nổ của nhiên liệu.
Trước đây, để tăng chỉ số octane, người ta thường dùng Tetra etyl chì nhưng hiện nay
nó đã bị cấm sử dụng vì chì rất độc, gây tổn thương cho hệ thần kinh trung ương, gây
ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu cho chúng ta thấy dùng nhóm phụ gia là hợp chất
hữu cơ chứa oxy như: metyl ter butyl ete (MTBE), etyl ter butyl ete (ETBE),
methanol, ethanol, khi pha xăng sẽ làm tăng chỉ số octane của xăng, làm xăng cháy tốt
hơn, giảm phát thải các khí gây ô nhiễm. Mặt khác, công nghệ sản xuất cũng không
phức tạp, giá thành tương đối rẻ, thị trường dễ chấp nhận.
Ngày nay có thể thấy ethanol hoàn toàn có khả năng dùng làm nhiên liệu cho
động cơ đốt trong, thay thế một phần nhiên liệu hóa thạch. Ethanol đựơc dùng 2 dạng
cụ thể sau:
- Ethanol được pha vào xăng với tỉ lệ nhỏ hơn 15%. Với tỉ lệ này thì không cần
thay đổi hay hiệu chỉnh gì động cơ xăng. Tuổi thọ, độ bền của động cơ không hề thay
đổi.
- Ethanol là nhiên liệu thay thế hoàn toàn cho xăng dùng cho những động cơ đốt
trong có cải tiến. Dùng xe FFV (Flex-Fuel Vehicles- ô-tô nhiên liệu linh hoạt). Xe

FFV có thể tự động nhận biết hàm lượng cồn trong bình nhiên liệu để tự điều chỉnh
góc đánh lửa sớm và thay đổi lượng phun nhiên liệu. Dùng xe FFV có tính kinh tế
nhiên liệu cao hơn các xe không FFV, vì xe đã được thiết kế tối ưu về vật liệu, về kết
cấu buồng cháy và hệ thống nhiên liệu. Nhiên liệu E85 (có 85% ethanol trong xăng) là
loại nhiên liệu tốt nhất cho xe FFV. Riêng trong năm 2000 Mỹ đã sản xuất 750.000
chiếc FFV. Hiện nay Mỹ có khoảng 5 triệu xe FFV cùng với 169.000 trạm bán lẻ E85.
Từ những năm 1973 trở về trước, Bio─Ethanol không được phát triển nhiều, vì
đương thời, công nghệ Hóa dầu rất phát triển, trữ lượng xăng dầu còn lớn, nên giá
thành thấp.
Sau những năm 1973, cuộc khủng hoảng dầu mỏ trên toàn thế giới xảy ra,
khiến giá thành xăng dầu lên cao, nên các nước phát triển như Mỹ, Braxin và một số
nước châu Âu bắt đầu khởi động lại các nghiên cứu vềBio─Ethanol. Sau đó,
Bio─Ethanol được phát triển mạnh, đưa vào sự dụng thực tế ở một số nước như Mỹ,
Braxin, Nhật Bản…
Đầu thế kỉ 21, xăng sinh học đã trở thành nhiên liệu được ưu tiên hàng đầu trong
xây dựng chiến lược năng lượng tại Mỹ, Tây Âu, Nhật, Braxin…
Ưu điểm của xăng sinh học là xăng cháy triệt để hơn, loại bỏ phụ gia chống kích
nổ chứa chì, giảm phát thải CO2 ra không khí đáng kể so với xăng thường.
Nhược điểm lớn nhất của xăng sinh học là do nồng độ cao Bio─Ethanol sẽ làm
hỏng các chi tiết lăng bằng cao su, nhưa trong động cơ.
Những loại xăng sinh học đã được sửdụng trên thế giới :
+ E5, E10: Bio─Ethanolpha 5%, 10% thể tích vào xăng, được sử dụng thông
dụng, không ảnh hưởng đến động cơ xe.
+ E25: Bio─Ethanol pha 25% thể tích vào xăng, động cơ xe cần phải cải tiến
một số chi tiết, điều chỉnh thời gian phun nhiên liệu. Braxin là quốc gia sử dụng nhiều
nhất loại xăng này.
+E85: Bio─Ethanol pha 85% thể tích vào xăng, chỉ sử dụng cho các động cơ
được chế tạo riêng. Tiêu biểu là dòng xe Ford focus sản xuất ở Mỹ.
Thực tế, người ta sẽ không pha Bio─Ethanol với xăng theo tỷ lệ trung bình 40
đến 60% vì ở tỷ lệ này, xăng sau khi pha sẽ bị phân lớp rất nhanh trong quá trình lưu

