Điều chế metyl este từ dầu ăn đã qua sử dụng bằng phương pháp nhiệt – xúc tác axit

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA SƢ PHẠM

ĐỀ TÀI:

ĐIỀU CHẾ METYL ESTE TỪ DẦU ĂN ĐÃ QUA SỬ DỤNG BẰNG
PHƯƠNG PHÁP NHIỆT – XÚC TÁC AXIT

Luận văn Tốt nghiệp
Ngành: Sƣ phạm

Tên ngành: Hóa học

GV hướng dẫn:

Sinh viên: Lê Thị Hương Lan

Thầy Nguyễn Mộng Hoàng

Lớp: Sư phạm Hóa K33
Mã số SV: 2071990

ần Thơ 2011


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện đề tài, tôi đã học hỏi đƣợc nhiều điều bổ ích và tích lũy

đƣợc nhiều kiến thức quý báu về lĩnh vực mà tôi nghiên cứu. Do đó, trong trang đầu tiên
của luận văn này tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:
Thầy Nguyễn Mộng Hoàng, đã trực tiếp hƣớng dẫn, tận tình chỉ bảo và tạo mọi điều
kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành tốt luận văn này.
Tất cả quý thầy cô Bộ môn Hóa Học – Khoa Sƣ Phạm, Trƣờng Đại Học Cần Thơ đã
giúp đỡ và đóng góp những ý kiến quý báu cho đề tài của tôi đƣợc hoàn thiện hơn.
Gia đình, thầy cô, bạn bè luôn động viên, hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình
thực hiện đề tài.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!

SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang i


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang ii


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang iii


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................... i
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN ..............................................................ii
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ............................................................... iii
MỤC LỤC ...................................................................................................................... iv
DANH SÁCH BẢNG ...................................................................................................viii
DANH SÁCH HÌNH ....................................................................................................viii
TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI ..................................................................................... ix
PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ........................................................................................... 1
2. CÁC GIẢ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI .......................................................................... 1
3. CÁC PHƢƠNG PHÁP VÀ PHƢƠNG TIỆN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI ....................... 2
a. PHƢƠNG PHÁP ............................................................................................. 2
b. PHƢƠNG TIỆN .............................................................................................. 2
4. CÁC BƢỚC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI ......................................................................... 2
PHẦN NỘI DUNG .......................................................................................................... 3
1.1 GIỚI THIỆU DIESEL............................................................................................ 3
1.2 GIỚI THIỆU BIODIESEL ..................................................................................... 5
1.2.1 Khái quát về biodiesel ................................................................................. 5

1.2.2 Ƣu và nhƣợc điểm của biodiesel ................................................................. 6
1.2.2.1 Ƣu điểm của biodiesel ................................................................... 6
1.2.2.2 Nhƣợc điểm của biodiesel ............................................................. 7
1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT BIODIESEL TRÊN THẾ GIỚI VÀ
TRONG NƢỚC ........................................................................................................... 8
1.3.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất biodiesel trên thế giới ............................. 8
1.3.2. Tình hình sử dụng dầu biodiesel trên thế giới ............................................. 9
1.4 CÁC NGUỒN NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIODIESEL Ở CÁC NƢỚC TRÊN
THẾ GIỚI .................................................................................................................. 11
1.5 CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ BIODIESEL ................................................. 14
1.5.1 Phƣơng pháp sấy nóng .............................................................................. 14
1.5.2 Phƣơng pháp pha loãng............................................................................. 14
1.5.3 Phƣơng pháp nhũ tƣơng hóa ..................................................................... 14
SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang iv


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

1.5.4 Phƣơng pháp crackinh .............................................................................. 15
1.5.5 Phƣơng pháp chuyển hóa este ................................................................... 15
1.6 DẦU THỰC VẬT .............................................................................................. 166
1.6.1 Khái niệm dầu thực vật ............................................................................. 16
1.6.2 Thành phần hóa học của dầu thực vật ....................................................... 16
1.6.3 Tính chất lý hóa cơ bản của các dầu thực vật ............................................ 18
1.7 SƠ LƢỢC VỀ NGUYÊN LIỆU DẦU ĂN ĐÃ QUA SỬ DỤNG ......................... 19
1.8 METYL ESTE .................................................................................................... 20

1.8.1 Định nghĩa ................................................................................................ 20
1.8.2 Phản ứng transeste hóa lipit ...................................................................... 20
1.8.2.1 Định nghĩa ................................................................................... 20
1.8.2.2 Các phƣơng pháp thực hiện phản ứng transeste hóa lipit.............. 20
1.8.2.3 Xúc tác sử dụng trong phản ứng transeste hóa ............................. 21
PHẦN THỰC NGHIỆM ................................................................................................ 25
2.1 PHƢƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU ......................................................................... 25
2.1.1 Dụng cụ và thiết bị .................................................................................... 25
2.1.2 Hóa chất ................................................................................................... 25
2.2 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ
METYL ESTE ........................................................................................................... 26
2.2.1 Quy trình điều chế metyl este từ dầu ăn đã qua sử dụng ............................ 26
2.2.2 Đánh giá chất lƣợng sản phẩm bằng phƣơng pháp sắc ký bản mỏng ......... 30
2.2.3 Tính hiệu suất điều chế metyl este .......................................................... .30
2.2.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình transeste hoá dầu ăn xúc tác
axit ........................................................................................................................ 32
2.2.3.1 Ảnh hƣởng của tỷ lệ mol metanol/dầu thải đến hiệu suất điều chế
metyl este .......................................................................................................... 32
2.2.3.2 Ảnh hƣởng của lƣợng xúc tác H2SO4 đến hiệu suất điều chế metyl
este .................................................................................................................... 32
2.2.3.3 Ảnh hƣởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất điều chế metyl
este .................................................................................................................... 33
2.2.3.4 Ảnh hƣởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất điều chế metyl
este .................................................................................................................... 34
SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang v


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

KẾT QUẢ - THẢO LUẬN ............................................................................................ 35
3.1 Ảnh hƣởng của tỷ lệ mol metanol/dầu thải đến hiệu suất điều chế metyl este
.............................................................................................................................. 35
3.2 Ảnh hƣởng của lƣợng xúc tác H2SO4 đến hiệu suất điều chế metyl este ....... 36
3.3 Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hiệu suất điều chế metyl este ........................... 38
3.4 Ảnh hƣởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất điều chế metyl este .......... 40
3.5 Điều kiện tốt nhất của quy trình điều chế metyl este từ dầu ăn đã qua sử dụng
dùng xúc tác axit .................................................................................................... 42
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ........................................................................................... 43
4.1 KẾT LUẬN ................................................................................................. 43
4.2 KIẾN NGHỊ ................................................................................................ 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 44
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 45

SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang vi


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật của dầu diesel ................................................................. 3
Bảng 1.2 Năng suất của một số loại cây có dầu .............................................................. 11
Bảng 1.3 Thành phần các axit béo của các loại dầu ........................................................ 17

Bảng 1.4 Đặc tính dầu thực vật ...................................................................................... 17
Bảng 1.5 Tính chất cơ bản của các dầu thực vật ............................................................. 18
Bảng 1.6 Thành phần các axit béo trong dầu ăn đã qua sử dụng. .................................... 19
Bảng 2.1 Thành phần phần trăm của các axit béo trong nguyên liệu dầu ăn đã qua sử
dụng ............................................................................................................................... 31
Bảng 3.1 Ảnh hƣởng của tỷ lệ mol metanol/dầu đến hiệu suất điều chế metyl este ......... 35
Bảng 3.2 Ảnh hƣởng của lƣợng xúc tác H2SO4 đến hiệu suất điều chế metyl este .......... 37
Bảng 3.3 Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hiệu suất điều chế metyl este .............................. 39
Bảng 3.4 Ảnh hƣởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất điều chế metyl este ............. 40

SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang vii


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

DANH SÁCH HÌNH
Hình 1.2 Cơ chế phản ứng transeste hóa xúc tác axit ...................................................... 22
Hình 1.3 Cơ chế phản ứng transeste hóa xúc tác bazơ .................................................... 23
Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của tỷ lệ mol metanol/dầu thải đến hiệu suất điều
chế metyl este ................................................................................................................ 35
Hình 3.2 Sắc ký bản mỏng thu đƣợc sau phản ứng thực hiện với từng lƣợng metanol khác
nhau, tƣơng ứng là 38, 42, 46, 50, 54 ............................................................................. 36
Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của tỷ lệ % (w/w) của xúc tác H2SO4 và dầu thải
đến hiệu suất điều chế metyl este ................................................................................... 37
Hình 3.4 Sắc ký bản mỏng thu đƣợc sau phản ứng thực hiện với từng tỷ lệ xúc tác khác
nhau, tƣơng ứng là 1, 2, 3, 4, 5. ...................................................................................... 38

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất điều chế
metyl este ....................................................................................................................... 39
Hình 3.6 Sắc ký bản mỏng thu đƣợc sau phản ứng thực hiện ở từng nhiệt độ khác nhau,
tƣơng ứng là 55oC, 65oC, 75oC, 85oC, 95oC.................................................................... 39
Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất điều chế
metyl este ....................................................................................................................... 41
Hình 3.8 Sắc ký bản mỏng thu đƣợc sau phản ứng thực hiện ở từng khoảng thời gian khác
nhau, tƣơng ứng là 8 giờ, 9 giờ, 10 giờ, 11 giờ, 12 giờ. .................................................. 41

SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang viii


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI
Dầu ăn đã qua sử dụng là một nguồn nhiên liệu tiềm năng mà trƣớc đây con ngƣời
không biết cách sử dụng. Mặt khác, lƣợng dầu ăn đã qua sử dụng của các nhà máy, các
hộ gia đình… lại không phải là nhỏ. Nếu con ngƣời không biết cách xử lý lƣợng dầu ăn
này đúng cách thì có thể ảnh hƣởng tới môi trƣờng.
Đề tài “Điều chế metyl este từ dầu ăn đã qua sử dụng bằng phƣơng pháp nhiệt –
xúc tác axit” nhằm nghiên cứu tận dụng nguồn dầu ăn đã qua chế biến để điều chế metyl
este. Đề tài đƣợc tiến hành ở quy mô phòng thí nghiệm nhằm tìm ra các điều kiện tốt
nhất của quá trình điều chế metyl este – một loại nhiên liệu đang đƣợc nghiên cứu và sử
dụng rất nhiều trên thế giới. Metyl este có tính chất tƣơng đƣơng với nhiên liệu dầu
diesel, nhƣng không phải đƣợc sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay mỡ động vật.
Quá trình điều chế metyl este đƣợc khảo sát bởi các yếu tố:

 Ảnh hƣởng của tỷ lệ mol metanol/dầu thải.
 Ảnh hƣởng của lƣợng xúc tác H2SO4.
 Ảnh hƣởng của nhiệt độ phản ứng.
 Ảnh hƣởng của thời gian phản ứng.

SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang ix


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

PHẦN MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Các hội nghị quốc tế hay khu vực trong thời gian qua đã đề cập rất nhiều đến vấn đề
an ninh năng lƣợng. Việc đảm bảo nguồn năng lƣợng dài hạn thay thế năng lƣợng hóa
thạch ngày càng trở nên cấp thiết nhất là khi dầu mỏ đang cạn dần và ngày càng trở nên
đắt đỏ. Theo dự báo của các nhà khoa học, đến khoảng năm 2050-2060 nếu không tìm
đƣợc những nguồn năng lƣợng mới thay thế, thế giới có thể lâm vào khủng hoảng năng
lƣợng nghiêm trọng. Sự gia tăng dân số, tăng trƣởng kinh tế kéo theo nhu cầu về năng
lƣợng ngày càng tăng, dẫn đến tình trạng môi trƣờng tự nhiên ngày một xấu đi. Hiện
tƣợng khí hậu toàn cầu đang nóng lên là một trong những thách thức lớn nhất của toàn
nhân loại trong thế kỷ này. Do vậy, nhiều quốc gia và các nhà khoa học đã quan tâm
nghiên cứu để sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học thân thiện với môi trƣờng. Trong
đó, phải kể tới metyl este, một loại dầu diesel sinh học (BioDiesel Fuel - BDF).
Một trong các hƣớng để điều chế metyl este là đi từ dầu thực vật phế thải (dầu ăn đã
qua sử dụng). Trong thành phần của dầu ăn chủ yếu gồm có các triglixerit, các axit béo tự
do và một số thành phần khác. Nếu ta thực hiện quá trình este hóa axit béo có trong dầu

với metanol thì ta sẽ thu đƣợc sản phẩm là metyl este.
Ở Việt Nam, số dầu ăn dƣ thừa sau khi chiên xào thức ăn thƣờng đƣợc xử lý bằng
cách đổ bỏ vào đƣờng cống thoát nƣớc. Thực ra, điều này không tốt vì nhƣ vậy thì nguồn
nƣớc sẽ bị ô nhiễm, ảnh hƣởng tới các nhà máy xử lý chất thải…và một phần nhiên liệu
tiềm năng đã bị mất đi.
Xuất phát từ tình hình trên, đề tài “Điều chế metyl este từ dầu ăn đã qua sử dụng
bằng phƣơng pháp nhiệt – xúc tác axit” nhằm nghiên cứu, tận dụng nguồn dầu ăn đã qua
chế biến để điều chế metyl este. Điều này không những giúp cải thiện vấn đề môi trƣờng
mà còn góp phần vào việc tìm ra các nguồn nhiên liệu mới, sạch và thân thiện với môi
trƣờng.

