Chiết xuất dầu sinh học từ vi tảo

u

Vũ
ng

TRƯỜNG ĐẠI B À RỊA – VŨNG TÀU
----------

Tà

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

Bà

Rị

a-

BÁO CÁO KẾT QUẢ
NCKH
Đề tài: Chiết xuất dầu sinh học từ vi tảo

ĐH

Giáo viên hướng dẫn:

PGS-TS : Nguyễn Văn Thông

Tr

ườ

ng

GV

: Phạm Thị Hữu Hạnh
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm
Lớp: DH08H2

Vũng Tàu, tháng năm 2012


Tà

Vũ
ng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀU
----------

u

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BÁO CÁO KẾT QUẢ

Rị

a-

NCKH

Bà

Đề tài: Chiết xuất dầu sinh học từ vi tảo.

Sinh viên thực hiện

Chữ ký

Chữ ký

ĐH

Giáo viên hướng dẫn 1:

ng

Tên giáo viên
PGS-TS. Nguyễn Văn Thông
Giáo viên hướng dẫn 2:

Tr

ườ

Chữ ký

Tên giáo viên

GV. Phạm Thị Hữu Hạnh
Vũng tàu, tháng năm 2012

Tên sinh viên


GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông & GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

Đề tài NCKH

Bà

Rị

a-

Vũ
ng

Tà

u

PHỤ LỤC

ĐH

Area Percent Report : ham luong glycerin trong mau cua ban la 0.0053 %

Data Path : D:\Hoa\New Folder\

Data File : GLYCERIN TU DO TRONG BIODIESEL TAO.D

ng

Signal(s) : FID1A.CH
Acq On : 15 May 2012 21:20

ườ

Sample : ham luong glycerin tu do trong biodiesel tao
Misc

:

Tr

ALS Vial : 1 Sample Multiplier: 1

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

Lớp: DH08H2


GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông & GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

Đề tài NCKH

Tà

u

Integration File: autoint1.e

Method : C:\A DOAN HOA\ME131120101.M
:

Signal : FID1A.CH

# min

min

End PK peak
min TY height

peak

peak % of

area % max. total

--- ----- ----- ---- --- ------- ------- ------ ------

a-

peak R.T. Start

Vũ
ng

Title

M 965855 166.51569 100.00% 89.195%

2 10.887 10.804 11.161

M 78228 20.17081 12.11% 10.805%

Rị

1 10.534 10.466 10.586

Tr

ườ

ng

ĐH

Bà

Sum of corrected areas: 186.68651

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

Lớp: DH08H2

GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông & GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

Đề tài NCKH

INSTRUMENT CONTROL PARAMETERS: Instrument #2

Vũ
ng

-----------------------------------------------

C:\MSDCHEM\2\METHODS\METYL HP-5ms.M

Control Information
------- -----------

a-

Sample Inlet : GC

Tà

u

Wed May 16 05:12:53 2012 CHEMSTATION

Injection Source : Manual

Rị

Injection Location : Rear

Bà

Use MS : No

=============================================================================
6890 GC METHOD

OVEN

ĐH

=============================================================================

ng

Initial temp: 80 'C (On)
Initial time: 1.00 min

Maximum temp: 380 'C

Equilibration time: 0.50 min

ườ

Ramps:

# Rate Final temp Final time
120

2.00

2 15.00

180

2.00

3 15.00

230

0.00

Tr

1 15.00

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

Lớp: DH08H2


330

0.00

5 10.00

360

15.00

Tà

4 15.00

6 0.0(Off)
Post temp: 0 'C

Vũ
ng

Post time: 0.00 min
Run time: 39.67 min

FRONT INLET (SPLIT/SPLITLESS)

BACK INLET (UNKNOWN)

Mode: Split

a-

Initial temp: 350 'C (On)
Pressure: 17.98 psi (On)

Rị

Split ratio: 25:1
Split flow: 99.1 mL/min

Saver flow: 20.0 mL/min

Bà

Total flow: 105.9 mL/min
Gas saver: On

Đề tài NCKH

u

GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông & GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

ĐH

Saver time: 2.00 min
Gas type: Helium

COLUMN 2

ng

COLUMN 1

Capillary Column

(not installed)

ườ

Model Number: Agilent 123-5731
DB-5ht 5%phenyl - methylpolysiloxane

Tr

Max temperature: 400 'C
Nominal length: 30.0 m
Nominal diameter: 320.00 um

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

Lớp: DH08H2


GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông & GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

Đề tài NCKH

u

Nominal film thickness: 0.10 um

Tà

Mode: constant flow
Initial flow: 4.0 mL/min
Nominal init pressure: 17.98 psi

Vũ
ng

Average velocity: 58 cm/sec

Tr

ườ

ng

ĐH

Bà

Rị

a-

Inlet: Front Inlet

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

Lớp: DH08H2


GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

Đề tài NCKH

u

LỜI CẢM ƠN

Tà

Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS. Nguyễn Văn Thông –

GV. Phạm Thị Hữu Hạnh người đã trực tiếp hướng dẫn em hết sức tận tình, chu đáo
về mặt chuyên môn, động viên về mặt tinh thần để em hoàn thành bản đề tài này.

