Hoàn thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực việt nam ở qui mô pilot có công suất 100 kg trên ngày

Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI CẤP VIỆN KH&CN VIỆT NAM
NĂM 2007-2008
Phần I: Thông tin chung về đề tài:
I.1. Tên đề tài: Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực
vật Việt nam ở qui mô pilot có công suất 100 KG/ngày

I.2. Thuộc hướng: Khoa học vật liệu
I.3. Thời gian thực hiện: từ 01/01/2007- đến 31/12/2008
I.4. Cấp quản lý: Viện KH&CN VIỆT NAM
I.5. Kinh phí: 300.000.000,00 đồng VN( Ba trăm triệu đồng VN)
Tổng số: 300.000.000,00 đồng
Trong đó, từ ngân sách SNKH: 300.000.000,00 đồng
I.6. Thuộc chương trình (nếu có): KHCN cấp Viện KH&CN VN 2007-2008
I.7. Chủ nhiệm đề tài:
- Họ và tên: Hồ Sơn Lâm
- Học hàm, học vị: PGS.TS.
- Chức vụ: Viện trưởng, NCVCC
- Điện thoại: 08.8237926 ,Fax: 08.8236073, E-mail:
- Địa chỉ cơ quan công tác: Số 1.Mạc Đĩnh Chi, Q1-TPHCM
I.8. Những người tham gia thực hiện đề tài:
STT Họ và tên Cơ quan công tác Trách nhiệm
trong đề tài
Số tháng
làm việc
cho đề tài
1
2
3

4
5
6
7
8
9
10
11
12
PGS.TS.Hồ Sơn Lâm
Th.S.Võ Đỗ Minh Hoàng
Th.S. Nguyễn Thị Thu Thảo
K.S.Trần Ngọc Thắng
KS. Vũ Thị Thu Nhi
KS.Lê Thị Hoà
K.S. Nguyễn Thành Công
CS. Bùi Thị Tiền
Th.S.Bùi Duy Du
KS.Nguyễn Nghĩa Long
Hùynh Ngọc Điệp
Châu Thanh Phương
Viện KHVLUD
Viện KHVLUD
Viện KHVLUD
Viện KHVLUD
Viện KHVLUD
Viện KHVLUD
Viện KHVLUD
Viện KHVLUD
ViệnKHVLUD

Viện KHVLUD
ĐH TĐT
ĐH TĐT
Chủ nhiệm
Thành viên
Thành viên
Thành viên
Thành viên
Thành viên
Thành viên
Thành viên
Kế toán
Thành viên
SV làm LV
Sv làm LV
24
12
24
24
12
24
12
12
24
12
03
03
I.8. Đơn vị chủ trì đề tài: Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng
- Điện thoại: 08.8243507 Fax:08.8236073, E-mail:
- Địa chỉ: Số 1.Mạc Đĩnh Chi, Q1-TPHCM

Phần II: Nội dung KH&CN của đề tài:
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
II.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước:
II.1.1.TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG BIODIESEL TRÊN THẾ GIỚI
Nghiên cứu sử dụng dầu thực vật làm nhiên liệu đã được Rudolf Diesel tiến hành cách
đây trên 100 năm.
Tháng giêng năm 1991, chương trình nghiên cứu sử dụng Biodiesel của CHLB Đức
bắt đầu chính thức hoạt động, thế mà 10 năm sau sản lượng Biodiesel của Đức đã đạt trên 1
triệu tấn/năm. Chỉ trong thời gian tương đối ngắn hàng loạt các nhà máy sản xuất nhiên liệu
biodiesel ở qui mô công nghiệp với công suất vài trăm ngàn tấn/năm đã ra đời, tập trung
nhiều nhất ở Đức, Italia, áo, Pháp, Thụy Điển, Tây Ban Nha. Tổng công suất hiện nay của
châu âu là 2 triệu tấn. Trong khi đó tại châu á, việc nghiên cứu và ứng dụng BDF cũng phát
triển mạnh, tiêu biểu như: ấn Độ, Trung Quốc, Nhật Bản, Hồng Kông. Ngoài ra, các nước
Châu Phi và Châu úc cũng đang bước đầu triển khai nghiên cứu nhiều về BDF. Trong thực
tế, trên thế giới, nước sử dụng rộng rãi BDF nhất hiện nay là Hoa Kỳ với nhiều chính sách
ưu đãi.
Từ năm 2001, Anh cũng đã đưa ra thị trường nhiên liệu chứa 5% biodiesel. Hiện nay
toàn bộ nhiên liệu diesel của châu Âu trên thị trường đều chứa 5% biodiesel (Từ 1/1/2005).
Năm 2003 Đức có hơn 1500 trạm bơm nhiên liệu BDF với tổng sản lượng BDF trên 1 triệu
tấn, tương đương trên 20 triệu tấn nhiên liệu phối trộn B5.
Tại các nước EU, thuế nhiên liệu cấu thành khoảng 50% giá bán diesel. Tháng
2/1994, Nghị viện Châu Âu đã quyết định giảm 90% thuế nhiên liệu cho BDF (Pháp và
Đức miễn thuế hoàn toàn cho BDF). Với những luật định ưu đãi về thuế, Châu Âu dự tính
sẽ tăng thị phần biodiesel từ 2% năm 2005 lên 5,75% năm 2010 (tương đương 7 triệu tấn
BDF) đến năm 2020 đạt 20%. Nguyên liệu cho sản xuất BDF ở Châu Âu là dầu thực vật
trong đó đa số có nguồn gốc dầu hạt cải và dầu hạt hướng dương.
Biodiesel được bán tại Mỹ chứa 20% biodiesel (gọi là B20). Năm 1992, Hội đồng
biodiesel quốc gia được thành lập nhằm phối hợp thực hiện các chương trình kỹ thuật và

điều phối BDF. Tháng 3/2002, bang Minnesota ban hành đạo luật qui định toàn bộ nhiên
liệu diesel trên thị trường phải chứa ít nhất 2% biodiesel. Việc nghiên cứu, sản xuất, kinh
doanh và thử nghiệm BDF được phát triển rộng khắp ở nhiều bang như: California,
Nevada, Idaho, Alaska, Missouri… Năm 2001, ASTM (American Society for Testing
Materials) hoàn chỉnh bộ tiêu chuẩn D – 6751 cho nhiên liệu B20. Hiện nay, có trên 100
công sở và tập đoàn lớn đăng ký sử dụng BDF cho các phương tiện công cộng như Bộ
Quốc phòng, Hải quân, Bộ Năng lượng, Bưu điện, Bộ Giao thông, Các Sở giáo dục…
Ngoài ra, Mỹ đã thông qua đạo luật Chiến lược năng lượng, quyết định thay thế 10%
DO bằng BDF vào năm 2000, và đến năm 2010 sẽ là 30%. Tháng 8/1999, tổng thống
Clinton ký quyết định mở rộng sử dụng BDF. Ngày 8/8/2005, tổng thống Bush đã phê
chuẩn điều luật ưu đãi về thuế cho sản xuất kinh doanh và sử dụng BDF: 1$/1 galon BDF
từ VO và 0,5$/1 galon BDF từ dầu VO thải; điều luật này sẽ có hiệu lực kéo dài đến hết
năm 2008.
Ngày 10/8/2005 tổng thống Bush cũng đã phê duyệt cấp kinh phí 8 triệu USD cho
chương trình nghiên cứu về BDF của ủy ban Biodiesel quốc gia. Với sự phát triển không
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
ngừng của sản xuất và tiêu thụ cùng với các ưu đãi về thuế, giá bán BDF từ dầu đậu nành
tại Mỹ giảm dần: từ 3 – 4 USD/gallon (1gallon ~ 3,7854 lít) năm 1993 giảm xuống 2,81
$/gallon B2-B5; 2,91 USD/gallon B20 vào tháng 9/2005, tiến gần đến giá bán DO là 2,91
$/galon DO vào cùng thời điểm (Bảng 1). Năm 2004 Mỹ đã sử dụng trên 36 tỷ gallon BDF.
Bảng 1: Giá nhiên liệu trung bình tháng 9/2005 (USD/gallon,1 gallon = 3,8 l).
Xăng Diesel Ethanol
(E85)
CNG Biodiesel
(B20)
Biodiesel
(B2-B5)
Biodiesel