2. CÁC GIẢ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài gồm hai phần:


Phần lý thuyết:

Giới thiệu về diesel, biodiesel, ƣu và nhƣợc điểm của chúng, tình hình nghiên cứu
và sử dụng trên thế giới và tại Việt Nam. Giới thiệu về nguyên liệu dầu ăn đã qua sử
SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang 1


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

dụng. Tìm hiểu chung về metyl este và các phƣơng pháp sản xuất, từ đó chọn ra phƣơng
pháp phù hợp để thực hiện



Phần thực nghiệm:

Tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến phản ứng transeste hóa dầu ăn xúc
tác axit: metanol, xúc tác, thời gian phản ứng, nhiệt độ. Từ đó tìm ra điều kiện tốt nhất
cho phản ứng. Kiểm tra độ tinh khiết của sản phẩm điều chế đƣợc.

3. CÁC PHƢƠNG PHÁP VÀ PHƢƠNG TIỆN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
a. PHƢƠNG PHÁP
Tìm tài liệu có liên quan đến: dầu ăn đã qua sử dụng, phản ứng transete hóa giữa
dầu và metanol với xúc tác axit, dầu diesel sinh học,…
Mua nguyên liệu và làm khan dầu.
Thực hiện phản ứng transeste hóa với xúc tác axit.
Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến phản ứng transeste hóa xúc tác axit nhƣ: tỷ lệ
metanol, thời gian phản ứng, nhiệt độ, xúc tác.
Rửa và làm khô sản phẩm, chấm sắc ký bản mỏng kiểm tra độ tinh khiết của metyl
este điều chế đƣợc.
b. PHƢƠNG TIỆN


Máy vi tính



Mạng internet



Sách, tạp chí hóa học, tạp chí khoa học công nghệ.



Dụng cụ hóa chất trong phòng thí nghiệm hóa lý.

4. CÁC BƢỚC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
Đề tài thực hiện gồm 3 giai đoạn:


Giai đoạn 1: từ 09/08/2010 đến 30/09/2010

Nhận đề tài từ giáo viên hƣớng dẫn, tìm tài liệu có liên quan và hoàn thành đề
cƣơng chi tiết.


Giai đoạn 2: từ 01/10/2010 đến 30/03/2011

Tiến hành thực nghiệm điều chế metyl este. Sau khi điều chế, tiến hành đánh giá sản
phẩm thu đƣợc.


Giai đoạn 3: từ 01/04/2011 đến 15/05/2011

Viết đề tài và hoàn thành báo cáo luận văn tốt nghiệp

SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang 2

Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

PHẦN NỘI DUNG
1.1 GIỚI THIỆU DIESEL [15] [16]
Dầu diesel là một loại nhiên liệu lỏng, là sản phẩm tinh chế từ dầu mỏ có thành
phần chƣng cất nằm giữa dầu hỏa và dầu bôi trơn. Chúng thƣờng có nhiệt độ bốc hơi
175oC đến 370oC. Các nhiên liệu diesel nặng hơn, với nhiệt bốc hơi 315oC đến 425oC còn
gọi là dầu mazut (Fuel oil). Dầu diesel đƣợc đặt tên theo nhà sáng chế Rudolf Diesel.
Rudolf Diesel tên đầy đủ là Rudolf Christian Karl Diesel (1858 - 1913) là một nhà phát
minh và kỹ sƣ ngƣời Đức. Các thông số kỹ thuật của dầu diesel đƣợc trình bày ở bảng
dƣới đây:
Bảng 1.1 Các thông số kỹ thuật của dầu diesel
Các tiêu chuẩn chất lƣợng của nhiên liệu
diesel
1
2

Chỉ số cetan
Độ nhớt động học ở 20 °C
(đơn vị cSt: xenti-Stock)

Loại nhiên liệu diesel

Phƣơng pháp thử

DO 0,5%S

DO 1,0%S

 50

 45

ASTM D 976

1,8 ÷ 5,0

1,8 ÷ 5,0

ASTM D 445

3

Hàm lƣợng S (%)

≤ 0,5

≤ 1,0

ASTM D 2622

4

Độ tro (% khối lƣợng)

≤ 0,01

≤ 0,01

TCVN 2690–95

5

Hàm lƣợng nƣớc, tạp chất cơ học
(% V)

≤ 0,05

≤ 0,05

TCVN 2693–95

6

Nhiệt độ đông đặc, t °C

≤5

≤5

TCVN 3753–95

7

Tỷ số lƣợng không khí/lƣợng nhiên
liệu (A/F)

14,4

14,4

-

Từ năm 1893, động cơ diesel đƣợc phát triển trong nhà máy cơ khí Ausburg (sau
này là MNA AG) với sự tham gia về tài chính của công ty Friedrich Krupp. Năm 1897
mô hình động cơ diesel đầu tiên có thể hoạt động đƣợc hình thành. Ngày 1 tháng 1 năm
1898 nhà máy động cơ diesel Ausburg đƣợc thành lập, sau đó là diesel Engine Company
vào mùa thu năm 1900 tại London (Vƣơng quốc Anh). Tàu thủy đƣợc trang bị động cơ
SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang 3


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

diesel đầu tiên ra đời năm 1903. Năm 1908 động cơ diesel loại nhỏ đầu tiên, xe tải và đầu
tàu hỏa diesel đầu tiên đƣợc chế tạo. Động cơ diesel dùng cho ô tô đƣợc chế tạo hàng loạt
lần đầu tiên trong năm 1936 và đƣợc trang bị cho chiếc Mercedes–Benz 260-D.

SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang 4


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

1.2 GIỚI THIỆU BIODIESEL
1.2.1 Khái quát về biodiesel [9] [13]
Biodiesel hay còn gọi là dầu diesel sinh học – là một đề tài thu hút nhiều sự chú ý
của các nhà khoa học. Diesel sinh học là một loại nhiên liệu, có tính chất tƣơng đƣơng
với nhiên liệu dầu diesel, nhƣng không phải đƣợc sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật
hay mỡ động vật. Diesel sinh học nói riêng, hay nhiên liệu sinh học nói chung, là một loại
năng lƣợng tái tạo. Nó thƣờng đƣợc sử dụng nhƣ một phụ gia động cơ diesel dầu mỏ để
giảm bớt những khí độc oxit cacbon, những chất độc hydrocacbon từ những xe cộ đƣợc
vận hành bằng động cơ diesel.
Bản chất của biodiesel là metyl (hoặc etyl) este của axit béo. Theo tiêu chuẩn
ASTM (ASTM là tên viết tắt của Hiệp hội thử nghiệm và nguyên liệu Hoa Kỳ, American
Society for Testing & Materials) thì biodiesel đƣợc định nghĩa: “là các mono ankyl este
của các axit mạch dài có nguồn gốc từ các lipit có thể tái tạo lại như: dầu thực vật, mỡ
động vật, được sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ diesel”.
Tùy thuộc vào loại dầu và loại ancol sử dụng mà ankyl este có nhiều tên khác
nhau:
Nếu đi từ dầu cây đậu nành (soybean) và metanol thì ta thu đƣợc SME (soy methyl
esters). Đây là loại este thông dụng nhất đƣợc sử dụng tại Mỹ.
Nếu đi từ dầu cây cải dầu (rapeseed) và metanol thì ta thu đƣợc RME (rapeseed
methyl esters). Đây là loại este thông dụng nhất đƣợc sử dụng ở châu Âu.
Biodiesel bắt đầu đƣợc sản xuất khoảng giữa năm 1800, trong thời điểm đó ngƣời
ta chuyển hóa dầu thực vật để thu glixerol ứng dụng làm xà phòng và thu đƣợc các phụ
phẩm là metyl hoặc etyl este gọi chung là biodiesel. Ngày 10/08/1893 lần đầu tiên Rudolf
Diesel đã sử dụng biodiesel do ông sáng chế để chạy máy. Năm 1912, ông đã dự báo:
“Hiện nay, việc dùng dầu thực vật cho nhiên liệu động cơ có thể không quan trọng,
nhưng trong tương lai, những loại dầu như thế chắc chắn sẽ có giá trị không thua gì các
sản phẩm nhiên liệu từ dầu mỏ và than đá”. Trong bối cảnh nguồn tài nguyên dầu mỏ
đang cạn kiệt và những tác động xấu lên môi trƣờng của việc sử dụng nhiên liệu, nhiên

liệu tái sinh sạch trong đó có biodiesel đang ngày càng khẳng định vị trí là nguồn nhiên
liệu thay thế khả thi. Để tƣởng nhớ ngƣời đã có công đầu tiên đoán đƣợc giá trị to lớn của
biodiesel, Nation Board Biodiesel đã quyết định lấy ngày 10 tháng 8 hằng năm bắt đầu từ
năm 2002 làm ngày diesel sinh học quốc tế (International Biodiesel Day).
SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang 5


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

1.2.2 Ƣu và nhƣợc điểm của biodiesel [10]
1.2.2.1 Ưu điểm của biodiesel
Về mặt môi trƣờng
 Giảm lƣợng phát thải khí CO2, do đó giảm đƣợc lƣợng khí thải gây ra hiệu ứng
nhà kính.
 Không có hoặc chứa rất ít các hợp chất của lƣu huỳnh (dƣới 0,001% so với đến
0,2% trong dầu Diesel)
 Hàm lƣợng các hợp chất khác trong khói thải nhƣ: CO, SO2, hydrocacbon chƣa
cháy, bồ hóng giảm đi đáng kể nên có lợi rất lớn đến môi trƣờng và sức khoẻ con ngƣời.
 Không chứa hydrocacbon thơm nên không gây ung thƣ.
 Có khả năng tự phân huỷ và không độc (phân huỷ nhanh hơn diesel 4 lần, phân
huỷ từ 85  88% trong nƣớc sau 28 ngày).
 Giảm ô nhiễm môi trƣờng nƣớc và đất.
 Giảm sự tiêu dùng các sản phẩm dầu mỏ.
Về mặt kỹ thuật
 Có chỉ số cetan cao hơn diesel.
 Biodisel rất linh động có thể trộn với diesel theo bất kì tỉ lệ nào.

 Biodiesel có điểm chớp cháy cao hơn diesel, đốt cháy hoàn toàn, an toàn trong tồn
chứa và sử dụng.
 Biodiesel có tính bôi trơn tốt. Ngày nay để hạn chế lƣợng SO2 thải ra không khí,
ngƣời ta hạn chế tối đa lƣợng lƣu huỳnh trong dầu diesel. Nhƣng chính những hợp chất
lƣu huỳnh lại là những tác nhân giảm ma sát của dầu diesel. Do vậy dầu diesel có tính bôi
trơn không tốt và đòi hỏi việc sử dụng thêm các chất phụ gia để tăng tính bôi trơn. Trong
thành phần của biodiesel có chứa oxi. Cũng giống nhƣ lƣu huỳnh, oxi có tác dụng giảm
ma sát. Cho nên biodiesel có tính bôi trơn tốt.
 Do có tính năng tƣợng tự nhƣ dầu diesel nên nhìn chung khi sử dụng không cần
cải thiện bất kì chi tiết nào của động cơ (riêng đối với các hệ thống ống dẫn, bồn chứa
làm bằng nhựa ta phải thay bằng vật liệu kim loại)
Về mặt kinh tế
 Sử dụng nhiên liệu biodiesel ngoài vấn đề giải quyết ô nhiễm môi trƣờng nó còn
thúc đẩy ngành nông nghiệp phát triển, tận dụng tiềm năng sẵn có của ngành công nghiệp
nhƣ dầu phế thải, mỡ động vật, các loại dầu khác ít có giá trị sử dụng trong thực phẩm.
SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang 6