Vũ
ng

Em xin gửi lời cảm ơn tới tất cả các thầy, cô giáo trong Trường Đại học Bà
Rịa Vũng Tàu đã tận tình dạy bảo em trong suốt thời gian học tập và rèn luyện tại
trường.

a-

Sau cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân và bạn bè đã luôn
động viên giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập tại Trường Đại học Bà Rịa Vũng
Tàu cũng như trong thời gian thực hiện đề tài này.

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

Tr

ườ

ng

ĐH

Bà

Rị

Vũng Tàu, Ngày tháng năm 2012

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

Lớp: DH08H2


GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

Đề tài NCKH

u

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN

Tà

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
DANH MỤC CÁC BẢNG

Vũ
ng

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT

LỜI MỞ ĐẦU.......................................................................................................... 8
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ............................................................ 9
Nhiên liệu diesel ......................................................................................... 9
Khái quát về nhiên liệu diesel ...................................................................... 11
Nhiên liệu diesel khoáng và vấn đề ô nhiễm................................................. 11

1.2.
1.2.1.
1.2.2.
1.2.3.
1.2.3.1.
1.2.3.2.

Nhiên liệu biodiesel .................................................................................... 11
Khái niệm biodiesel ..................................................................................... 11
Tình hình nghiên cứu sản xuất và sử dụng Biodiesel .................................... 12
Quá trình tổng hợp biodiesel ........................................................................ 14
Phân loại các phương pháp tổng hợp biodiesel ............................................. 14
Tổng hợp biodiesel theo phương pháp trao đổi este...................................... 14

1.2.4.

Yêu cầu chất lượng nhiên liệu biodiesel ....................................................... 17

Bà

Rị

a-

1.1.
1.1.1.
1.1.2.

1.3. Nguồn tinh dầu từ vi tảo để tổng hợp nhiên liệu biodiesel.......................... 18
1.3.1. Giới thiệu chung ............................................................................................. 18

ĐH

Giới thiệu Vi tảo .......................................................................................... 18
Nguồn gốc ................................................................................................... 18
Đặc điểm.......................................................................................................19
Giá trị sử dụng .............................................................................................19
Tình hình nuôi tảo ........................................................................................22
Tình hình thế giới .........................................................................................22
Tình hình trong nước ................................................................................... 23

ng

1.3.1.1
a.
b.
c.
1.3.1.2.

a.
b.

ườ

CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM .............................................................................. 24
Thu sinh khối tảo ....................................................................................... 24

2.1.1.

Dụng cụ, thiết bị và hóa chất ........................................................................24

a.

Dụng cụ, thiết bị .........................................................................................24

Tr

2.1.

b.

Hóa chất .......................................................................................................24

2.1.2.

Cách thực hiện ............................................................................................. 24

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

Lớp: DH08H2


GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

Đề tài NCKH

Chiết xuất dầu từ vi tảo với nhiều loại dung môi bằng Soxhlet..................... 26

2.2.1.

Dụng cụ, thiết bị và hóa chất ........................................................................ 26

a.

Hóa chất........................................................................................................26

b.

Dụng cụ và thiết bị........................................................................................26

2.2.2.

Cách thực hiện ............................................................................................. 26

2.3.

Khảo sát lần lượt từng loại dung môi ........................................................... 27

2.3.1.

Dung môi n – hexane.................................................................................. 27

a.

Dụng cụ, hóa chất và thiết bị ........................................................................ 27

b.

Cách thực hiện ............................................................................................. 27

2.3.2.

Dung môi Chloroform.................................................................................. 30

a.

Dụng cụ, hóa chất và thiết bị ........................................................................ 30

b.

Cách thực hiện ............................................................................................. 31

2.3.3.

Dung môi Diethyl ester ............................................................................... 31

a.

Dụng cụ, hóa chất và thiết bị ........................................................................ 31

b.

Cách thực hiện ............................................................................................. 31

2.4.

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly ................................... 32

2.4.1.

Độ ẩm ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly ....................................................... 32

Rị

a-

Vũ
ng

Tà

u

2.2.

Bà

2.4.1.1. Dụng cụ, hóa chất và thiết bị ........................................................................ 32
a.

Dụng cụ và thiết bị....................................................................................... 32

b.

Hóa chất....................................................................................................... 32

2.4.2.

ĐH

2.4.1.2. Cách thực hiện ............................................................................................. 32
Thời gian ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly................................................... 33

2.4.2.1. Dụng cụ, hóa chất và thiết bị ........................................................................ 33
Dụng cụ và thiết bị....................................................................................... 33

b.

Hóa chất....................................................................................................... 33

ng

a.

2.4.2.2. Cách thực hiện ............................................................................................. 33
2.4.3.

Khối lượng tảo khô, tỉ lệ dung môi/tảo ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly ...... 34

ườ

2.4.3.1. Dụng cụ, hóa chất và thiết bị ........................................................................ 34
a.

Dụng cụ và thiết bị....................................................................................... 34

b.

Hóa chất....................................................................................................... 35

Tr

2.4.3.2. Cách thực hiện ............................................................................................. 35
2.4.4.

Tổng hợp Biodiesel...................................................................................... 36

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

Lớp: DH08H2


GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

Đề tài NCKH

u

2.4.4.1. Xác định chỉ số acid (AV)............................................................................ 36

Thực hiện giai đoạn 1................................................................................... 36

b.

Thực hiện gian đoạn 2.................................................................................. 37

Tà

a.