(B100)
2,77 2,81 2,41 2,12
(GGE)
2,91 2,81 3,40
(CNG – khí thiên nhiên nén).
Rõ ràng, với những chính sách ưu đãi, giá bán các hệ phối trộn B2 – B20 hoàn toàn có
thể cạnh tranh với DO.
Canada là nước xuất khẩu dầu canola lớn (chủ yếu sang Nhật). Công nghệ sản xuất
BDF của Canada tập trung theo hướng làm sạch dầu thực vật bằng hydro để tạo xetan sinh
học rồi pha vào diesel, sản phẩm gọi là diesel xanh .
Châu Đại Dương: Australia đang sản xuất biodiesel theo tiêu chuẩn của EU từ dầu ăn
phế thải. Hiệu nước này tiêu thụ khoảng trên 100.000 tấn BDF từ nguồn dầu phế thải.
Tại Châu Á, nghiên cứu về BDF phát triển mạnh ở Trung Quốc, Nhật Bản, Hồng
Kông, Ấn độ… Ấn độ là nước tiêu thụ DO lớn (40 triệu tấn hàng năm) đã có kế hoạch phát
triển các đồn điền trồng cây Jatropha ở những vùng đất khô cằn chỉ để cung cấp nguyên
liệu sản xuất BDF. Jatropha là loại cây lâu năm và chịu hạn tốt, theo tính toán từ năm thứ
hai bắt đầu cho hạt và từ năm thứ năm cho sản lượng ổn định 1- 2 tấn biodiesel/hecta/năm.
Tuân thủ nghị định thư Kyoto, nhằm thực hiện nghĩa vụ giảm 6% khí thải CO2, từ năm
1995 Nhật đẩy mạnh nghiên cứu sản xuất và từ năm 1997 đưa nhiên liệu BDF vào phương
tiện giao thông nội thành. Một nhà máy công suất 200 nghìn tấn/năm được xây dựng để xử
lý dầu thực vật phế thải của vùng Tokyo. Thành phố Tokyo đã sử dụng biodiesel cho xe tải
và toàn bộ xe bus với hàm lượng 20% BDF + 80% DO. Nhật Bản cũng là nước đầu tiên
nghiên cứu việc áp dụng kỹ thuật môi trường tới hạn và kỹ thuật siêu âm vào điều chế
BDF. Mối quan tâm của Nhật tập trung vào dầu cọ, canola, hướng dương. Trung Quốc,
Hồng Kông cũng đã thử nghiệm dùng BDF cho xe tải, xe bus. BDF ở đây được điều chế
chủ yếu từ dầu và mỡ thải.
Các nước Đông Nam Á như Malaysia, Thái Lan, Philippines… cũng bắt đầu quan
tâm đến sản xuất biodiesel, đặc biệt là từ dầu cọ (Malaysia, Thái Lan) và dầu dừa
(Philippines).
Sử dụng BDF góp phần giải quyết an ninh năng lượng, thay thế nguồn nhiên liệu hóa

thạch đang cạn dần, góp phần đa dạng hóa và tạo ra nguồn năng lượng sạch. Trong tương
lai, khi các nguồn năng lượng truyền thống cạn dần thì khả năng sử dụng nguồn nhiên liệu
mới sẽ có nhiều triển vọng hơn. Do đó, dạng nhiên liệu mới được tạo ra từ dầu thực vật có
thể sẽ là tiền đề cho việc định hướng phát triển cây thực vật có dầu và mở rộng ngành
công-nông nghiệp sản xuất và tinh chế dầu thực vật làm nhiên liệu ở qui mô lớn. Khó khăn
lớn nhất khi mở rộng sản xuất biodiesel từ dầu thực vật là giá thành sản xuất cao hơn nhiều
so với DO. Giá thành sản xuất BDF vẫn còn cao gấp khoảng 2 lần giá thành DO, do đó cần
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
có ưu đãi về thuế. Nếu sử dụng dầu thực vật phế thải để sản xuất BDF thì giá thành sẽ giảm
đi rất nhiều và mang lại hiệu quả kinh tế.
II.1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SỬ DỤNG BIODIESEL Ở VIỆT NAM
Ở Việt nam trong vòng 20 năm trở lại đây đã bắt đầu có những công trình nghiên cứu
về biodiesel, tuy nhiên do còn một số hạn chế trong kết quả nghiên cứu cũng như chưa có
những chính sách khuyến khích từ phía Nhà nước nên biodiesel chưa được ứng dụng rộng
rãi. Nhìn chung, các công trình tập trung chủ yếu vào nghiên cứu cơ bản, cơ chế phản ứng,
xúc tác, cracking trong hơi nước.
Việc điều chế và thử nghiệm BDF từ dầu thực vật tai nước ta bắt đầu được quan tâm
từ những năm 1980. Trong khoảng 5 năm gần đây các nghiên cứu về điều chế BDF được
chú ý nhiều, chủ yếu theo phương pháp este hóa với nguồn nguyên liệu từ dầu đậu nành,
dầu dừa, dầu ăn phế thải. Một số công trình nghiên cứu phản ứng transeste hoá bằng sóng
siêu âm. Tuy nhiên, kết quả đạt được của các nghiên cứu trên chỉ mang tính định hướng,
thăm dò và việc thử nghiệm biodiesel chưa phát triển rộng khắp.
Trong những nổ lực nhằm đưa dạng nhiên liệu này vào phục vụ đời sống thực tế, hiện
nay đã có những đơn vị và cá nhân tiến hành sản xuất biodiesel trên các dạng nhiên liệu
sau:
+Mỡ cá: Các đơn vị SX và CB cá ở ĐBSCL, với lượng mỡ cá hàng năm lên đến vài
trăm ngàn tấn, đã và đang xây dựng những cơ sở chuyển mỡ cá thành biodiesel. Hiện nay
đã có sản phẩm bán trên thị trường tự do.( Không rõ chất lượng)

+Saigon petro kết hợp với một số doanh nghiệp xây dựng hệ thống thu gom dầu ăn
phế thải để sản xuất Biodiesel.Dự kiến vài năm tới sẽ có sản phẩm.
+Một số nhà máy chế biến dầu ăn, sử dụng loại dầu phế thải, đang nghiên cứu qui
trình sử dụng dạng nguyên liệu này cho việc đốt lò hay sử dụng cho máy phát điện của nhà
máy.
(Thông tin từ tham luận của các đại biểu tại Hội thảo Khoa học về nhiên liệu có
nguồn gốc sinh học, ngày 23/8/2006 tại TPHCM)
Từ năm 1999, Phân viện khoa học vật liệu tại TPHCM thuộc TTKHTN&CN QG( nay
là Viện Khoa học Vật liệu ứng dụng thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt nam) đã có
chương trình hợp tác với Viện Hoá kỷ thuật, Đại học Tổng hợp Jena-CHLB Đức để tiến
hành nghiên cứu sử dụng dầu thực vật Việt nam làm nhiên liệu Biodiesel. Để thực hiện
chương trình trên, Viện Khoa học Vật liệu ứng dụng đã đề xuất và thực hiện một số đề tài
có tính đồng bộ sau:
+Năm 1999-2000: Đề tài cấp Viện KH&CN VN: Nghiên cứu ứng dụng và nâng cao
hiệu quả kinh tế dầu hạt Sở của các tỉnh miền núi phía Bắc.
+Năm 2001-2002: Đề tài cấp Viện KH&CN VN: Nghiên cứu Công nghệ chế biến dầu
hạt Trẩu.
+Năm 2003-2004: Đề tài cấp Viện KH&CN VN: Nghiên cứu Công nghệ Chiết dầu
Trẩu và sử dụng các sản phẩm phụ đồng hành trên thiết bị Pilot 20kg/mẻ.
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
+Năm 2005-2006: Đề tài cấp Viện KH&CN VN: Nghiên cứu sử dụng dầu thực vật
Việt nam làm nhiên liệu Biodiesel.
+Năm 2007-2008: Đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam: Hòan thiện công nghệ sản xuất
biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot có công suất 100 KG/ngày.
Qua gần 10 năm, các đề tài trên đã hình thành một chùm công nghệ chiết dầu thực
vật và chế biến các sản phẩm phụ đồng hành, làm tăng hiệu quả sử dụng của dầu thực vật.
Công nghệ này đã sử dụng tòan bộ hạt có dầu và không có bả thải. Từ đó, việc chọn sản
phẩm chính của công nghệ sẽ do thị trường và cách tiếp thị quyết định. Một số sản phẩm