trữ.
Hiệu quả khi dùng xăng sinh học thay thế:
+ Xăng pha 5% Bio─Ethanol sẽ tiết kiêm được 5% nhiên liệu so với xăng
thường.
+ Công suất của động được cải thiện hơn
+ Khi thải CO và Hidrocacbon giảm hơn 10%
+ Khả năng tăng tốc của động cơ được tốt hơn.
1.5.3.1 Các phương pháp sản xuất Ethanol.
Ethanol có thể sản xuất bằng nhiều phương pháp khác nhau, trong đó có hai
phương pháp sau là phổ biến và cơ bản nhất.
+ Công nghệ sản xuất ethanol tổng hợp:
Tổng hợp ethanol có nghĩa là sản xuất ethanol bằng phương pháp hoá học, trên
thgiới người ta sản xuất ethanol bằng nhiều phương pháp khác nhau. Trong công nghệ
tổng hợp hoá dầu ethanol được sản xuất bằng dây chuyền công nghệ hydrat hoá đối
với khí etylen hoặc công nghệ cacbonyl hoá với methanol.
Hydrat hoá: CH
2
=CH
2
+ H
2
O → C
2
H
5
OH
Cacbonyl: CH
3
OH + CO + 2 H
2

→
C
2
H
5
OH + H
2
O
+ Công nghệ sản xuất ethanol sinh học:
Công nghệ này dựa trên quá trình lên men các nguồn hydratcacbon có trong tự
nhiên như: nước đường ép, ngô, sắn, mùn, gỗ
(C
6
H
10
O
5
)
n
+ n H
2
O → nC
6
H
12
O
6
→ 2C
2
H

5
OH + 2CO
2
+ Q
Trong quá trình sản xuất ethanol sinh học có thể phân thành 2 công đoạn là
công đoạn lên men nhằm sản xuất Bio─Ethanol có nồng độ thấp và công đoạn chưng
cất - làm khan để sản xuất ethanol có nồng độ cao để phối trộn vào xăng.
Hình 1.6. Sơ đồ sản xuất bioethanol từ đường, tinh bột, lignincellulo
bằng quá trình lên men.
• Sự khác nhau giữa công nghệ sản xuất cồn thực phẩm và Bio─Ethanol.
Mục đích sử dụng.
+ Cồn thực phẩm:
Người ta sản xuất cồn thực phẩm là để pha chế thành rượu và các loại đồ uống
có cồn. Các loại đồ uống này được dùng trực tiếp cho con người nên trong thành phẩm
của cồn thực phẩm chỉ bao gồm chủ yếu là etanol. Các loại cồn đầu, dầu fusel,
andehyt, axit, este… có hại cho sức khoẻ phải càng ít càng tốt và không được vượt quá
ngưỡng qui định.
Ngoài ra, do phải pha loãng khi pha chế, nên không bắt buộc phải sản xuất ra
cồn có nồng độ rất cao.
+ Cồn nhiên liệu:
Cồn nhiên liệu được sản xuất để dùng làm chất đốt. Khi sản xuất cồn nhiên liệu
người ta không cần phải tách bỏ cồn tạp vì bản thân chúng khi cháy cũng tạo ra năng
lượng.
Trái với cồn thực phẩm, cồn nhiên liệu bắt buộc phải tách nước triệt để, vì nếu
hàm lượng nước có trong cồn càng cao thì làm giảm hiệu quảcủa quá trình cháy và ảnh
hưởng đến động cơ thiết bị, đồng thời khi pha cồn vào xăng sẽ dẫn đến sự phân tách
pha. Cũng chính vì vậy mà khi sản xuất cồn nhiên liệu, người ta phải chọn giải pháp
công nghệthích hợp để loại bỏ nước trong cồn, tạo ra cồn có nồng độ rất cao.
• Sựkhác nhau trong công nghệ sản xuất:
Sựkhác nhau trong công nghệsản xuất ethanol thực phẩm và ethanol nhiên liệu