2.4.4.2. Tính khối lượng trung bình của tảo, % acid béo tự do .................................. 40
2.4.5.

Thực hiện chuyển hóa Biodiesel................................................................... 40

Vũ
ng

2.4.5.1. Dụng cụ, hóa chất và thiết bị ........................................................................ 40
a.

Dụng cụ và thiết bị....................................................................................... 40

b.

Hóa chất....................................................................................................... 41

2.4.5.2. Cách thực hiện ............................................................................................. 41
2.4.6.

Tính độ chuyển hóa của Biodiesel ............................................................... 41

2.4.6.1. Xác định độ nhớt của dầu tảo và Biodiesel .................................................. 42
Tinh chế sản phẩm ....................................................................................... 43

2.4.8.

Phương pháp nghiên cứu sản phẩm Methyl ester ......................................... 44

2.4.9.

Khảo sát các yếu ảnh hưởng đến độ chuyển hóa thành Biodiesel ................. 46

a-

2.4.7.

Rị

2.4.10. Làm sạch sản phẩm...................................................................................... 46
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN........................................................... 47
Kết quả thực nghiệm chỉ số acid của dầu tảo................................................ 47

3.2.

Kết quả tính toán ......................................................................................... 47

3.3.

Kết quả độ nhớt của dầu tảo và Bio.............................................................. 47

a.

Dầu tảo ........................................................................................................ 47

b.

Biodiesel ...................................................................................................... 48

3.4.

Kết quả hiệu suất chuyển hóa....................................................................... 48

3.5.

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly ................................... 48

3.5.1.

Kết quả và biểu đồ sự ảnh hưởng các loại dung môi..................................... 48

3.5.2.

Kết quả và biểu đồ sự ảnh hưởng của độ ẩm ................................................ 49

ng

ĐH

Bà

3.1.

Kết quả và biểu đồ sự ảnh hưởng của thời gian ........................................... 50

3.5.4.

Kết quả biểu đồ sự ảnh hưởng khối lượng tảo khô, tỉ lệ dung môi/tảo .......... 52

3.6.

Kết quả các yếu tố ảnh hưởng đến độ chuyển hóa ........................................ 52

3.6.1.

Nhiệt độ ....................................................................................................... 52

3.6.2.

Thời gian ..................................................................................................... 53

3.6.3.

Tốc độ khuấy trộn ........................................................................................ 55

3.7.

Kết quả các yếu tố ảnh hưởng đến độ làm sạch và chất lượng Bio................ 56

Tr

ườ

3.5.3.

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

Lớp: DH08H2


GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

Làm sạch...................................................................................................... 56

u

3.7.1.

Đề tài NCKH

3.7.1.1. Nhiệt độ nước rửa ........................................................................................ 56

Tà

3.7.1.2. Tỷ lệ nước rửa.............................................................................................. 57
3.7.1.3. Tốc độ khuấy trộn ........................................................................................ 57
3.7.2.

Cấu trúc sản phẩm........................................................................................ 58

Vũ
ng

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................. 60

Tr

ườ

ng

ĐH

Bà

Rị

a-

TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................... 62

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

Lớp: DH08H2


Đề tài NCKH

u

GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Số hình
vẽ

1

2.1

Thiết bị trích ly soxhlet.

2

2.2

Hỗn hợp của dầu tảo và dung môi hexane.

30

3

2.3

Hệ thống chưng cất tách dung môi.

31

4

2.4

Mẫu dầu sau khi chưng cất đuổi hexane.

32

5

2.5

Sơ đồ mô tả thiết bị phản ứng tổng hợp biodiesel.

43

6

2.6

Sơ đồ chiết sản phẩm.

46

7

3.1

8

3.2

9

3.3

10

3.4

Tà

STT

Tên hình vẽ

Trang

Vũ
ng

28

Biểu đồ 3.1: Ảnh hưởng các loại dung môi đến hiệu suất

a-

trích ly.

Rị

Biểu đồ 3.2: Ảnh hưởng độ ẩm đến hiệu suất trích ly.

Biểu đồ 3.3: Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất trích ly.

Bà

Biểu đồ 3.4: Sự phụ thuộc vào khối lượng tảo khô đến
hiệu suât trích ly.

51
52
53
54

nhiệt độ.

55

ĐH

Biểu đồ 3.5: Thể hiện sự ảnh hưởng độ chuyển hóa đến

Biểu đồ 3.6: Thể hiện sự ảnh hưởng thời gian đến độ
chuyển hóa.

56

Biểu đồ 3.7: Thể hiện sự phụ thuộc độ chuyển hóa vào tốc
độ khuấy trộn.

57

3.8

Phổ hồng ngoại sản phẩm biodiesel từ dầu tảo.

60

3.9

Phổ GC của biodiesel tổng hợp từ dầu tảo.

61

3.5

12

3.6

13

3.7

ng

11

ườ

14

Tr

15

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

Lớp: DH08H2


Đề tài NCKH

u

GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
bảng

Số
trang

1

1.1

Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nhiên liệu diesel theo ASTM

12

2

1.2

Chỉ tiêu đánh giá chất lượng biodiesel theo ASTM - D 6751

19

3

1.3

Thành phần các gốc axít béo trong vi tảo (PGS-TS. Trương
Vĩnh).