của Công nghệ này đã được sản xuất thử nghiệm :
+Sản phẩm 1: Ván ép bền nước từ vỏ sừng các lọai hạt
+Sản phầm 2: Saponyl từ dầu hạt Trẩu
+Sản phẩm 3: Chất tăng trọng từ bả Trẩu
+Sản phẩm 6: Dầu trẩu chất lượng cao dùng cho xuất khẩu
+Sản phẩm 7: Biodiesel từ một số dầu thực vật khác nhau, đã chạy thử trên động cơ
máy phát điện và xe ôtô MEKONG
+Sản phẩm 4: Glyxerin : Đã có sản phẩm trong phòng TN, với lượng nhỏ.
+Sản phẩm 5: Đang tiếp tục nghiên cứu Polyme tự phân hủy trên cơ sở glyxerin với
kết quả khả quan.
II.1.3.KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN BIODIESEL Ở VIỆT NAM
Nếu chỉ tính riêng dầu diesel, hàng năm Việt nam phải nhập khẩu khoảng 5 triệu
tấn.Theo dự kiến, đến 2010, khu lọc hoá dầu Dung quất mới đi vào hoạt động, nhưng sản
phẩm của nó cũng chưa đủ để cung cấp cho sử dụng trong nước.
Với đà phát triển, nhu cầu nhiên liệu ngày càng tăng, trong khi nhiên liệu hoá
thạch(dầu mỏ) luôn bị chi phối bởi sự bất ổn của thị trường, làm cho giá của nó ngày càng
leo thang, ảnh hưởng không nhỏ đến sản xuất. Ngoài ra, xu thế chung của thế giới là tăng tỷ
trọng nhiên liệu sinh học trong tổng nhiên liệu cần có để một mặt, không bị áp lực của việc
tăng giá dầu, mặt khác góp phần cải thiện môi trường khí thải.
Như vậy, có thể đánh giá khả năng phát triển biodiesel của Việt nam theo các quan
điểm sau đây:
1. Xét yếu tố thị trường, nhu cầu cũng như xu hướng chung của khu vực và thế giới,
việc sử dụng Biodiesel ở Việt nam là có cơ sở và triển vọng lớn.
2. Hơn nữa, Việt nam nằm gần 2 quốc gia luôn “khát” năng lượng là Trung quốc và
Nhật bản, dẫn tới khả năng cung cấp biodiesel cho hai thị trường này là hiện thực.
3.Việt nam là một nước có nguồn tài nguyên dầu thực vật khá phong phú, dẫn đến
việc cung cấp nguyên liệu cho biodiesel sẽ dễ dàng hơn nhiều quốc gia khác.
Tuy nhiên, từ 1999-đến nay, trong khoảng thời gian 10 năm, chúng tôi đã nghiên
cứu khá kỷ những loại dầu thực vật có thể dùng làm nhiên liệu để sản xuất biodiesel và
nhận thấy một thực trạng là - sản xuất và tiêu thụ dầu thực vật ở nước ta thuộc loại thấp so

với thế giới: Theo Bộ ytế, mức tiêu thụ dầu thực vật được qui định đến năm 2000 đạt 7kg
dầu/ người/ năm, đến năm 2010 đạt 9kg dầu/ người/ năm. Trong khi đó, mức phấn đấu này
còn quá thấp so với khuyến cáo của tổ chức y tế thế giới ( WHO) là 22kg dầu/ người/
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
năm.Nếu đến năm 2000, dân số nước ta đạt khoảng 80 Triệu người và đến năm 2010, dân
số đạt khoảng 90 Triệu người thì với các chỉ tiêu của Bộ y tế đề ra, cần có một lượng dầu
thực vật tạm tính tương ứng như sau:
+Năm 2000: 7kg/người/ năm x 80 Triệu người =560.000 Tấn
+Năm 2010: 9kg/người/năm x 90 Triệu người =810.000 Tấn.
Nếu thực hiện theo khuyến cáo cuả WHO (22kg/người/năm), ta có:
+Năm 2000:22kg/người/năm x 80 Triệu người =1.760.000 Tấn.
+Năm 2010:22kg/người/ năm x 90 Triệu người =1.980.000 Tấn.
Hiện nay Việt nam mới tự túc được 10 – 15% nguyên liệu sản xuất dầu, nhập 85-
90% nguyên liệu VO thô. Việc phát triển cây có dầu trong những năm qua gặp nhiều khó
khăn như: cây có dầu nhạy cảm thời tiết, sâu bệnh; năng suất thấp so với thế giới; khó cạnh
tranh với các loại cây ăn quả hoặc cây công nghiệp khác….
Từ những số liệu kể trên, có thể dễ dàng nhận thấy rằng để đáp ứng nhu cầu theo chỉ
tiêu của Bộ y tế đã khó, chưa nói đến đáp ứng chỉ tiêu của WHO.
Do đó, thị trường dầu thực vật Việt nam vẫn là một thị trường mở và có tiềm năng
khá lớn, chưa kể đến việc sản xuất cho xuất khẩu sang các thị trường khác khá thuận lợi
như Nga và các nước SNG, Tây âu, Mỹ, Nhật bản, Trung quốc, Ấn độ và các nước Arập
Xuất phát từ thực tế trên đây, có thể khẳng định tiềm năng của Biodiesel ở
Việt nam là rất lớn và có triển vọng.
II.1.4. TÓM TẮT NỘI DUNG ĐÃ THỰC HIỆN TRONG NĂM 2005-2006:
Trong giai đoạn 2005-2006, chúng tôi đã được Hội đồng KH ngành KHVL cấp kinh
phí để thực hiện đề tài Cấp Viện KH&CN VN: “Nghiên cứu tổng hợp Biodiesel từ dầu
thực vật Việt nam”. Nội dung chủ yếu của đề tài:
a/ Nội dung:

+Nghiên cứu công nghệ chuyển hóa một số dầu thực vật VN thành nhiên liệu
biodiesel: Dầu dừa (tiền giang), dầu Gòn ( Tiền giang), Cao su (Bình phước), Trẩu (Hà
giang) Sở ( Hà giang), Cọ núi(Hà giang), Hạt cải (Hà giang), Bông vải( Ninh thuận), Dầu
Đậu nành (Đồng nai), Cọ (Malaixia), Cải dầu ( Rape-Đức)
+Nghiên cứu các chỉ số hóa lý của các mẫu dầu nói trên theo các tiêu chuẩn quốc tế
về biodiesel: độ nhớt, tỷ trọng, nhiệt lượng, nhiệt chớp cháy, chỉ số cetan( phương pháp
tính tóan), hàm lượng etyleste, hàm lượng Mono, Di-triglyxerit trong etyleste, hàm lượng
nước, chỉ số axit, bazo, iod, chỉ số ổn định oxy hóa,
+Động học và cơ chế phản ứng Transeste hóa
+Các lọai xúc tác cho phản ứng transeste hóa
+Điều kiện phản ứng trong phòng thí nghiệm: tỷ lệ các chất tham gia phản ứng, hàm
lượng và thành phần xúc tác, nhiệt độ phản ứng, thời gian phản ứng
+Nghiên cứu phụ gia chống oxy hóa
+Nghiên cứu phối trộn thành các mẫu tiêu chuẩn từ các lọai dầu khác nhau: Bio-1,
Bio-2 và Bio-3 và so sánh với dầu cải của Đức: theo tiêu chuẩn EDIN 51606:
Bảng 1
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
STT Chỉ số Đơn vị RME Bio-1
IAMS
Bio-2
IAMS
Bio-3
IAMS
E DIN
51606
1 Tỷ trọng g/ml 0,8796 0,876 0,894 0,898 0,875-
0,900
2 Độ nhớt ĐH mm

