đồ án công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu ăn phế thải

Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

1

LỜI CẢM ƠN

  







 

 
 


cho - 



Những người thực hiện:



Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

2

LỜI MỞ ĐẦU




        
, cô trong
 T V 

              

“ Sản xuất biodiesel từ dầu ăn phế thải” 
 
 hàng ngày            




nghi





Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

1.1 Sơ lược về Biodiesel
1.1.1 Tổng quan
1.1.1.1 Lịch sử phát triển Biodiesel


ng là Biodiesel.









             
Biodiesel Day).
1.1.1.2 Tình hình sử dụng Biodiesel trên thế giới:
+ 
-Diesel vào
thành  30%.


Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

4







 gmai và Bangkok.
-Diesel (B10)

1.1.2 Định nghĩa:
- Biodiesel là loi nhiên liu có nhng tính chi du Diesel t
c sn xut t du m mà t du thc vt hay m
ng vu là long tái to và v 
din hoá hc thì Biodiesel là este ca nhng axit béo trong du hay m khi
c este hoá bi các ancol.
- Nhic trên th gii dùng ch B và Biodiesel, ch BA hay E
 cho bit hoá hp vi ethanol. Ví d: nhiên liu chc
ký hiu là B20, Biodiesel tinh khit là loi B100.
- Bn cht ca Biodiesel là sn phm este hóa gia Methanol hoc Ethanol và
axit béo t do trong du thc vt hoc m ng vt.
- Tùy thuc vào loi du và lou s dng mà alkyl este có tên khác nhau:

 
Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

5



Âu.
Mono Alkyl


1.1.3 Tính chất và ưu nhược điểm của Biodiesel

1.1.3.1 Tính chất
- Biodiesel là mt cht lng, có màu gia vàng hay nâu ti ph thuc vào
nguyên li ch bin hình có m bc cháy khong ~150
0
C
(300
0
F), t trng thc (d= ~0.88g/cm
3
 nh Diesel t
du m.
- 



- ác glixerit và glyxerin



-  


Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

6


0
methanol


1.1.3.2 Ưu Điểm
- 
+ 

+           CO
2,
SO
X
, HC
 

+ 
+ 
 ¸ 
+  
- 
+ 
+ 
+ 

+ Biodiesel có tính bôi   
 

+  

- 
Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

7

+ T


+ 
nông thôn.
+ 

1.1.3.3 Nhược Điểm


i

 
+           

 

 

+ 

 

Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

8

+ 

+ 


+ 
+ 


+ 

            

+ 



 



1.2 Khái quát quá trình tổng hợp Biodiesel
1.2.1 Nguồn nguyên liệu:
1.2.1.1 Dầu thực vật:
- Ngun cung ng
Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

9

 


 
Bảng 1.2: Liệt kê một số loại dầu thực vật

STT
Tên

riêng

phòng hóa

1

0,917  0,930
246 -248
7,5 - 12
2

0,923  0,926
189  194
120 -135
3c

0,914  0,926
187  207
83  105
6

0,917  0,920
170  188
92 - 123
7
Ngô
0,921  0,928

187  193
115 - 125
8

0,914  0,925
284  250
23 - 37
9
Oliu
0,914  0,918
185 -196
79  88
10

0,923  0,924
183  190
125 - 145
11

0,957  0,967
177  185
81 90

- Du thc v sn xua mi quc gia và ph
thuc vào ngun cung cp sn có ( 
     C       
d

               
Biodiesel.

Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

10

- Ngun du thc vt Vit Nam rt phong phú. Tuy nhiên vùng nguyên liu
cây có du ca Vim vào my du
i vi Vit Nam, các du bông, da, s ng
u ti.
Giới thiệu một số loại dầu thực vật thông dụng:
+ Dầu quả cọ: 

 


- 
- 
-  
+ Dầu hạt cải: 


- 
o
C) : 0,9364
- 
- C
- 
+ Dầu hạt cao su: 


- 

o
C) : 0,915 ÷ 0,935
- 
Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

11

- 
- 
- 
+ Dầu dừa: 
  



- 
o
C) : 0,920
- 
- 
- 
+ Dầu thầu dầu
. 
       



            

- 

o
C : 0,960.
- 
- 
-  
Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

12



ông
 





2
, NO
x


- Thành phần hoá học của dầu thực vật.
              