26

4

2.1

Lượng mẫu theo từng chỉ số acid dự đoán

41

5

3.1

6

3.2

Thể hiện sự ảnh hưởng của các loại dung môi khác nhau

50

7

3.3

Ảnh hưởng độ ẩm đến hiệu suất trích ly

51

8

3.4

Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất trích ly

52

9

3.5

Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến độ chuyển hóa

53

10

3.6

Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến độ chuyển hóa

56

11

3.7

Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn đến độ chuyển
hóa

57

12

3.8

Ảnh hưởng của nhiệt độ nước rửa đến số lần rửa biodiesel

58

Tà

STT

Bà

Rị

a-

Kết quả chỉ số acid của dầu tảo

Vũ
ng

Tên bảng

49

ĐH

Ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích nước rửa/biodiesel đến số lần
13

3.9

rửa

59

Ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn đến số lần rửa

3.10

60

ng

14

ườ

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ASTM (American Society for Testing and Material): Hiệp hội đo lường và thử
nghiệm vật liệu Hoa Kỳ.

2.

GC – MS (Gas chromatography - mass spectrometry): Sắc ký khí - khối phổ.

Tr

1.

3.

IR (Infrared): Phổ hồng ngoại.

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

Lớp: DH08H2

Đề tài NCKH

u

GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

LỜI MỞ ĐẦU

Tà

Hiện nay, nhiên liệu sinh học đã thu hút được sự quan tâm đặc biệt của nhiều

Vũ
ng

nhà khoa học trên cả thế giới, bởi nó đem lại nhiều lợi ích như: bảo đảm an ninh năng
lượng và đáp ứng được các yêu cầu về môi trường. Trong số các nhiên liệu sinh học,
thì diesel sinh học (biodiesel) được quan tâm hơn cả, do xu hướng diesel hóa động cơ,
trữ lượng diesel khoáng ngày càng giảm và giá diesel khoáng ngày càng tăng cao. Hơn
nữa, biodiesel được xem là loại phụ gia rất tốt cho nhiên liệu diesel khoáng, làm giảm
đáng kể lượng khí thải độc hại, và nó là nguồn nhiên liệu có thể tái tạo được.

Rị

a-

Quá trình điều chế biodiesel có thể được phân loại thành các phương pháp sử
dụng xúc tác đồng thể, dị thể và không cần xúc tác. Hiện nay, phương pháp sử dụng
xúc tác dị thể được sử dụng nhiều trong các qui trình sản xuất thương mại. Tuy nhiên,
phương pháp này vẫn còn nhiều nhược điểm. Những nghiên cứu gần đây cho thấy

rằng, phương pháp điều chế biodiesel bằng xúc tác đồng thể tỏ ra có nhiều ưu điểm hơn
so với phương pháp điều chế biodiesel sử dụng xúc tác dị thể, đặc biệt là trong quá
trình phân tách và làm sạch sản phẩm.

Bà

Tuy nhiên, các nghiên cứu điều chế biodiesel sử dụng xúc tác đồng thể thường
tiến hành trên nguồn nguyên liệu là các dầu béo thực vật như: dầu cọ, dầu đậu nành…,

ĐH

mà chưa tập trung nhiều vào nguồn nguyên liệu dầu Tảo. Bên cạnh đó, nguồn nguyên
liệu cũng là một trong những yếu tố quan trọng trong quá trình sản xuất biodiesel, do
nguyên liệu ảnh hưởng rất lớn đến giá thành sản phẩm và chất lượng biodiesel tạo
thành.

ng

Trong khi đó, vi Tảo đã và đang được nghiên cứu và nuôi thử nghiệm ở các tỉnh
Cần thơ, Vũng Tàu, Phan Thiết... Có thể tin tưởng rằng, trong tương lai không xa thì
dầu Tảo được chiết suất từ Vi Tảo sẽ là nguồn nguyên liệu chính cho ngành công
nghiệp diesel sinh học nước nhà.

ườ

Tuy nhiên, chỉ đầu tư vào nghiên cứu và phát triển vùng nguyên liệu thôi thì
chưa đủ mà cần phải có một quy trình công nghệ hợp lý đi song song với nó để cho
ngành công nghiệp biodiesel nước nhà phát triển bền vững và không bị tụt hậu so với
nước ngoài.

Tr

Tất cả những vấn đề trên là cơ sở cho đề tài nghiên cứu khoa học: ‘‘chiết xuất
dầu sinh học từ vi tảo ”.

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

Lớp: DH08H2


GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

Đề tài NCKH

u

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

Tà

1.1. NHIÊN LIỆU DIESEL
1.1.1. Khái niệm về nhiên liệu diesel

Vũ
ng

Diesel là một sản phẩm thuộc phân đoạn gasoil nhẹ của quá trình lọc dầu.
Thường thì diesel là phân đoạn dầu mỏ có nhiệt độ sôi từ 250 đến 350oC, chứa các
hydrocacbon có số cacbon từ C16 đến C20, C21, với thành phần chủ yếu là n-parafin, isoparafin và một lượng nhỏ hydrocacbon thơm, trong đó, có một số hợp chất phi
hydrocacbon (hợp chất chứa N, O, S) [1]. Phân đoạn này được dùng làm nhiên liệu cho

một loại động cơ đốt trong tự bắt cháy do nhà bác học Rudolf Diesel sáng chế, nên gọi

a-

là nhiên liệu diesel. Đây là loại nhiên liệu mà hiện nay trên thế giới sử dụng rất phổ
biến và ngày càng nhiều hơn so với nhiên liệu xăng, vì sử dụng nhiên liệu diesel có
nhiều ưu điểm hơn [1, 2]:
Động cơ diesel có tỷ số nén cao hơn động cơ xăng nên công suất lớn hơn
khi sử dụng cùng một lượng nhiên liệu.