2
/ s 4,24 4,98 5,02 5,35 3,5-5,5
3 Hàm lượng
nước
mg/kg 300 165 187 245 <300
4 Chỉ số axit mgKOH/g 0,37 0,47 0,45 0,53 <0,5
5 Chỉ số Iod gI
2
/100g 112,9 85-120 85-120 85-120 <115
6 Hàm lượng
Ester
%m/m 95,4 94,67 94,67 94,67 >96,5
7 Tổng Glyxerit %m/m 0 0,88 0,88 0,88 <1,0
8 Glixerin tự do %m/m 0 0 0 0 <0,02
9 Oxidation
stability
h 5,9 24 24 24 -
10 Nhiệt độ chớp
cháy
o
C 164 98,5-
100
100-105 110-115 >110
11 Chỉ số cetan 48 47-48
**
46-47
**
41-43
**
-

(*) RME= Metyl este; Bio= Etyleste, (**) Xác định theo DIN EN ISO 4264 .
+Nghiên cứu thành phần khí thải của động cơ phát điện chạy dầu diesel có phối trộn
5-20% biodiesel(Bio-2)
+Nghiên cứu thành phần khí thải của động xe ô tô MEKONG có phối trộn 5-20%
biodiesel (Bio-1).
Có thể tóm tắt tòan bộ các công nghệ đã hòan chỉnh như sau:
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
Trong công nghệ trên, những vấn đề sau đây đã được nghiên cứu ở qui mô pilot:
+Công nghệ chiết dầu thực vật.(20kg/mẻ)
+Công nghệ sản xuất vỏ thành ván ép (0,5 x 0,5 x 001 m)
+Công nghệ lên men bả thành chất tăng trọng (20kg/mẻ)
II.2. Mục đích của nghiên cứu hòan thiện công nghệ ở qui mô pilot:
Qua thực tế, chúng tôi nhận thấy một số vấn đề sau cần phải được tiếp tục tiến hành
nghiên cứu ở qui mô pilot:
1.Thiết bị phản ứng có qui mô lớn hơn bình cầu trong phòng thí nghiệm( 2 lít): Khi
bình phản ứng có dung tích đến 100lít, chế độ tỏa nhiệt của thiết bị cấp nhiệt, ổn nhiệt, chế
độ khuấy, mô tơ, chế độ nạp liệu, hàm lượng xúc tác, tỷ lệ chất tham gia phản ứng, thời
gian phản ứng đều khác xa so với kết quả trong phòng thí nghiệm.
2.Thiết bị và qui trình rửa, sấy, lọai tạp chất hòan tòan khác. Những loại xúc tác
công nghiệp sử dụng trong sản xuất biodiesel của Châu Âu chỉ phù hợp với nguyên liệu của
họ như dầu Canol, Dầu Rape, Dầu hướng dương đối với các loại dầu thực vật của Việt
nam không thể áp dụng được.
3.Thành phần và tính chất hóa học của sản phẩm theo chế độ công nghệ sẽ có những
thay đổi so với kết quả trong phòng thí nghiệm.
4.Hiệu suất và các chỉ tiêu kinh tế của quá trình sản xuất ở qui mô pilot cần được
nghiên cứu cho phù hợp.
Hạt dầu TV
Vỏ

Nhân
Ván ép bền nước
Ép dầu Bả sau khi ép
Dầu
Dầu
Các chất có
HTSH
Bả
Chiết xuất
SX biodiesel
Thức ăn gia
súc
Thuốc trừ sâu SH
Glyxerin
thương phẩm
Biodiesel
NC tổng hợp Polyme
tự phân hủy từ
glyxerin
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
Vì vậy, nếu đề tài dừng lại ở mức độ phòng thí nghiệm sẽ khó lòng chuyển thành
sản phẩm bán được. Cách tốt nhất là triển khai nghiên cứu ở qui mô pilot, có công suất 100
kg/ngày, trên cơ sở đó mới có thể có các số liệu kỷ thuật cho tính tóan hiệu quả kinh tế.
II.2.1. Mục tiêu của đề tài:
+Đề xuất thiết kế chế tạo thiết bị và xây dựng pilot sản xuất BIODIESEL từ các lọai
dầu thực vật Việt nam khác nhau có qui mô 100kg sản phẩm/ ngày.
+Xác định các thông số công nghệ trên qui mô pilot đã chế tạo
+Xác định thành phần, tính chất của sản phẩm BIODIESEL sản xuất được theo tiêu

chuẩn Việt nam( TCVN-1/2008) dùng làm nhiên liệu diesel
+ Sơ bộ tính toán các số liệu kinh tế từ pilot:
II.2.2. Phương pháp nghiên cứu và kỷ thuật sử dụng:
Phương pháp chính cho quá trình nghiên cứu là kết hợp nghiên cứu cơ bản với ứng
dụng thực tế gồm:
1.Cơ sở lý thuyết của các quá trình truyền nhiệt, quá trình khuấy trộn và tách chiết .
Đã nghiên cứu trong phòng thí nghiệm ở giai đọan đầu(nói ở trên).Dùng các bài tóan về
nhiệt động học để tính tóan khối lượng vật chất
2.Cơ sở lý thuyết của xúc tác,đã nghiên cứu và thực hiện trong phòng thí nghiệm
,nói ở trên. Kỷ thuật sử dụng xúc tác được tính tóan trên cơ sở tỷ lệ mol của các tác chất và
khả năng chuyển dịch ion H+ của phản ứng.
3.Tính tóan thiết bị, bao gồm cả hệ truyền nhiệt, hệ thống khuấy đảo, hệ thống làm
lạnh để ngưng tụ cũng như thiết bị chiết glyxerin, rửa , lọai nước liên tục.
II.2.3. Những nội dung nghiên cứu:
a/ Gia công thiết bị:
+ Tính tóan thiết bị và lên bản vẻ kỷ thuật của thiết bị chính là bình phản ứng.
+ Gia công thiết bị, bao gồm chủng lọai vật liệu, kết cấu, khả năng truyền nhiệt và
không bị ăn mòn
+Gia công hệ thiết bị phụ trợ: Cấp nhiệt, bơm nguyên liệu, máy khuấy, hệ thống
tách sản phẩm, hệ thống làm sạch (rửa) sản phẩm, hệ thống làm khô( lọai nước)
+Hệ thống đo đếm tiêu tốn điện nước, nguyên liệu
+Xử lý nước thải, thu gom sản phẩm chính và phụ)
b/ Lắp đặt và vận hành thiết bị:
+Kiểm tra thiết bị được gia công
+Kết nối và vận hành thử (nước)
+Bảo hộ lao động (cháy nổ)
c/ Nghiên cứu công nghệ:
+Nghiên cứu tỷ lệ nguyên liệu, xúc tác, nhiệt độ và thời gian phản ứng, thời gian
trích ly, rửa, sấy khô sản phẩm.
+Nghiên cứu thành phần sản phẩm để xác định hiệu suất