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

 Đồng thời đa dạng hoá nền nông nghiệp và tăng thu nhập ở vùng miền nông thôn.
 Hạn chế nhập khẩu nhiên liệu diesel, góp phần tiết kiệm cho quốc gia một khoảng
ngoại tệ lớn.
1.2.2.2 Nhược điểm của biodiesel
Biodiesel có nhiệt độ đông đặc cao hơn diesel một ít gây khó khăn cho các nƣớc có
nhiệt độ vào mùa đông thấp. Tuy nhiên đối với các nƣớc nhiệt đới, nhƣ Việt Nam chẳng

hạn thì ảnh hƣởng này không đáng kể.
Việc sử dụng nhiên liệu chứa nhiều hơn 5% biodiesel có thể gây nên những vấn đề
sau: ăn mòn các chi tiết của động cơ và tạo cặn trong bình nhiên liệu do tính dễ bị oxi hóa
của biodiesel; làm hƣ hại nhanh các vòng đệm cao su do sự không tƣơng thích của
biodiesel với chất liệu làm vòng đệm.
Biodiesel có khả năng hấp phụ nƣớc nên cần những biện pháp bảo quản đặc biệt để
tránh tiếp xúc với nƣớc. Biodiesel không bền rất dễ bị oxi hóa nên gây nhiều khó khăn
trong việc bảo quản. Theo khuyến cáo thì không nên sử dụng B20 sau 6 tháng bảo quản
trong khi hạn sử dụng của dầu diesel thông thƣờng có thể lên đến 5 năm.
Bên cạnh đó, để sản xuất biodiesel ở quy mô lớn cần phải có một nguồn nguyên liệu
dồi dào và ổn định. Việc thu gom dầu ăn phế thải không khả thi lắm do số lƣợng hạn chế,
lại phân tán nhỏ lẻ. Những nguồn nguyên liệu có thể chế biến thành dầu ăn (hƣớng
dƣơng, cải dầu, cọ…) thì giá thành cao, sản xuất biodiesel không kinh tế. Bên cạnh đó,
diện tích đất nông nghiệp cho việc trồng cây lấy dầu ăn là có hạn. Để giải quyết bài toán
nguyên liệu này, trên thế giới đang có xu hƣớng phát triển những loại cây lấy dầu có tính
công nghiệp nhƣ cây dầu mè (jatropha curcas), hoặc những loại cho năng suất cao nhƣ
tảo.
Tuy biodiesel có một số nhƣợc điểm kể trên, nhƣng với những ƣu điểm vƣợt trội
của mình thì biodiesel xứng đáng để trở thành một trong những loại nhiên liệu của tƣơng
lai.

SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang 7


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT BIODIESEL TRÊN THẾ
GIỚI VÀ TRONG NƢỚC
1.3.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất biodiesel trên thế giới [12]
Do việc sử dụng nhiên liệu diesel dầu mỏ là phổ biến nên trong một thời gian dài
tại một số nƣớc, ngƣời ta không sử dụng dầu thực vật làm nhiên liệu trực tiếp cho các
động cơ đốt trong.
Trong những năm 1920, 1930 và sau đó là những năm chiến tranh thế giới lần thứ
II xảy ra, các nƣớc nhƣ Bỉ, Pháp, Anh, Bồ Đào Nha, Đức, Brazil, Argentina, Nhật, Trung
Quốc đã gián tiếp kiểm tra và sử dụng dầu thực vật nhƣ là nhiên liệu diesel. Nhiều nhà
máy biodiesel đã đƣợc xây dựng ở các nƣớc.
Ngày 31/8/1937, tại trƣờng Đại học Brussel (Bỉ), G.Chavanne đã sớm nhận đƣợc
bằng sáng chế (bằng sáng chế Bỉ - 422,877) về việc lần đầu tiên cho dầu thực vật phản
ứng với etanol, metanol và đó chính là biodiesel hiện nay. Phản ứng tạo biodiesel không
có gì phức tạp và loại nhiên liệu này có những ƣu điểm nhƣ: thân thiện với môi trƣờng do
khí thải ít hơn khi sử dụng diesel thông thƣờng, lƣợng cacbon đioxit thải ra giảm đƣợc
60%, bụi giảm khoảng 50%, các hợp chất hydrocacbon đƣợc giảm thiểu đến 40%, đặc
biệt nó hầu nhƣ không chứa lƣu huỳnh, không độc và dễ dàng phân huỷ sinh học
(biodegradable). Qua việc chuyển đổi este này, dầu biodiesel có độ nhớt thấp hơn dầu
thực vật và có thể dùng làm nhiên liệu thay thế cho dầu diesel. Gần đây, năm 1977 tại
Brazil, các nhà khoa học đã sử dụng etanol trong sản xuất biodiesel và có bằng sáng chế
theo những quy chuẩn quốc tế dùng cho xe máy. Hiện nay công ty Tecbio (Mỹ) đang làm
việc với hãng Boeing và NASA để đƣợc chấp nhận loại dầu lửa sinh học (bio - kerosene)
tƣơng đƣơng với các sản phẩm đƣợc sản xuất bởi các nhà khoa học Brazil. Việc sử dụng
etanol thay vì metanol trong sản xuất biodiesel cũng có thể gây nên nạn thiếu lƣơng thực
khi nhiều lƣơng thực đƣợc sử dụng để sản xuất etanol mà chƣa tìm ra loại vi sinh vật lên
men etanol từ các nguyên liệu khác.
Những nghiên cứu sử dụng dầu hƣớng dƣơng để tạo ra nhiên liệu diesel tiêu chuẩn
đã đƣợc thực hiện tại Nam Phi từ năm 1979 và năm 1983, quy trình sản xuất đã đƣợc
hoàn thiện. Một công ty của Áo (Gaskoks) đã sử dụng những thành quả đạt đƣơc từ Nam
Phi, lần đầu tiên, vào tháng 11/1987, nhà máy pilot thực vật biodiesel với công suất

30.000 tấn/năm đƣợc xây dựng, đến năm 1989, cho ra sản phẩm. Trong suốt những năm
90 của thế kỷ 20, nhiều nƣớc Châu Âu nhƣ Cộng Hòa Czech, Đức, Thụy Điển, Pháp đã
SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang 8