Nhiên liệu diesel có giá thành thấp hơn nhiên liệu xăng do ít trải qua các

Rị



quá trình chế biến phức tạp.


Nguồn cung cấp và lượng nhiên liệu diedel nhiều và đa dạng hơn.

Bà

Mặc dù vậy, động cơ diesel cũng tồn tại những nhược điểm như: cấu tạo động
cơ phức tạp, cồng kềnh về hình dáng. Nhưng nhờ có những ưu điểm trên mà động cơ
diesel và nhiên liệu diesel vẫn được sử dụng rộng rãi trong đời sống.

Tr

ườ

ng

ĐH

Có thể tham khảo các chỉ tiêu chất lượng của nhiên liệu diesel theo tiêu chuẩn
Mỹ (ASTM) như bảng 1.1:

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

9

Lớp: DH08H2


GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

Đề tài NCKH

u

Bảng 1.1. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nhiên liệu diesel theo ASTM

Chỉ tiêu

Phương pháp
đo

N01D

N02D

N04D

1

Điểm chớp cháy, 0C,
min

D93

38

52

55

0,05

0,05

0,5

282 - 338

-

1,9 - 4,1

5,5 - 24,0

0,35

0,1

0,01

0,01

2,00

D129

0,50

0,50

-

D130

N3

N3

-

D613

40

40

-

%TT, max
Nhiệt độ sôi

3

90% TT,0C

D1796
D86

Độ nhớt động học ở
400C, cSt

D445

5

Cặn cacbon trong
10% còn lại, %KL

D524

6

Hàm lượng tro, %KL,
max

7

Hàm lượng lưu
huỳnh, %KL, max

Rị
D482

Bà

ĐH

8

Độ ăn mòn lá đồng,
3h,

Max
288

1,3 - 2,4

a-

4

Vũ
ng

Nước và cặn,

2

Tà

STT

Max
0,15

500C, max

Trị số xetan, min

Tr

ườ

ng

9

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

10

Lớp: DH08H2


GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

Đề tài NCKH

u

1.1.2. Nhiên liệu diesel khoáng và vấn đề ô nhiễm môi trường

Tà

Nhiên liệu diesel chủ yếu được lấy từ hai nguồn chính là quá trình chưng cất
trực tiếp dầu mỏ và quá trình cracking xúc tác. Các thành phần phi hydrocacbon trong
nhiên liệu diesel khoáng như: các hợp chất chứa lưu huỳnh, nitơ, nhựa, asphanten khá

Vũ
ng

cao. Các thành phần này không những không tốt cho động cơ, mà còn gây ô nhiễm môi
trường. Các loại khí thải chủ yếu là SO2, NOx, CO, CO2, hydrocacbon, tạp chất cơ
học… Khí SO2 không những gây ăn mòn mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe của con
người, gây mưa axit… Khí CO2 là nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính. Khí CO rất
độc, với lượng CO khoảng 70 ppm có thể gây ra các triệu chứng như: đau đầu, mệt

a-

mỏi, buồn nôn. Lượng CO khoảng 150 - 200 ppm gây bất tỉnh, mất trí nhớ và có thể
gây chết người. Các thành phần hydrocacbon trong khí thải của nhiên liệu diesel đặc

biệt là các hợp chất thơm rất có hại cho con người, là nguyên nhân gây ra các bệnh về
ung thư [3].

Rị

Khí thải diesel chứa các phần tử có kích thước rất nhỏ và các khí dễ cháy có thể
đi vào sâu bên trong phổi. Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh có sự liên hệ giữa

Bà

các thành phần hữu cơ trong khí thải diesel với dị ứng, viêm đường hô hấp và biến đổi
chức năng đường hô hấp. Nguy cơ tắc nghẽn phổi mãn tính gia tăng 2,5% mỗi năm ở
các công nhân bị phơi nhiễm trực tiếp với khói diesel.

ĐH

Như vậy, cùng với những lợi ích to lớn của nhiên liệu diesel khoáng, thì nó lại
gây ra tác động xấu đến môi trường sống và sức khỏe con người. Chính vì vậy, mà vấn
đề đặt ra là phải tìm giải pháp để nâng cao chất lượng nhiên liệu diesel, để nâng cao
năng suất thiết bị, tuổi thọ động cơ, cũng như bảo vệ môi trường sinh thái.
1.2. NHIÊN LIỆU BIODIESEL
1.2.1. Khái niệm biodiesel

ườ

ng

Biodiesel – một loại nhiên liệu thay thế nhiên liệu diesel dầu mỏ, còn được gọi
diesel sinh học là một loại nhiên liệu có tính chất giống với dầu diesel nhưng không
phải được sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay mỡ động vật. Biodiesel, hay

nhiên liệu sinh học nói chung, là một loại năng lượng sạch. Mặt khác, chúng không độc
và dễ phân giải trong tự nhiên [4].