+Nghiên cứu các thông số kinh tế, kỷ thuật (Điện, nước, nhân công, giá nguyên liệu,
thành phẩm)
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
+Xác định lại tỷ lệ phối trộn, phụ gia chống oxy hóa
+Kiểm tra và tính tóan các chỉ số trên cơ sở TCVN
+Thử nghiệm trên động cơ máy phát điện so sánh với DIESEL không phối trộn
(lượng điện phát ra, lượng nhiên liệu tiêu tốn)
+Thử nghiệm trên động cơ xe ôtô MEKONG so sánh với diesel dầu mỏ( nhiên liệu
tiêu tốn /km )
+Tính tóan hiệu quả kinh tế theo giá thị trường.
II.2.4. Dạng kết quả:
Đây là một đề tài triển khai pilot, nên sản phẩm của nó gồm 2 phần rõ rệt:
1.Nghiên cứu cơ bản: Chủ yếu nghiên cứu công nghệ và các chế độ công nghệ trên
hệ pilot có công suất lớn hơn phòng thí nghiệm. Sản phẩm chính là:
+Các điều kiện tối ưu: Nhiệt độ, Xúc tác, Thời gian phản ứng, Tỷ lệ mol các tác chất
+Các điều kiện hỗ trợ: Chế độ rửa, làm sạch, tách, loại nước và tạp chất.
+Các chỉ số của sản phẩm theo tiêu chuẩn EDIN và ASTM.
2.Nghiên cứu ứng dụng triển khai:
+Hệ thiết bị có công suất 100kg/ngày
+1000 kg sản phẩm biodiesel (Đây là sản phẩm kèm theo của kinh phí thực hiện đề
tài, việc tiếp tục sản xuất ra sản phẩm, cần có kinh phí tiếp để thu mua nguyên liệu, hoá
chất, trả công và các chi phí khác,sẽ được tiến hành vay vốn trong dự án sản xuất thử
nghiệm sau khi nghiệm thu đề tài)
+Hiệu quả kinh tế của sản phẩm.
3/Khả năng và phương thức ứng dụng kết quả đề tài.
Khi đề tài kết thúc, có thể:
+Tiếp tục sản xuất sản phẩm.
+Chuyển giao công nghệ cho doanh nghiệp sản xuất nhiên liệu sinh học.

4/Các tác động khác của kết quả đề tài (về đào tạo cán bộ, đối với lĩnh vực khoa
học có liên quan, đối với sự phát triển KT-XH).
+Pilot là một cơ sở vật chất rất quan trọng cho việc nghiên cứu hoàn thiện qui trình
công nghệ cũng như tìm kiếm các giải pháp khác: Nghiên cứu hệ xúc tác khác, nghiên cứu
các chế độ công nghệ mới.
+Tạo nên một qui trình khép kín với nhiều công đoạn khác nhau đã được nghiên cứu
từ trước để sử dụng một cách hợp lý và hiệu quả nguồn dầu béo Việt nam
+Là cơ sở cho sinh viên, NCS tiếp cận thực tế công nghệ sạch( không bả thải)
+Từ mô hình trên, có thể nhân rộng ra nhiều cơ sở để góp phần sản xuất nhiên liệu
có nguồn gốc sinh học trong cả nước
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
Phần III: Kết quả thực hiện đề tài:
III.1. Đề xuất thiết kế chế tạo thiết bị và xây dựng pilot sản xuất
BIODIESEL từ các lọai dầu thực vật Việt nam khác nhau có qui mô 100 kg sản
phẩm/ ngày.
III.1.1.THIẾT KẾ NỒI PHẢN ỨNG VỚI CÔNG SUẤT 50Kg DẦU/MẺ
A/ Tính thiết bị kiểu vỏ áo:
+ m
dầu mè
= 100 kg/ngày.1 ngày làm 2 mẻ, 1 mẻ 5 tiếng
 m = 50 kg dầu mè +16,3kg CH
3
OH + 4kg H
2
SO
4
=70,3kg/mẻ
3

058,0
5,869
50
mV ==
3
073,0
%80
m
hscday
=
Chọn H = 1m 
m
H
V
D 30,0
1
073,044
=
×
×
=
×
×
=
ππ

mmD 400
=
Chọn đáy Elip có gờ
D = 400 mm

h
b
= 100 mm
h = 25 mm
F =0,2 m
2
+ Tính bề dày:
Áp suất thủy tĩnh:
Hg ××= 
ρ
3
/5,869 mkg=
2
/81,9 smg =
mH 1=

795,8529=××= Hg
ρ
Ứng suất cho phép giới hạn bền
[ ]
η
δ
δ
×=
b
t
k
k
n
(XIII .1 – [2])

:
k
δ
ứng suất kéo
:
b
n
hệ số an toàn theo giới hạn bền
6,2=
b
n
(XIII .3 – [2])
t
k
δ
: chọn thép không rỉ X18H10T
2
/550 mmN
t
k
=
δ
chọn
1=
η
(XIII .2 – [2])
2
/54,2111
6,2
550

mmN
k
=×=
δ
Xét tỉ số:
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
509,2355995,0
795,8529
1054,211
6
>=×
×
=×
ϕ
ρ
δ
k
nên bỏ qua
ρ
ở mẫu số
 Bề dày tối thiểu:
mm
D
S
k
t
36
6

10.210.8
95.01054,2112
795,85294,0
2
'
−−
<=
×××
×
=
××
×
=
ϕδ
ρ
 Bề dày tối thiểu phụ thuộc vào đường kính:
D = 400mm  S’ = 6 mm ( Bảng 5 -4 HLV)
Bề dày thực: S = S’ + C
1
+ C
2
+ C
3
C
1
: đại lượng bổ sung do ăn mòn C
1
= 1 mm
C
2

: đại lượng bổ sung do bào mòn C
2
= 0
C
3
: đại lượng bổ sung do dung sai âm của chiều dày. C
3
= 0,6 mm
(Bảng XIII – 9[2])
S = 6 + 1 + 0 + 1 = 8 mm
Hình 2: Thiết bị phản ứng kiểu vỏ áo
III.1.2.CÁNH KHUẤY VÀ MOTOR
III.1.2.1: CHỌN VÀ TÍNH TOÁN CÁNH KHUẤY KIỂU CHÂN VỊT
có
mmmd
d
D
19019,0
1,2
4,0
1,2 ===⇒=
 chọn d = 300mm
Bề rộng cánh b = 0,05 × D = 0,05 × 0,4 = 0,02 m (Bảng IV – 2[1])
Số vòng quay n = 16,7 v/s (Bảng IV – 9 T1)
 Chuẩn số Reynol
1. nước ra
2. nước vào
3. H
2
SO

4
vào
4. nước nóng vào
5. nguyên liệu vào
6. nước nóng ra
7. sản phẩm
q
1
q q
2
t
1
t
T1
t
T2
t
2
δ
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
45,84313
10.5,15
3,07,165,869
Re
3
22
=
××

=
××
=
−
µ
dn
cp
m
SN
10001
2
=
×
3
10.5,15
−
=
µ
 Công suất tiêu tốn:
×××=
53
dnN
k
ξ
ρ
ξ
FrA
m
k
××= Re

Vì Re > 300 nên m = 0,
13,0
18
)45,84313lg(6,2
)lg(Re
−=
−
=
−
=
b
a
k
ρ
(T741[T1])
với a = 2,6; b =18 (Bảng IV – 5[T1])
A =0,985 (Bảng IV -1[1])
51,0
81,9
3,07,16
2
=
×
=
×
=
g
dn
Fr
(T 739 –[1])

KwWN
k
94,119,119375,8693,07,1621,121,151,0985,0
53
==×××=⇒=×=
ξ

 Công suất mở máy
Khi mở máy cần có công suất để thắng lực quán tính và lực ma sát
K = 0,387× a với a = 0,15 (T 735 –[1])
WndKN
g
25,5715,8697,163,015,0387,0
3535
=××××=×××= 

kwWNNN
gc
5,1215,1250925,5719,11937 ==+=+=
:
η
hiệu suất 0,6 ~ 0,7 chọn
7,0=
η
kw
N
N
c
dongco
9,17

7,0
5,12
===
η
. Chọn loại động cơ A02-71-2 có N=22kw
(Tr35-[T10])
III.1.3. CHẾ ĐỘ TRUYỀN NHIỆT( Tính theo nước)


Hình 3:Nguyên tắc truyền nhiệt (từ nước sang dung dịch)
H
2
O
Chọn p =2atm  119,6
o
C (bảng 57T10)
H
2
O
Dung dịch
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
Chọn
Ctttt
o
T
6,11636,1193
1111
=−=∆−=⇒=∆