-

R
1,
R
2
,R
3


 
 
   96%
Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

13



- Axit béo có 2 loi: axit béo no và không no
+ Axit béo no     
6
), axit capilic (8), axit capric
(C
10
), axit miistic (C
14
), axit paltimic (C
6
), axit stearic (C
8

).
+ 
      
18
      

12


+ 
 
+ 

+ 

anol.
Bảng 1: Các axit béo có trong thành phần các loại dầu.


T
o
nc
(
o
C)

Axit béo no
Blauric
CH
3

(CH
2
)
10
COOH
44
-
Panmitic
CH
3
(CH
2
)
12
COOH
63
0.849
Stearic
CH
3
(CH
2
)
16
COOH
70
0.847
Axit béo không no
Oleic
CH

3
(CH)
7
CH=CH(CH
2
)
7
COOH
14
0.900
Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

14

Linoleic
CH
3
(CH
2
)CH=CHCH
2
CH=(CH
2
)
7
COOH
-9.5
0.903
Linoleic
CH

3
(CH
2
CH=CH)
3
(CH
2
)
7
COOH
-11
0.914
Eleostearic
CH
3
(CH
2
)
5
CHCH
2
CH=CH(CH
2
)
7
COOH
-
-
Ricinoleic
CH

3
(CH
2
)
5
CHCH
2
CH=CH(CH
2
)
7
COOH
OH
5
0.954
Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

15

 




axit cacb
-
p

-




- m m:
+ 
-



Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

16

+           
            
 
2
nên không gây

+ 

+ Kh mài mòn: 
-frequency receiprocating rig). G


+  

+ do Biodiesel

 
 

+ áy trên 110
o


- m:
              
à



Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

17

iesel không

.
+ 



1.2.1.2 Mỡ động vật
- Nguồn cung ứng
N 
thã






M ng vc s dng cho sn xut Biodiesel ch yu t ngun:
+ M gia súc t các lò git m và các quy trình sn xut có tht.
+ M cá t các quy trình ch bin thy hi sn.
0
g 
-65% .

ngành 
Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

18

 thì k 

 c
+ uy
 
0

c

+ g  

hóa lipid thành Biodiesel.
- Thành phần hóa học



mg KOH/g.


  các n

               
 nguyên





Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

19





 

hình thành nên xà phòng.
- Ưu điểm
 Là ngun nguyên liu tái sinh, ngun gc t các ph phm ca ngành
công nghip tht  thy sn.
 c và có th phân gii trong t nhiên.
 ng các hp chp.
 ng lnh thn vng.
 Giá tr nhit cháy và ch s u Diesel.
 Nhi  .
 M có th phi trn vi các nhiên li c hn hp có
các tính cht k thut phù hp, nh  có th n nguyên

liu thô.
 Biodiesel t m ng vt có th s d
c ci tin.
- Nhược điểm:
  nht cao làm cho quá trình phun nhiên ling 
u.
Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

20

 Nhi c cao do cha nhiu hydrocarbon bão hòa. Vì th,
chúng không thích h s dng  dng tinh khit cho xe c khi thi tit
lnh.
 Nhi  a các hp cht
trong m 
 Biodiesel t m ng vt kém b b oxy hóa, do thiu các
cht chng oxy hóa t nhiên khi so sánh vi Biodiesel t thc vt.
1.2.1.3 Dầu ăn phế thải
Thành phần hóa học
Sn xut ra các loi thc phm ngon, b dng thì rt quan trng i
vi vic tiêu th sn phm và sc khe cho con ngi. Nhit  vai trò
quan trng trong quá trình ch bin thc phm. Thc phm có th c ch
bin  các nhit  khác nhau trong quá trình nu, n   Ph
thuc vào mc  gia nhit, các tính cht vt lý và hóa hc ca thc phm
cng thay i khác nhau.
Rán là mt trong các ph thông dng nht  ch bin thc
phm trong thi bui hin nay, vì to c khu v tuyt vi cho thc
phm. Du ( c  nóng n nhit  160-200
0
C tùy tng giai

on ch bin. Vì  tit kim, nhiu n  s dng li du nhiu ln hoc
b sung du vào liên tc. Nhìn chung, trong các nhà hàng, du rán c
kim tra cht lng sau vài ngày s dng, còn các quán  thì thng thay
mi du sau vài tun s dng.
Hàm lng acid béo t do thay i t 0.04% lên 1.51% khi du
nành c rán sau 70 gi  190
0
C. Giá tr  nht trong trng hp này
Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