Tr

Biodiesel có thể trộn lẫn với diesel khoáng theo mọi tỷ lệ. Tuy nhiên, một điều
rất đáng chú ý là phải pha trộn với diesel khoáng, chứ không thể sử dụng 100%
biodiesel [5]. Vì nếu sử dụng nhiên liệu 100% biodiesel trên động cơ diesel sẽ nảy sinh
một số vấn đề liên quan đến kết cấu và tuổi thọ động cơ. Hiện nay, người ta thường sử
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

11

Lớp: DH08H2


GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

Đề tài NCKH

u

dụng hỗn hợp 5% và 20% biodiesel (ký hiệu B5, B20) để chạy động cơ. Nếu pha

Tà

biodiesel càng nhiều thì càng giảm lượng khí thải độc hại, nhưng không có lợi về kinh
tế, bởi hiện tại giá thành của biodiesel vẫn còn cao hơn diesel truyền thống, và cần phải
điều chỉnh kết cấu động cơ diesel cũ.

Vũ
ng

Biodiesel có thể được sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau như: các
loại dầu thực vật (dầu dừa, dầu cọ, dầu hướng dương, dầu lạc, dầu đậu nành...), các loại
mỡ động vật (mỡ bò, mỡ lợn, mỡ cá), và thậm chí là dầu phế thải. Như vậy, nguyên
liệu để sản xuất biodiesel khá phong phú, và chúng có nguồn gốc sinh học, có thể tái
tạo được. Đây cũng là một trong những điểm thuận lợi của nhiên liệu biodiesel.
1.2.2. Tình hình nghiên cứu, sản xuất và sử dụng biodiesel
Trên thế giới:

Bà

Rị

a-

Năm 1900, khi phát minh ra động cơ diesel, nhà bác học Rudolf Diesel đã dùng
dầu lạc để thử nghiệm. Mặc dù lúc đó, dầu thực vật chưa thật sự được quan tâm, nhưng
ông đã có một nhận xét như lời tiên tri về nguồn nhiên liệu sinh học này: “Ngày nay,
việc sử dụng dầu thực vật làm nhiên liệu cho động cơ có thể chưa được quan tâm đúng
mức. Nhưng trong tương lai, dầu thực vật sẽ trở nên quan trọng như vai trò của sản
phẩm dầu mỏ và than đá hiện nay”. Và thực tế sau gần 100 năm, khi mà các nguồn
nhiên liệu hóa thạch ngày càng cạn kiệt, giá dầu mỏ ngày càng đắt đỏ và những yêu
cầu ngày càng khắt khe hơn về môi trường, thì người ta lại chú ý nhiều hơn đến nguồn
nhiên liệu từ dầu thực vật, mỡ động vật.

ng

ĐH

Việc sử dụng trực tiếp dầu mỡ động, thực vật làm nhiên liệu có nhiều nhược
điểm như: độ nhớt lớn (gấp 11 – 17 lần so với diesel dầu mỏ), độ bay hơi rất thấp dẫn
đến quá trình cháy không hoàn toàn, tạo cặn trong vòi phun, ngăn cản quá trình phun,
làm tắc vòi phun, làm đặc dầu nhờn do lẫn dầu thực vật...[6]. Các vấn đề này là do
phân tử triglyxerit với kích thước và phân tử lượng lớn trong dầu mỡ gây ra. Do vậy,
người ta phải tìm cách khắc phục các nhược điểm đó và tạo biodiesel là một trong
những giải pháp tốt.

Tr

ườ

Vào những năm 1980, biodiesel bắt đầu được nghiên cứu và sử dụng ở một số
nước tiên tiến. Đến nay, biodiesel đã được nghiên cứu và sử dụng rộng rãi ở nhiều
nước trên thế giới. Hiện nay, có hơn 28 quốc gia tham gia nghiên cứu, sản xuất và sử
dụng biodiesel. Các nhà máy sản xuất chủ yếu nằm ở châu Âu và châu Mỹ. Tại Mỹ,
hầu hết lượng biodiesel được sản xuất từ dầu đậu nành. Biodiesel được pha trộn với
diesel dầu mỏ với tỷ lệ 20% biodiesel và 80% diesel, dùng làm nhiên liệu cho các xe
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

12

Lớp: DH08H2


GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

Đề tài NCKH

u

buýt đưa đón học sinh ở rất nhiều thành phố của Mỹ. Hàng năm, Mỹ bán ra gần hai tỷ

Tà

gallon biodiesel. Tại Pháp, hầu hết nhiên liệu diesel được pha trộn với 5% biodiesel
[7]. Trên 50% người dân Pháp có xe với động cơ diesel đã sử dụng nhiên liệu pha
biodiesel. Hơn 4000 phương tiện giao thông đã sử dụng nhiên liệu B30, chạy hơn 200

triệu km mà không hề có một hỏng hóc nào liên quan đến sự vận hành của động cơ.

Vũ
ng

Theo thống kê, thì lượng biodiesel tiêu thụ trên thị trường Pháp tăng mạnh trong những
năm gần đây, năm 2005 tiêu thụ 387 ngàn tấn, nhưng đến năm 2009 đã lên đến gần 1
triệu tấn [6]. Năm 1991, Đức bắt đầu đưa ra chương trình phát triển biodiesel, đến năm
1995 đã bắt đầu triển khai dự án này. Năm 2004, Đức đã có 13 nhà máy sản xuất
biodiesel với tổng công suất là 1 triệu tấn/năm. Và tháng 1 năm 2005, Nhà nước Đức
đã ban hành sắc lệnh buộc phải pha biodiesel vào diesel dầu mỏ theo tỷ lệ 5% .