Ct
o
m
1,118
2
6,1196,116
=
+
=
 r = 2205 kj/kg (Bảng 4 KTN)
 A = 118,1
o
C
Chọn chiều cao H = 1m
Kmw
Ht
r
A
n
./49,11229
13
10.2205
18804,204,2
2
4
3
4
1
=
×

××=
×∆
××=
α
2
1
/46,33688349,11229 mWtq
nn
=×=∆×=
α
Phía dung dịch
λ
µ
×
=
p
C
Pr
C
p
nhiệt dung riêng đẳng áp, J/kg.độ
:
λ
hệ số dẫn nhiệt của chất lỏng, W/m. độ
14,0
33,0
PrRe









×××=
t
m
CNu
µ
µ
:
t
µ
độ nhớt của chất lỏng ở nhiệt độ của bề mặt truyền nhiệt

:
µ
độ nhớt của chất lỏng ở nhiệt độ trung bình
C =0,36; m = 0,67
chọn
2
3
2
109,4110
m
sN
Ct
t
o

T
×
×=⇒=
−
µ
(T 102 – [1])
2
30
10.5,1150
2
7030
m
sN
Ct
m
×
=⇒=
+
=
−
µ
d: khối lượng riêng tương đối của chất lỏng, d = 0,895
t : nhiệt độ của chất lỏng
dokgJ
d
t
C
p
./89,1960
895,0

3250
5
9
886,1162532
5
9
886,11625
5,05,0
=






+××+
=






+××+
=

07,810
10.9,4
10.5,11
45,8431336,0

14,0
3
3
67,0
=








××=⇒
−
−
Nu
domW
D
NuD
Nu ./06,471
4,0
2326,007,810
2
=
×
=
×
=⇒
×

=
λ
α
λ
α
Chọn
domwChmkcal ./2326,02,0*163,1./2,0
0
===
λ
2
2
/6,28263)50110(06,471
2
mWtq
d
=−×=∆×=
α
%5%16
46,33688
6,2826346,33688
2
>=
−
=
−
n
d
n
q

qq
(loại)
:
 H
2
O
Chọn p =3atm  132,9
o
C (Bảng 57-[T10])
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
Chọn
Ctttt
o
T
9,12939,1323
1111
=−=∆−=⇒=∆
Ct
o
m
4,131
2
9,1329,129
=
+
=
 r = 2171 kj/kg (Bảng 4 KTN)
 A = 191

Chọn chiều cao H = 1m
domw
Ht
r
A
n
./44,11364
13
10.2171
19104,204,2
2
4
3
4
1
=
×
××=
×∆
××=
α
2
1
/33,34093344,11364 mWtq
nn
=×=∆×=
α
 Phía dung dịch
chọn
2

3
2
10.4,4120
m
sN
Ct
t
o
T
×
=⇒=
−
µ
(T 102 – [1])
2
30
10.5,1150
2
7030
m
sN
Ct
m
×
=⇒=
+
=
−
µ
dokgJ

d
t
C
p
./89,1960
895,0
3250
5
9
886,1162532
5
9
886,11625
5,05,0
=






+××+
=






+××+

=

37,822
10.4,4
10.5,11
45,8431336,0
14,0
3
3
67,0
=








××=⇒
−
−
Nu
domW
D
NuD
Nu ./2,478
4,0
2326,037,822
2

=
×
=
×
=⇒
×
=
λ
α
λ
α
2
2
/33474)50120(2,478
2
mWtq
d
=−×=∆×=
α
%582,1
33,34093
3347433,34093
2
<=
−
=
−
n
d
n

q
qq
(thoả)
Hệ số truyền nhiệt
mmm
3
10*88
−
==
δ
domw ./3,16=
λ
(bảng XII-7-[2])
54,374
2,478
1
3,16
10*8
44,11364
1
1
11
1
3
21
=
++
=
++
=

−
αλ
δ
α
k
Diện tích bề mặt truyền nhiệt
TB
q
Q
F =
Q: lượng nhiệt trao đổi giữa hai lưu thể
WttCGQ
dc
13,363)3070(89,1960
33600
50
)( =−××
×
=−××=
−
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
q
tb
=
665,33783
2
3347433,34093
2

=
+
=
+
ddn
qq
22
15015.0
665,33783
56,510
cmm
q
Q
F
TB
====
III.1.4.THIẾT BỊ NGƯNG TỤ KIỂU ỐNG LỒNG ỐNG
Theo định luật bảo toàn khối lượng
WGG
cđ
+=
G
đ
: lượng nguyên liệu vào, G
đ
= 70,3 kg/3h
G
c
:lượng sản phẩm sau phản ứng, G
c

= m
pha ester
+ m
pha glyxerin
G
c
= 50,13+18,45 =68,58 kg/3h
W:lượng hơi CH3OH bay lên, W = 70,3-68,58 =1,72 kg/3h = 0,57kg/h
Hình 4:Nguyên tắc truyền nhiệt (từ CH
3
OH sang nước lạnh)
Dòng lạnh (nước lạnh): t
đ
=22
o
C
t
c
= 32
o
C
Hơi CH
3
OH đi trong ống, nước đi ngoài ống.
Hiệu nhiệt độ trung bình giữa hai lưu thể
Hiệu số nhiệt độ lớn ∆t
1
= 65,4 - 22 = 43,4
o
C

Hiệu số nhiệt độ bé ∆t
1
= 65,4 - 32 = 33,4
o
C
Khi
229,1
4,33
4,43
2
1
<==
∆
∆
t
t
thì hiệu số nhiệt độ trung bình có thể tính theo trung bình cộng
C
tt
t
o
4,38
2
4,334,43
2
21
=
+
=
∆+∆

=∆
(CT V-9-[T2])
q
1
q q
2
t
1
t
T1
t
T2
t
2
H
2
O
δ
t
h
=65,4
o
C
CH
3
OH
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
Nhiệt độ trung bình của lưu thể lạnh

C
tt
t
o
cd
m
27
2
3222
2
=
+
=
+
=
Nhiệt tải
Q = W
CH3OH

r×
(Tr 273 nguye bin)
W
CH3OH
: lượng hơi Metylic cần ngưng tụ
r: ẩn nhiệt ngưng tụ của Metylic, r =262,2 kcal/kg (bảng I-212-[T1])
Q = 0,57+262,2 = 149,454 kcal/h = 173,81W.
Chế độ chuyển động của nước trong ống dẫn
 Chuẩn số Reynol

µ

ρω
××
=
td
d
Re
(CT V-36-[T2])
ω: tốc độ của dòng m/s. Chọn ω = 0,2 m/s (bảng II-2-[T1])
d
td
: kích thước hình học, chọn kích thước ống trong 25x2 mm, ống ngoài 38x2 mm
(Tr 19-[T5])

d
td
=
mmm
d
dD
021,021
29
2938
2222
==
−
=
−
D: đường kính trong của ống ngoài, m
d: đường lính ngoài của ống trong, m
ρ: khối lượng riêng của nước ở 27

o
C, kg/m
3
ρ =995,75 kg/m
3
(Bảng 4- [T10])
µ: độ nhớt động lực của nước kg.s/m
2
µ =
4
10.6,8
9880
8545,0
−
=
kg.s/m
2
(Bảng 6- [T10]).
35,48355
10.6,8
75,995021,02,0
Re
4
=
××
=
××
=
−
µ

ρω
td
d
Re >10.000  chế độ chảy rối.
 Chuẩn số Nusel được tính theo công thức
Nu=
25,043,08,0
1
)
Pr
Pr
(PrRe021,0
t
×××
ε
(CT 4.27 nguye bin)
ε
1
: hiệu số hiệu chỉnh tính đến chiều dài l và đường kính d của ống.
chọn l =1,5 m
1504,71
021,0
5,1
1
=→>==
ε
td
d
l
(bảng V-2-[T2])

Pr, Pr
t
: chuẩn số Pran của dòng tính theo nhiệt độ trung bình của dòng và của thành ống, Pr
= 5,97 ở 27
o
C (Bảng PL.16-[nguye bin])
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
Nu=
25,025,043,08,0
)
Pr
95,5
(188,253)
Pr
97,5
(95,535,48355021,0
tt
=××
 Hệ số cấp nhiệt được tính theo công thức
d
Nu
λ
α
×
=
λ: hệ số dẫn nhiệt của nước ở 27
o
C, W/m.độ.