21

cng   k, là do có s hình thành các hp cht cao phân t.
 thi    c chia ra làm hai lo da vào hàm l acid
béo t do trong u. N hàm l acid béo t do  hn 15% thì
d   g là yellow grease, ng l thì  ó   là brown
grease.
Hàm l các  nh thành không mong mu trong quá
trình n  h lên các tính ch  biodiesel và ph ng
chuyn hóa lipid thành nhiên li Vì y, xác nh  hàm l các
ch trong d  bi là các  phân c hình thành trong quá trình n
n  h sc quan    này  xác nh b ph
pháp s ký hiu  cao phân tách các  theo kích th HPSEC,
  xác   thành ph  tng     b các h
không mong mu ra khi   thi, quá trình ti lý thì c thi
  u cho ph ng transester hóa, i này là mt trong nhng
nguyên nhân làm t chi phí cho quá trình s xu nhiên liu biodiesel.
1.2.1.3.1
Ưu điểm

    cp  trên, tr  chính ca biodiesel khi  em vào
s làm nhiên liên th chính là giá c nhiên liày cao.
n hình là giá  nhiên li biodiesel cao  t 1.5-3.0  so v nhiên
liu diesel thông th Do  vi   các ngu nguyên h 
 ý 
- Không nh tranh ngun nguyên li  các ngành khác.
- Gim m lng  chi phí   lý các ph phm này khi thi
ra môi trg.
Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

22

- Giá c nguyên  thp giúp gim  chi phí s t 
kh  tranh cho nhiên li
- Do các loi ày có xu c  s 
làm nhiên  c có các u im  sau:
- Du s dng cho nu n  s có ngun gc t thc vt, nên ây ng có
th
coi là ngun tái sinh.
- Không c hi và có th phân gii trong t nhiên.
-   cetane cao.
- Giá tr nhit cháy cao.
- Hàm lng các cht tm thp.
- Hàm lng lu hunh thp.
- Nhit  cháy cao nên an toàn cho vic d tr và s dng.
- Nhiên liu biodiesel t du thi có th c s dng trc tip cho các
 diesel mà không cn phi ci tin, giúp thay th mt phn lng
nhiên liu s dng trên th trng.
1.2.1.3.2
Nhựợc

điểm
  du m ng vt, các loi du m ph phm không th c
s
dng trc tip cho ng  vì các nguyên nhân chính sau:
-  nht khá cao.
-  bay hi t i thp, nên khó cháy.
- Cha nhiu hp cht dimer và trimer, nên d hình thành các cn lng.
- Sau quá trình chiên rán, các hp cht chng oxy hóa b phân hy, mà
ây là tác nhân giúp chng li quá trình oxy hóa. Cho nên du chiên rán
Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

23

cng  ng vt d b oxy hóa  khi so sánh vi du thc vt.
Vì nhng lý do  trên, du m sau khi thu hi và tinh sch  b cn
c chuyn hóa bng các ph thích hp  to ra nhiên liu có
th s dc. Mt s nhc m chung ca du   qua s dng khi
chuyn hóa thành biodiesel:
- Có s hin din ca acid béo t do và nc gây cn tr cho
phn ng chuyn hóa du thành biodiesel, và khó  trong khâu tách sn
phm sau này.
- Các hp cht dimer và trimer hình thành trong quá trình chiên
rán nh hng n mt s tính cht ca nhiên liu biodiesel sau nà
hàm lng các cht lng condradson CCR.
- Biodiesel thu     chiên rán t ra nhi khí NO
x

khi thm trên  c diesel.
1.2.2 Các phương pháp sản xuất Biodiesel
1.2.2.1 Phương pháp sấy nóng



 

lên.

 


Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

24

1.2.2.2 Phương pháp pha loãng
 
  
      ,   
 
Diesel.
 



0
C, trong khi theo 

0






1.2.2.3 Phương pháp nhũ tương hóa

 






Đồ án công nghệ GVHD: Nguyễn Quốc Hải

25

1.2.2.4 Quá trình cracking
Quá trình cra





      


1.2.2.5 Phương pháp este hóa













+ 