Rị

a-

Không chỉ có châu Âu, Mỹ mà ở châu Á, chính phủ nhiều nước cũng đã quan
tâm rất nhiều đến việc phát triển nguồn nhiên liệu sinh học nói chung và biodiesel nói
riêng. Malaysia và Indonesia là hai nước xuất khẩu dầu cọ lớn nhất thế giới, đã xây
dựng chiến lược mở rộng thị trường sản xuất để đáp ứng thị trường dầu ăn và cung cấp

Bà

nguyên liệu cho sản xuất biodiesel. Mặc dù hiện nay, trữ lượng dầu cọ ở Malaysia đã
đạt mức kỷ lục nhưng giá dầu cọ thô của nước này vẫn tăng cao, do nhu cầu sản xuất
biodiesel trên thế giới vẫn tăng cao. Ủy ban dầu cọ Malaysia cho biết, từ nay đến năm
2015, sẽ có 5 nhà máy sản xuất biodiesel từ dầu cọ với tổng công suất gần 1 triệu tấn
để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước, và xuất khẩu sang châu Âu, Indonesia. Ngoài

ng

ĐH

dầu cọ, còn đầu tư trồng 19 triệu ha cây J. Curcas lấy dầu làm nhiên liệu sinh học và
phấn đấu đến năm 2015 sẽ dùng nhiên liệu B5 cho cả nước. Trung Quốc, nước nhập
khẩu nhiên liệu lớn nhất thế giới, đã khuyến khích sử dụng nhiên liệu sinh học. Tại
Thái Lan, Bộ năng lượng đã sẵn sàng hỗ trợ sử dụng dầu cọ trên phạm vi toàn quốc.
Hiện nay, Bộ này đang hoàn tất các thủ tục hỗ trợ phát triển biodiesel nhằm xây dựng
nguồn năng lượng cho đất nước. Thái Lan dự kiến sử dụng diesel pha 10% biodiesel
vào năm 2012. Ngay tại Lào cũng đang xây dựng nhà máy sản xuất biodiesel ở ngoại ô
thủ đô Viên Chăn. Một số nước ở châu Phi cũng đang tiếp cận đến nhiên liệu sinh học.

ườ

Tình hình trong nước:

Tr

Trước sự phát triển mạnh mẽ nguồn nhiên liệu sinh học nói chung và biodiesel
nói riêng trên thế giới, các nhà khoa học Việt Nam cũng đã bắt tay vào nghiên cứu và

sản xuất biodiesel ở phòng thí nghiệm và quy mô sản xuất nhỏ. Việc sản xuất biodiesel
ở nước ta có nhiều thuận lợi, vì nước ta là một nước nông nghiệp, thời tiết lại thuận lợi

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

13

Lớp: DH08H2


GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

Đề tài NCKH

u

để phát triển các loại cây cho nhiều dầu như: vừng, lạc, cải, đậu nành, Jatropha, Vi

Tà

Tảo... Tuy nhiên, ngành công nghiệp sản xuất dầu thực vật ở nước ta vẫn còn rất non
trẻ, trữ lượng thấp, giá thành cao. Bên cạnh đó, nguồn mỡ động vật cũng là một nguồn
nguyên liệu tốt để sản xuất biodiesel, giá thành mỡ động vật lại rẻ hơn dầu thực vật rất
nhiều. Một vài doanh nghiệp ở Cần Thơ, An Giang đã thành công trong việc sản xuất

Vũ
ng

biodiesel từ mỡ cá basa. Theo tính toán của các công ty này thì biodiesel sản xuất từ
mỡ cá có giá thành khoảng 15000 đồng/lít (năm 2009). Ngoài ra, một số viện nghiên

cứu và trường đại học ở nước ta, cũng đã có những thành công trong việc nghiên cứu
sản xuất biodiesel từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau như: dầu cọ, dầu dừa, dầu
bông, dầu đậu nành, dầu ăn thải, mỡ cá... sử dụng xúc tác bazơ đồng thể và bước đầu
nghiên cứu với xúc tác bazơ dị thể, xúc tác zeolit.

a-

1.2.3. Quá trình tổng hợp biodiesel

1.2.3.1. Phân loại các phương pháp tổng hợp biodiesel

Rị

Vấn đề chính liên quan đến việc hạn chế sử dụng trực tiếp dầu thực vật là độ
nhớt rất cao. Dầu mỡ động, thực vật có độ nhớt cao gấp 11 – 17 lần so với diesel dầu

Bà

mỏ [8]. Độ nhớt cao gây ảnh hưởng đến dòng phun và hạt sương (dòng phun dài và hạt
sương lớn) nên tạo hỗn hợp cháy không tốt, cháy không hoàn toàn, tạo cặn, gây kẹt
vòng dầu và làm đặc dầu nhờn nếu bị lẫn dầu thực vật. Do đó, cần phải có giải pháp để
giảm độ nhớt của dầu mỡ. Đã có bốn phương pháp được nghiên cứu để giải quyết vấn
đề độ nhớt cao đó là: pha loãng, nhiệt phân, cracking xúc tác và chuyển hóa este dầu
thực vật.