λ = 0,526 kcal/m.h.độ = 0,526 ×1,163 =0,612 W/m.độ.
25,0
25,0
)
Pr
97,5
(62,7378
021,0
612,0)
Pr
97,5
(188,253
t
t
n
×=
××
=
α
Nhiệt tải riêng
tq
n
∆×=
α
Chọn t
T2
= 33
o
C Pr
t

= 4,865 (Bảng PL.16-[nguye bin])
Nu = 266,481
α = 7766 W/m
2
.
o
C
q
n
= 46596,08 W/m
2
.
Hệ số cấp nhiệt phía hơi Metylic ngưng tụ
4
32
15,1
Ht
gr
ng
×∆×
×××
×=
µ
λρ
α
W/m
2
.độ. (CT V-105-[T2])
λ = 0,204625 W/m.độ (Bảng I-130- [T1]).
ρ= 751 kg/m

3
(Bảng 4- [T10]).
µ = 3,4.10
-4
kg.s/m
2
(Bảng 6- [T10]).
r = 1097464,95 J/kg (Bảng I-212 - [T1]).
Chọn H =1m.
Chọn t
T1
= 38
o
C ∆t = 65,4 – 38 = 27,4
85,1767
14,2710.4,3
204625,081,975195,1097464
15,115,1
4
4
32
4
32
=
××
×××
×=
×∆×
×××
×=

−
Ht
gr
ng
µ
λρ
α

W/m
2
.độ
Nhiệt tải riêng
tq
ng
∆×=
α
= 1767,85 × 27,4 = 48438,97 W/m
2
.
Ta có
%5%8,3%100
97,48438
08,4659697,48438
%100 <=×
−
=×
−
ng
nng
q

qq
(thỏa)
Hệ số truyền nhiệt
ngn
K
αλ
δ
α
11
1
++
=
δ = 0,02 m
λ = 16,3 W/m.độ (Bảng XII-7-[T2]).
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày

8,1223
85,1767
1
3,16
002,0
7766
1
1
11
1
=
++

=
++
=
ngn
K
αλ
δ
α
W/m
2
.
o
C
Diện tích bề mặt truyền nhiệt
log
tK
Q
F
∆×
=
, m
2
18,38
4,33
4,43
ln
4,334,43
ln
2
1

21
log
=
−
=
∆
∆
∆−∆
=∆
t
t
tt
t

22
log
380038,0
18,388,1223
81,173
cmm
tK
Q
F =
×
=
∆×
=

III.1.5.THIẾT BỊ GIA NHIỆT CHUNG
III.1.6. HỆ CẤT CHÂN KHÔNG.

III.1.7. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA PILOT:
a/ Sơ đồ công nghệ:
Hình:5 Sơ đồ công nghệ.
b/ Diễn giải sơ đồ công nghệ và các bước vận hành pilot:
LO DAU
CK1
PU R
PHA 1
PHA 2
B1
B2
B3
B4
B5
B6
BCK
CK2
CK3
NL
THÔ
GL+XT+H2O
Nước thải
Trung hòa
SP BIODIESEL
BL
GLYCERIN
NA2 SO4
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày

1. Lò dầu: Dầu truyền nhiệt được chứa
trong nồi thép, bên ngòai có vỏ bảo ôn
(Phần thiết kế dưới đây). Lò được cấp
nhiệt bằng than đá. Bên trong có hệ
thống cấp nhiệt bằng điện để ổn định
nhiệt độ dầu, phòng trường hợp hết
than, chưa kịp cháy…được gắn với rơ le
nhiệt để điều khiển nhiệt độ theo chế độ
công nghệ. Dầu được bơm B1 bơm qua
vỏ áo của nồi phản ứng và nồi cất chân
không.
Sau khi dầu vào đầy vỏ áo của nồi phản ứng( nồi cất chân không), được trả về lò dầu
và tiếp tục lấy nhiệt cung cấp cho nồi phản ứng. Nhiệt độ của dầu được nâng lên tối đa là
130
o
C.
Nhiệt độ bắt đầu cho qua bình phản ứng ở vùng 70-90
o
C.
2. Nồi phản ứng (PU): Nồi phản ứng bằng inox, được chế tạo hai lớp: lớp trong chứa dầu
thực vật, lớp ngòai (vỏ áo) chứa dầu tải nhiệt, bằng inox chịu nhiệt và axít (phần thiết kế
dưới đây).
Dầu thực vật và Metanol
được bơm B2 bơm vào nồi
phản ứng theo số liệu cho
trước. Công suất tối đa của nồi
phản ứng là 150Kg/ mẻ. Tỉ lệ
metanol/ dầu là 15-20%.
Sau khi đã nạp liệu, máy
khuấy bắt đầu làm việc và nhiệt

độ dầu tải nhiệt đã đạt yêu cầu,
mở các van và bơm B1 để cho
dầu qua vỏ áo của nồi phản
ứng.
Khi nhiệt độ của nguyên
liệu trong nồi phản ứng đã đạt
40-60
o
C, mở bơm B3 để bơm
axít vào nồi phản ứng với vận
tốc 1lít (1,86kg)/giờ. Lượng
axít tùy theo từng lọai dầu, biến
thiên từ 1-1,5 lít cho một mẻ
50kg dầu.
Sau 03 giờ, tính từ thời điểm bắt đầu cung cấp axít vào nồi phản ứng, lấy mẫu đo độ
nhớt. Tiếp tục lấy mẫu sau mỗi giờ cho đến khi độ nhớt không đổi.
(Trong thực nghiệm, nếu tiếp tục tăng thời gian phản ứng sau 6-7 giờ, độ nhớt không thay
đổi nhiều.). Phản ứng kết thúc ở thời gian 5-6 giờ.
Bơm dầu
B1
Rơ le
nhiệt
Đồng hồ chỉ
nhiệt độ PH
B3- Bơm
axít
B2- Bơm
nguyên liệu
Máy
khuấy

Sinh hàn
Lò
than
Nồi dầu
Nồi phản ứng
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
Khóa bơm dầu, xả sản phẩm qua bình lắng BL.Tiếp tục cho nguyên liệu vào bình
phản ứng PU, và tiến hành phản ứng như trên.
Trong quá trình lắng trong thiết bị lắng BL, sản phẩm tách làm 2 pha: Pha dầu ở trên
và pha glyxerin, xúc tác ở dưới. Pha glyxerin được tách khỏi pha dầu, tiến hành trung hòa
để nhận glyxerin thô và Na
2
SO
4
. Phần dầu được đưa lên bình rửa R
3. Rửa biodiesel:
Nguyên tắc rửa như sau: Cho 100kg sản phẩm (Ester) vào bình rửa. Bơm nước muối
bảo hòa vào bình R theo tỷ lệ Dầu/nước muối = 1/ 2-2,5. Khuấy mạnh trong 30 phút, để
tách lớp, trả phần nước muối trở lại bồn chứa. Bơm nước sạch trong bồn chứa thứ 2 vào
bình rửa R với tỷ lệ như trên, khuấy mạnh trong 30 phút,
để lắng, trả nước về bồn chứa 2.
Tiếp tục cho nước sạch ( nước đã
xử lý) vào rửa như trên thêm 2-3
lần. Lúc này có thể thải trực tiếp ra
ngòai. Nước rửa trong hai bồn
chứa, sau một thời gian làm việc,
phải kiểm tra lại độ pH, nếu pH
quá thấp( 4-5) cần trung hòa trước