chủ yếu xảy ra ở công đoạn cuối: chưng cất, tách nước.
Công đoạn Cồn thực phẩm Cồn nhiên liệu
Chưng cất Phức tạp hơn do cần tách
triệt để các chất có hại
cho sức khỏe: alđehit, cồn
đầu
Không cần loại bỏ cồn tạp
Tách nước Không cần phải tách
nước nâng nồng độ etanol
Phải tách nước nâng nồng
độ etanol lên 99,8%
1.5.3.2. Sản xuất bioethanol từ tinh bột
a) Nguyên liệu
Có nhiều nguyên liệu chứa tinh bột như sắn, ngô, gạo,… có thể dùng để sản
xuất bioethanol. Tùy theo điều kiện của từng khu vực khác nhau và sản phẩm nông
nghiệp chủ đạo mà mỗi nước lựa chọn cho mình một nguồn nguyên liệu để sản xuất
bioethanol. Việt Nam và một số nước khác như Thái Lan và các nước nhiệt đới đều ưu
tiên lựa chọn nguyên liệu sắn bởi sắn có thể phát triển tốt trong điều kiện khí hậu này
và cho năng suất, chất lượng tốt. Hiện nay các nhà máy sản xuất bioethanol của Việt
Nam đều đi từ nguyên liệu sắn.
Hiện nay, diện tích trồng sắn ở nước ta khoảng gần 500.000 ha và được phân
bố chủ yếu ở Tây Nguyên và Đông Nam bộ. Năng suất thu hoạch sắn tại nước ta trung
bình là 15-20 tấn/ha và tăng đều qua các năm. Hàm lượng tinh bột trong sắn tươi ở
nước ta khoảng 25-35%. Cứ 2,3 kg sắn tươi thì có thể thu được 1kg sắn lát.
Về cơ bản củ sắn gồm 3 phần chính: vỏ, thịt củ và lõi (ngoài ra còn có cuống và
rễ củ).
- Vỏ sắn gồm có 2 phần là vỏ gỗvà vỏ cùi:
+ Vỏ gỗ có tác dụng bảo vệ củ và chống mất nước của củ, tuy nhiên vỏ gỗ dễ bị mất
khi thu hoạch và vận chuyển.
+ Vỏ cùi là một lớp tế bào cứng phủ bên ngoài, thành phần chủ yếu là xenluloza ngoài

ra còn có chứa polyphenol, enzim,và linamarin.
+ Phần thịt củ có chứa nhiều tinh bột, protein và các chất dầu, một ít polyphenol,
độc tốvà enzim.
Lõi sắn nằm ở tâm củ dọc suốt chiều dài,thành phần chủ yếu là xenluloza. Lõi
có chức năng dẫn nước và các chất dinh dưỡng giữa cây và củ đồng thời giúp thoát
nước khi phơi hoặc sấy sắn.
- Thành phần sắn tươi dao động trong giới hạn khá lớn: tinh bột 20 - 34%, protein
0,8 - 1,2%, chất béo 0,3 - 0,4%, xenluloza 1 - 3,1%, chất tro 0,54%, polyphenol 0,1-
0,3% và nước 60 - 74,2% .Ngoài ra trong sắn còn chứa một lượng Vitamin và độc
tố. Vitamin trong sắn thuộc nhóm B. Các Vitamin này sẽ bị mất một phần khi chế biến
và nhất là khi nấu trong sản xuất rượu.
Độc tố trong sắn có tên chung là phazéolunatin gồm 2 glucozit Linamarin và
Lotaustralin. Các độc tố này thường tập chung ở vỏ cùi. Bình thường phazéolunatin
không độc nhưng khi bị thuỷ phân thì các glucozit này sẽ giải phóng axit HCN. Sắn
tươi đã thái lát và phơi khô sẽ giảm đáng kể hàm lượng glucozit gây độc kể trên. Đặc
biệt trong sản xuất rượu, khi nấu ở nhiệt độ cao đã pha loãng nước nên với hàm lượng
ít chưa ảnh hưởng đến nấm men. Hơn nữa các muối xyanat khi chưng cất không bay
hơi nên bị loại cùng bã rượu.
- Tiêu chuẩn sắn lát sử dụng cho công nghệ:
+ Hình dạng lát sắn: đường kính 30 – 70 mm, bềdày: 20 – 30 mm
+ Độ ẩm: 12 – 14 %kl
+ Hàm lượng tinh bột: 70 – 75 %kg
+ Protein: 1,5 – 1,8 %kg
+ Hàm lượng tro: 1,8 – 3,0 %kg
+ Lipid: 0,5 – 0,9 %kg
+ Độ xơ: 2,1 – 5,0 %kg
+ Các tạp chất khác: ≤3,0 % kg
Đối với sản xuất etanol thì thành phần quan trọng nhất là Gluxit lên men
được ,gồm tinh bột và một số đường. Gluxit trong tự nhiên được chia làm ba nhóm
chính là : monosaccarit, oligo và polysaccarit. Monosaccarrit là những gluxit đơn giản

không thể thuỷ phân được. Trong đó lại chia ra : monosaccarrit trioza, tetroza, pentoza,
và hexoza. Trong thiên nhiên phổ biến nhất là hexoza và pentoza. Hexoza là gluxit lên
men được, dưới tác dụng của nấm men đa số hexoza sẽ biến thành rượu và CO
2
.
Pentoza thuộc loại gluxit không lên men được.