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

có nhiều cơ sở sản xuất biodiesel từ dầu hạt cải dầu để pha trộn vào dầu diesel tới 30%
cho các phƣơng tiện vận tải. Các hãng ô tô nổi tiếng nhƣ Renault, Peugeot và các động cơ
của các phƣơng tiện vận chuyển hàng hoá khác sử dụng biodiesel tới 50%. Năm 1998,
học viện Biofuels của Áo đã thực hiện các dự án biodiesel với 21 quốc gia và hiện nay đã
có nhiều trạm biodiesel ở Châu Âu đƣợc xây dựng để cung cấp cho ngƣời sử dụng.
Tại Mỹ, năm 2005, bang Minnesota đã trở thành bang đầu tiên ở Mỹ đƣợc uỷ
quyền bán toàn bộ nhiên liệu diesel chứa biodiesel. Hiện nay ở trên thế giới đã có những
nƣớc dùng tới 100% biodiesel chạy ô tô, và các phƣơng tiện vận tải.
Biodiesel cũng có thể dùng làm nhiên liệu đốt trong gia đình, tại Anh ngƣời ta cho
rằng biodiessel sẽ là nhiên liệu đốt cho tƣơng lai. Kết quả này đã đƣợc đƣa ra từ các thí
nghiệm do Andrew J.Robertson thực hiện khi dùng biodiesel để đun nấu. Trong khi đó, ở
triển lãm biodiesel tại Anh (2006), Andrew J.Robertson đã cho ra đời quyển sách kỹ
thuật, trong đó tác giả cho biết rằng, sản phẩm B20 biodiesel sẽ là làm giảm CO2 thải ra
đến 1,5 triệu tấn/năm và chỉ cần khoảng 330.000 ha đất trồng trọt cho việc trồng cây có
dầu để sản xuất biodiesel làm dầu đốt. Theo ƣớc tính của Cục Thông tin Năng lƣợng Mỹ
và Bộ Năng lƣợng Mỹ, thì để đáp ứng nhiên liệu diesel và dầu đốt ở gia đình, ƣớc tính,
nƣớc Mỹ phải sản xuất khoảng 24 tỷ pounds (11 tỷ tấn) hoặc 3 tỷ gallon (0,011 km3) dầu
thực vật và 12 tỷ pounds (5,3 tỷ tấn) nhiên liệu từ mỡ động vật. Theo Sperbeck, Jack.
(Đại học Minnesota- 2001, 2007) - sản xuất biodiesel toàn cầu đang vƣơn tới mục tiêu

đạt khoảng 85% biodiesel đƣợc sử dụng trong các phƣơng tiện vận tải. Và, điều đó sẽ
mang lại nhiều lợi nhuận cho các nông hộ nghèo từ việc tạo ra nguyên liệu cho sản xuất
biodiesel, đặc biệt là các nông hộ trồng thầu dầu.
1.3.2 Tình hình sử dụng dầu biodiesel trên thế giới [12]
Theo xu hƣớng thế giới, ngƣời ta sẽ trộn biodiesel vào thành phần diesel từ 5 
30%.
* Ở châu Âu theo chỉ thị 2003/30/EC của EU mà theo đó từ ngày 31 tháng 12 năm
2005 ít nhất là 2% và cho đến 31 tháng 12 năm 2010 ít nhất là 5,75% các nhiên liệu dùng
để chuyên chở phải có nguồn gốc tái tạo. Tại Áo, một phần của chỉ thị của EU đã đƣợc
thực hiện sớm hơn và từ ngày 1 tháng 11 năm 2005 chỉ còn có dầu diesel với 5% có
nguồn gốc sinh học (B5) là đƣợc phép bán.
* Tại Australia, đã sử dụng B20 và B50 vào tháng 2 năm 2005.
* Tại Mỹ năm 2005, đã sử dụng B20.
SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang 9


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

* Tại Thái Lan trong năm 2006, sử dụng B5 tại Chiangmai và Bangkok.
* Tại Việt Nam, Petro Việt Nam đã có kế hoạch đƣa 10% biodiesel (B10) vào
thành phần diesel để lƣu thông trên thị trƣờng.
Việt Nam chúng ta đang gặp những khó khăn về nhiên liệu. Giá dầu và khí đốt
tăng liên tục. Ngoài các sản phẩm dầu mỏ thì chƣa có một nghiên cứu nào về biodiesel.
So với các nƣớc, bây giờ chúng ta mới nói đến nhiên liệu sinh học thì đã quá muộn. Tuy
nhiên, theo PGS Chu Tuấn Nhạ, Chủ tịch Hội đồng Chính sách và Công nghệ Quốc gia
thì “Dù muộn vẫn phải phát triển nhiên liệu sinh học”(26/10/2007). Trong sản xuất

biodiesel, Việt Nam có nhiều thuận lợi, vì chúng ta có nhiều loại cây có dầu. Loại cây mà
cả thế giới “tín nhiệm“ nhƣ thầu dầu (giống jatropha) thì Việt Nam không thiếu, bên cạnh
đó còn có các cây có dầu nhƣ: gai dầu, sở, trẩu, cây đen, vừng, lạc, dừa... nhƣng cái khó
là chúng ta chƣa có một chủ trƣơng đúng đắn, rõ ràng. Cũng có tác giả đề xuất dùng cây
dầu mè jatropha curcas, dùng mỡ cá ba sa để sản xuất nhiên liệu sinh học và theo tác giả
Lê Võ Định Tƣờng (2007), hiện đã có một số công ty của Pháp, Singapo đang có dự định
hợp tác với Việt Nam trồng cây dầu mè, nhƣng cần có những điều tra nghiên cứu thêm,
bởi chi dầu mè có tới 175 loài mà ở Việt Nam chƣa có một số liệu nào về loài có ƣu thế
về hàm lƣợng, chất lƣợng dầu.
Nghệ An cũng có nhiều loại cây lấy dầu. Riêng cây thầu dầu mọc hoang rải rác ở
nhiều nơi, cũng có nơi trồng bờ rào nhƣng chẳng mấy ngƣời quan tâm. Trong giai đoạn
khan hiếm nhiên liệu nhƣ hiện nay, tỉnh cần có kế hoạch cho điều tra, tìm kiếm loài có
hàm lƣợng dầu cao để trồng, bởi nó dễ trồng và đất hoang hoá có thể phủ xanh bằng cây
này vừa thu dầu cho sản xuất biodesel vừa góp phần làm sạch môi trƣờng không khí nhờ
khả năng quang hợp mạnh của chúng. Sử dụng nguyên liệu cung cấp cho chế biến
biodiesel chính là lợi dụng khả năng quang hợp của thực vật đã biến đổi năng lƣợng ánh
sáng thành năng lƣợng hoá học - một dạng năng lƣợng sạch. Sự tích luỹ năng lƣợng trong
các liên kết hoá học là kết quả của việc đồng hoá cacbon đioxit tạo ra cacbon hydrat rồi
từ đó tạo ra chất béo nhờ xúc tác của các enzim đặc hiệu. Bên cạnh đó, cũng nhƣ các loài
cây xanh khác, khi trồng nhiều những cây lấy dầu, nó còn góp phần quan trọng trong việc
làm giảm khí nhà kính (greenhouse gases).

SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang 10


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

1.4 CÁC NGUỒN NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIODIESEL Ở CÁC NƢỚC
TRÊN THẾ GIỚI [9]
Trên thực tế, ngƣời ta đã và đang nghiên cứu gần nhƣ tất cả những nguồn dầu, mỡ
có thể sử dụng để sản xuất biodiesel. Việc lựa chọn loại dầu thực vật hoặc mỡ động vật
nào phụ thuộc vào nguồn tài nguyên sẵn có và điều kiện khí hậu cụ thể của từng vùng.
Tại các nƣớc Châu Âu, cây cải dầu (Brassica napus) với hàm lƣợng dầu cao (40%
đến 50%) đƣợc xem là cây thích hợp cho việc sử dụng làm nguyên liệu sản xuất
biodiesel. Đầu đƣợc ép ra từ hạt cải dầu, phần còn lại dùng làm thức ăn cho gia súc.
Trong một phản ứng giữa dầu cải và metanol có sự hiện diện của chất xúc tác, metyl este
của axit béo đƣợc tạo thành và thu lại glixerol. Năm 2006, ở Đức trồng 1,2 triệu ha cải
dầu và sản xuất đƣợc khoảng 2 triệu tấn. Trong tƣơng lai sẽ còn có nhiên liệu sinh khối
lỏng (liquid biomass) thay vì dầu thực vật, lúc đó sẽ sử dụng toàn bộ khối lƣợng của cây
nhƣ là nguồn cung cấp năng lƣợng. Những thử nghiệm đầu tiên với nhiên liệu sinh tổng
hợp này đã đƣợc tiến hành từ tháng 4/2003 ở Đức. Loại nhiên liệu này đƣợc sản xuất từ
gỗ và các loại sinh khối khác, mà ngƣời ta gọi là Sundiesel. Ngoài ra, cũng còn phải nhắc
đến các lựa chọn khác thích hợp cho diesel sinh học nhƣ có thể sử dụng nhiên liệu dầu
thực vật trực tiếp không cần phải chuyển đổi este. Tùy theo loại động cơ mà phải thay đổi
một số thông số cho động cơ diesel để điều chỉnh các tính chất vật lý khác đi cho thích
ứng.
Trên thế giới, có nhiều loại cây có dầu có thể lựa chọn giống cây phù hợp với điều
kiện tự nhiên của từng vùng (xem bảng dƣới đây).
Bảng 1.2 Năng suất của một số loại cây có dầu
Giống cây

Kg dầu/ha

Giống cây

Kg dầu/ha

Gai dầu

305

Thầu dầu

440

Hạt bông

273

Đậu tƣơng

375

Vừng

585

Hƣớng dƣơng

800

Lạc

890

Dừa

2,260

Cọ dầu

5,000

Tảo

6,894

SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang 11


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

Ở Trung Quốc ngƣời ta sử dụng cây cao lƣơng và mía để sản xuất biodiesel. Cứ 16
tấn cây cao lƣơng có thể sản xuất đƣợc 1 tấn cồn, phần bã còn lại còn có thể chiết xuất
đƣợc 500 kg biodiesel. Ngoài ra, Trung Quốc còn nghiên cứu phát triển khai thác một
loại nguyên liệu mới - tảo. Khi nghiên cứu loại dầu sinh học từ tảo thành công và đƣợc
đƣa vào sản xuất, quy mô sản xuất loại dầu này có thể đạt tới hàng chục triệu tấn. Theo
dự tính của các chuyên gia, đến năm 2010, Trung Quốc sẽ sản xuất khoảng 6 triệu tấn
dầu nhiên liệu sinh học. Giống Trung Quốc, Mỹ cũng vận dụng công nghệ sinh học hiện
đại nhƣ nghiên cứu gien đã thực hiện tại phòng thí nghiệm năng lƣợng tái sinh quốc gia
tạo đƣợc một giống tảo mới có hàm lƣợng dầu trên 60%, một mẫu có thể sản xuất đƣợc
trên 2 tấn dầu diesel sinh học.

Các nƣớc Tiểu Vƣơng quốc Ảrập Thống Nhất thì sử dụng dầu jojoba, một loại dầu
đƣợc sử dụng phổ biến trong mỹ phẩm để sản xuất biodiesel.
Đối với khu vực Đông Nam Á, các nƣớc Thái Lan, Inđônêxia, Malaysia cũng đã đi
trƣớc nƣớc ta một bƣớc trong lĩnh vực nhiên liệu sinh học. Nhƣ ở Thái Lan, hiện sử dụng
dầu cọ và đang thử nghiệm hạt cây jatropha, cứ 4 kg hạt jatropha ép đƣợc 1 lít diesel sinh
học tinh khiết 100%, đặc biệt loại hạt này không thể dùng để ép dầu ăn và có thể mọc
trên những vùng đất khô cằn, cho nên giá thành sản xuất sẽ rẻ hơn so với các loại hạt có
dầu truyền thống khác. Bộ Năng Lƣợng Thái Lan này cũng đặt mục tiêu, đến 2011, lƣợng
diesel sinh học sẽ đạt 3% (tƣơng đƣơng 2,4 triệu lít/ngày) tổng lƣợng diesel tiêu thụ trên
cả nƣớc và năm 2012, tỷ lệ này sẽ đạt 10% (tƣơng đƣơng 8,5 triệu lít/ngày).
Indonesia thì ngoài cây cọ dầu, cũng nhƣ Thái Lan, Indonesia còn chú ý đến cây
có dầu khác là jatropha. Indonesia đặt mục tiêu đến năm 2010, nhiên liệu sinh học sẽ đáp
ứng 10% nhu cầu năng lƣợng trong ngành điện và giao thông vận tải.
Do chi phí cho việc trồng cây nhiên liệu lấy dầu rất thấp, hơn nữa chúng lại rất sẵn
trong tự nhiên nên trong tƣơng lai, diesel sinh học có thể đƣợc sản xuất ra với chi phí
thấp hơn nhiều so với diesel lấy từ dầu mỏ. Tuy nhiên bài toán nguyên liệu đặt ra là:
“Diesel sinh học cũng có thể làm thay đổi nhu cầu đối với đất nông nghiệp”, Trevor
Price, một chuyên gia môi trƣờng tại Đại học Glamorgan (xứ Wales, Anh), nhận định.
Diesel sinh học có thể giải quyết đƣợc bài toán hiệu ứng nhà kính và sự cạn kiệt của
nhiên liệu hóa thạch, nhƣng dẫu sao nó vẫn cần rất nhiều đất. Các cánh rừng nhiệt đới có
thể bị đốt để trồng cọ, đậu tƣơng và những cây lấy dầu khác. Nhiều quốc gia sẽ phải lựa

SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang 12


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

chọn giữa nhiên liệu và thực phẩm". Vì lý do này mà ở nhiều quốc gia đã sử dụng nguồn
nguyên liệu là mỡ các loại động vật ít có giá trị về mặt kinh tế để sản xuất biodiesel.
Tại An Giang, đề tài nghiên cứu khoa học của ông Hồ Xuân Thiên cùng một số
cán bộ kỹ thuật thuộc Công ty Cổ phần Xuất Nhập khẩu Thủy sản An Giang (AGIFISH)
nghiên cứu công nghệ sản xuất biodiesel từ mỡ cá tra, cá ba sa hiện đang đƣợc áp dụng ở
các công ty trong khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long nhƣ: công ty AGIFISH, công ty
MINH TÚ, và các cở sở sản xuất nhỏ lẻ khác… Nƣớc ta đặt mục tiêu đến năm 2020 
2025 phải sản xuất đƣợc 4,5  5 triệu tấn (xăng, diesel pha cồn và biodiesel), chiếm 20%
nhu cầu xăng dầu cả nƣớc.

SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang 13


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

1.5 CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ BIODIESEL [2] [11]
Việc sử dụng trực tiếp dầu thực vật và mỡ làm nhiên liệu cho động cơ diesel gặp
những khó khăn nhƣ quá trình hóa hơi nhiên liệu ở nhiệt độ thấp kém gây trở ngại cho
quá trình khởi động, quá trình cháy không hoàn toàn dẫn đến giảm công suất của động
cơ, độ nhớt cao làm nghẽn hệ thống lọc gió, gây khó khăn cho hệ thống phun nhiên liệu.
Dầu thực vật và đặc biệt là mỡ động vật có độ nhớt cao gấp khoảng 11  17 lần so với
nhiên liệu diesel. Để giảm độ nhớt của dầu và mỡ thì có thể sử dụng một trong các
phƣơng pháp sau:
1.5.1 Phƣơng pháp sấy nóng
Độ nhớt sẽ giảm khi nhiệt độ tăng. Tuy nhiên phƣơng pháp này không hiệu quả vì

để dầu thực vật và mỡ đạt đƣợc độ nhớt cần thiết cho nhiên liệu diesel thì đòi hỏi nhiệt độ
khá cao (ví dụ nhƣ đối với dầu Canola ở nhiệt độ môi trƣờng thì độ nhớt của nó gấp 12
lần so với nhiên liệu diesel, ở nhiệt độ 80oC thì độ nhớt vẫn còn gấp 6 lần so với nhiên
liệu diesel), hơn nữa hệ thống gia nhiệt cho dầu không thể duy trì mãi khi động cơ không
hoạt động điều đó làm cho dầu sẽ bị đông lại đặc biệt là vào mùa đông, trƣớc khi khởi
động dầu cần phải đƣợc đốt nóng điều đó gây ra những bất tiện cho ngƣời lái xe.
1.5.2 Phƣơng pháp pha loãng
Phƣơng pháp pha loãng là một trong những phƣơng pháp đơn giản làm giảm độ
nhớt và tăng chỉ số cetan, có thể sử dụng nhiên liệu diesel để làm môi chất pha loãng. Pha
loãng dầu hoặc mỡ với nhiên liệu diesel theo tỷ lệ nào đó ta thu đƣợc hỗn hợp nhiên liệu
mới, hỗn hợp này đồng nhất và bền vững. Các tỷ lệ dầu : diesel là 1 :10 và 2 : 10 đem lại
hiệu quả tốt nhất về độ nhớt và các tính chất ở nhiệt độ thấp của hỗn hợp.
1.5.3 Phƣơng pháp nhũ tƣơng hóa
Phƣơng pháp nhũ tƣơng hóa có thể khắc phục nhƣợc điểm độ nhớt cao của dầu và
mỡ bằng dung môi là rƣợu. Nhiên liệu ban đầu là dầu mỡ động thực vật, rƣợu và chất tạo
sức căng bề mặt với thiết bị tạo nhũ có thể tạo ra nhũ tƣơng dầu mỡ – rƣợu, trong đó các
hạt rƣợu có kích thƣớc hạt khoảng 150 nm đƣợc phân bố đều trong nhũ tƣơng. Nhiên liệu
thu đƣợc có độ nhớt tƣơng đƣơng diesel, tỷ lệ rƣợu càng lớn thì độ nhớt nhũ tƣơng càng
giảm. Tuy nhiên, lúc đó dễ tạo ra các hạt nhũ tƣơng nhỏ, khả năng phân lớp tăng lên làm
nhũ tƣơng kém đồng nhất do đó cần có biện pháp bảo quản thích hợp. Nhiệt độ hóa hơi
của rƣợu thấp nên một phần rƣợu bay hơi sẽ cản trở quá trình làm việc bình thƣờng của
động cơ.
SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang 14


Luận văn tốt nghiệp

GVHD: Nguyễn Mộng Hoàng

1.5.4 Phƣơng pháp crackinh
Quá trình crackinh dầu mỡ động thực vật gần giống nhƣ crackinh dầu mỏ. Nguyên
tắc cơ bản là cắt ngắn mạch hydrocacbon của dầu mỡ dƣới tác dụng của nhiệt độ và chất
xúc tác thích hợp. Sản phẩm thƣờng gồm nhiên liệu khí, xăng, diesel và một số sản phẩm
phụ khác. Với các điều kiện khác nhau sẽ nhận đƣợc tỷ lệ nhiên liệu thành phẩm khác
nhau. Crackinh có thể thực hiện trong môi trƣờng khí nitơ hoặc không khí. Nhƣợc điểm
cơ bản của phƣơng pháp này là tốn năng lƣợng để điều chế nhiên liệu. Sản phẩm thu
đƣợc bao gồm nhiều thành phần nhiên liệu khác nhau và đặc biệt là khó thực hiện đƣợc ở
quy mô lớn.
1.5.5 Phƣơng pháp chuyển hóa este
Phản ứng chuyển hóa este là phản ứng giữa các axit béo trong dầu và mỡ và rƣợu
tạo thành este và glixerol.
CH2OCOR1
CHOCOR2

+

CH2OCOR3
Triglixerit

CH3OH
Metanol

xúc tác

R1COOCH3
R2COOCH3
R3COOCH3
Metyl este

CH2OH
+

CHOH
CH2OH
Glyxerol

Đây là phƣơng pháp đƣợc sử dụng phổ biến hiện nay do sản phẩm thu đƣợc có
những tính chất tƣơng tự nhƣ nhiên liệu diesel, và sản phẩm phụ glixerol có giá trị sử
dụng cao trong công nghiệp mỹ phẩm và dƣợc phẩm.

SVTH: Lê Thị Hương Lan

Trang 15