khi sử dụng.
Sau khi để lắng, sản
phẩm(ester) được đưa qua hệ
chưng cất chân không CK để tiến
hành chưng cất. Theo tiêu chuẩn
VN cũng như tiêu chuẩn của nhiều
nước khác, 90% thể tích cất có
nhiệt độ sôi dưới 360
o
C.
Phần còn lại được đưa qua
bơm B2 để tái phản ứng. Dây
chuyền cất chân không được giới
thiệu ở phần trước đây.
Nước vào
Nước ra
Máy
khuấy
Bình rửa R
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
4. Cất chân không:
Thiết bị cất chân không bao gồm nồi cất, hệ thống làm lạnh và ngưng tụ, bơm chân
không. Các tính tóan cho phần thiết bị này được trình bày ở phần tiếp theo.
Nồi cất: được chế tạo
bằng inox, hai lớp. Lớp trong
là nồi cất, lớp ngòai là vỏ áo
cấp nhiệt bằng dầu. Phía
trong nồi cất có gắn hệ cấp

nhiệt bằng điện trở để tăng
nhiệt cho phù hợp với nhiệt
độ sôi của phân đọan cao nhất
(C18-C20). Ở phần trên nồi
cất có đồng hồ đo chân
không, đồng hồ đo nhiệt độ
và kapilar cho không khí vào
để tạo hiện tượng giả sôi và
van cấp nguyên liệu.
Nồi cất
Hệ ngưng tụ
Bình chứa sản phẩm
Hệ cấp nhiệt
Máy lạnh sâu
Hệ thống rửa nhìn theo chiều ngang
Hệ thống rửa nhìn theo chiều dọc
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
Hệ thống làm lạnh: được chế tạo theo dạng ống
lồng trong bình nước lạnh ra vào liên tục. Để có thể hạn
chế tối đa sự thất thoát, đặc biệt khi chưng cất dung môi,
bên trong bình chứa sản phẩm có đặt một ống xoắn ruột
gà, cấp lạnh bằng một máy lạnh sâu, có thể đưa nhiệt độ
nước làm lạnh xuống khoảng -15
o
C.
Máy lạnh sâu: được thiết kế từ một giàn lạnh của
máy điều hòa nhiệt độ dân dụng của hãng National, có
công suất 0,75 KW. Buồng nước bằng inox có kích thước

0,7m x 1,25m x 0,3m.
Trong trường hợp cất biodiesel, nhiệt độ bay hơi
của sản phẩm cao nên không cần dùng máy lạnh sâu mà
chỉ cần cấp nước giải nhiệt bình thường. Độ thất thoát
trong trường hợp này được xác định khoảng 0,005%.
Bơm chân không: Hàng của Nhật, model: KRP
1800. Seri: 1974690384 với các tính năng sau:
- Công suất: 2.2 KW
- Tốc độ vòng quay: 430 vòng/phút
- Lưu lượng KK: 1500 lít/ phút.
- Chân không tối đa: 0,005 mmHg.
- Thể tích dầu CK: 5 lít.
III.1.8: DANH MỤC THIẾT BỊ của pilot:
STT HỆ THIẾT BỊ CHỨC NĂNG
KÍCH THƯỚC
SỐ
LƯỢNG
(Bộ)
GHI CHÚ
1. Nồi cấp nhiệt
(Bao gồm máy bơm dầu
chịu nhiệt độ cao, cặp
nhiệt điện, đồng hồ báo
và điều chỉnh nhiệt độ)
Cung cấp nhiệt cho lò
phản ứng đến 135
o
C.
L=0,78, d=1,2
01 Đốt bằng

than đá, có
hệ điện trở
dự phòng
2. Nồi phản ứng 1
Nồi phản ứng 2
(Bao gồm máy khuấy,
sinh hàn, máy bơm nước
làm lạnh sinh hàn, đồng
hồ báo nhiệt độ cho mỗi
nồi, Bơm axit, bơm nhập
L=0,6,d=0,65m
L=0,82,d=0,82
Thực hiện phản ứng
este hóa
01
01
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
liệu, thùng inox nhập
liệu)
3. Nồi rửa
Bao gồm máy khuấy
L=0,82.d=0,82
Rửa biodiesel
01 Có thể
chuyển đổi
thành nồi
phản ứng.
4. Bồn nhựa trong chứa

dung dịch rửa
(bao gồm máy bơm nước)
0,8m x 1,2m x 1,0m
( 1m
3
= 1000 lít)
Rửa sơ bộ, thu gom
dầu váng, xử lý PH
trước khi thải.
02 Nước
muối bảo
hòa và
nước sạch
5. Hệ chưng cất chân
không
( bao gồm nồi cất, hệ cấp
nhiệt, bơm dầu chịu nhiệt,
thanh đốt, rơle và đồng
hồ báo nhiệt độ, điều
chỉnh nhiệt độ, máy bơm
chân không, máy làm
lạnh sâu -15
o
C)
Chưng cất Biodiesel
theo TC Châu âu: 90%
ở 360
o
C
01 Sử dụng

cho 2 mục
đích:
-Loại DM
khỏi dầu
khi chiết
-Cất
Biodiesel.
6 Hệ thống xử lý nước cấp
( 01 bộ, có công suất
5m
3,
,bể lọc, vật liệu lọc)
Xử lý nước cấp cho
sinh hàn và rửa
biodiesel
01
Toàn cảnh pilot:
Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện KH&CN Việt nam năm 2007-2008:
Hòan thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ dầu thực vật Việt nam ở qui mô pilot
có công suất 100 Kg/ngày
III.2. Xác định các thông số công nghệ trên qui mô pilot đã chế tạo
III.2.1:NGHIÊN CỨU NGUYÊN LIỆU:
1. Nguyên liệu là dầu dừa thô, có độ axít cao, không xuất khẩu được, có màu vàng sáng đến
vàng nâu:
+ Tỷ trọng(35
o
C): 0,918
+ Chỉ số chiết quang( 35
0
C):1,4650

+ Chỉ số iod:10,5
+Chỉ số xà phòng: 246
+ Chỉ số axít: 69,42
+ Độ nhớt động học:45,48 mm
2
/s
2. Dầu gòn thô:Màu vàng, trong:
+ Tỉ trọng(35
0
C): 0,920
+ Chỉ số chiết quang( 35
0
C): 1,4650
+ Chỉ số Iod: 129
+ Chỉ số xà phòng:180
+ Chỉ số Axit: 190
+ Độ nhớt động học: 57,75 mm
2
/s
3. Dầu hạt cao su thô: màu đen sậm:
+ Tỉ trọng(35
0
C) 0,925
+ Chỉ số chiết quang( 35
0
C) 1,4704
+ Chỉ số Iod: 136,55
+ Chỉ số xà phòng: 193,15
+ Chỉ số Axit: 35,55
+ Độ nhớt động học:60,20 mm

2
/s
III.2.2.CHỌN CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ
2.1: Xúc tác:
Chúng tôi đã chọn xúc tác là H
2
SO
4
vì những lý do sau đây:
-Phản ứng không tạo ra sản phẩm xà phòng hoá.
-Phản ứng tạo nhiệt nên nhiệt cho phản ứng được giảm
-Sản phẩm sulfua hoá rất ít, nếu có cũng dễ dàng tách khỏi sản phẩm.XT nằm
ở pha glyxerin, sau phản ứng có thể tách ngay khỏi biodiesel.
-Dễ dàng trung hoà bằng NaOH để tạo ra H
2
O và Na
2
SO
4
- một chất dùng làm
khan khi loại nước khỏi biodiesel, có thể thu hồi và tái chế.
-Giá thành thấp, có thể sử dụng của Việt nam, không phải nhập.
-Hiệu suất phản ứng tương đương xúc tác nhập của hãng BASF(Báo cáo
Tổng kết năm 2005-2006)
2.2:Tỷ lệ các chất tham gia phản ứng:
a/Me-OH/VO
Theo lý thuyết, 3 mol alcohol và 1 mol triglyxerit cho ta 3 mol este, 1 mol glixerin.
Ngoài ra, tùy thuộc vào các loại dầu khác nhau, chất lượng khác nhau và sử dụng alcohol