ĐH

Pha loãng dầu thực vật:

Tr

ườ

ng

Người ta có thể làm giảm độ nhớt của dầu thực vật bằng cách pha loãng nó với
etanol tinh khiết hoặc dầu diesel khoáng. Thường thì người ta pha loãng với 50 – 80%
diesel dầu mỏ. Chẳng hạn như: hỗn hợp 25% dầu hướng dương và 75% dầu diesel có
độ nhớt 4,48 cSt tại 40oC, trong khi theo tiêu chuẩn ASTM về độ nhớt của diesel tại
40oC là 4,0 cSt [9]. Tuy nhiên, hỗn hợp này cũng chỉ sử dụng được trong một thời gian
ngắn. Nếu sử dụng lâu dài sẽ nảy sinh một số vấn đề về động cơ như nhiên liệu bị
polyme hóa, gây lắng đọng cacbon, làm đặc dầu bôi trơn.... Vì vậy, dù phương pháp
này rất đơn giản nhưng vẫn không được tích cực hưởng ứng trong thực tế.

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

14

Lớp: DH08H2


GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

Đề tài NCKH

u

Chuyển hoá este tạo biodiesel:

Tà

Quá trình chuyển hóa este là phản ứng trao đổi este giữa dầu thực vật và ancol.
Quá trình này tạo ra các ankyl este axit béo (biodiesel) [10] có trọng lượng phân tử

Vũ
ng

bằng một phần ba trọng lượng phân tử dầu thực vật và độ nhớt thấp hơn nhiều so với
các phân tử dầu thực vật ban đầu (xấp xỉ diesel khoáng). Ngoài ra, người ta kiểm tra
các đặc trưng hóa lý khác của biodiesel thì thấy chúng đều rất gần với nhiên liệu diesel
khoáng. Vì vậy, biodiesel thu được có tính chất phù hợp như một nhiên liệu sử dụng
cho động cơ diesel [11].
Cracking xúc tác dầu thực vật:

a-

Quá trình cracking sẽ bẻ gãy các liên kết hóa học trong phân tử dầu để tạo các
phân tử có mạch ngắn hơn, phân tử lượng nhỏ hơn. Phương pháp này có thể tạo ra các
ankan, cycloankan, ankylbenzen… Tuy nhiên, việc đầu tư cho một dây chuyền
cracking xúc tác rất tốn kém nên ít sử dụng.
Nhiệt phân dầu thực vật:

diesel [12].

Bà

Rị

Nhiệt phân là phương pháp phân hủy các phân tử dầu thực vật bằng nhiệt,
không có mặt của oxy, tạo ra các ankan, ankadien, các axit cacboxylic, hợp chất thơm

và lượng nhỏ các sản phẩm khí. Sản phẩm của quá trình này gồm có cả xăng sinh học
(biogasoil) và biodiesel. Tuy nhiên, thường thu được nhiều nhiên liệu xăng hơn là
1.2.3.2. Tổng hợp biodiesel theo phương pháp trao đổi este

ĐH

Cơ sở hóa học:

Về phương diện hóa học, quá trình trao đổi este còn gọi là quá trình rượu hóa,
có nghĩa là từ một phân tử triglyxerit trao đổi este với 3 phân tử rượu mạch thẳng, tách
ra glyxerol và tạo ra các ankyl este, theo phản ứng:
R1 COOCH2

CH2 -OH

ng

│

R2 COOCH

│
+ 3ROH

Xúc tác

ườ

│

CH - OH

+

R2 COOR

│

R3 COOCH2
Triglyxerit

R1 COOR

CH2 -OH
Rượu mạch thẳng

Glyxerol

R3 COOR
Biodiesel

Tr

Thực chất quá trình chuyển hóa này gồm một loạt các phản ứng thuận nghịch
nối tiếp nhau. Tức là triglyxerit chuyển hóa từng bước thành diglyxerit, rồi từ
diglyxerit chuyển hóa tiếp thành monoglixerit và cuối cùng là glyxerol [13]:
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

15

Lớp: DH08H2


GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh
+

ROH

 diglyxerit

Diglyxerit

+

ROH



Monoglyxerit

+

ROH

 glyxerol

+ R1COOR

u

Triglyxerit

Đề tài NCKH

Tà

monoglyxerit + R2COOR
+ R3COOR

Như vậy, sản phẩm của quá trình là hỗn hợp các ankyl este, glyxerol, ancol, tri,di-, monoglyxerit chưa phản ứng hết. Các monoglyrexit là nguyên nhân làm cho hỗn

Vũ
ng

hợp sản phẩm bị mờ đục.
Nguyên liệu:


Rượu: Người ta thường dùng các loại rượu đơn chức chứa khoảng từ 1 đến 8

nguyên tử cacbon như: metanol, etanol, butanol. Metanol và etanol là hai loại rượu hay
được sử dụng nhất.


Dầu: Biodiesel có thể được sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau

a-

như: các loại dầu thực vật, mỡ động vật. Nguồn nguyên liệu chủ yếu được nghiên cứu
ở nước ta hiện nay là dầu bông, dầu đậu nành, mỡ cá tra, cá basa, dầu ăn phế thải

[14]…

Rị

Xúc tác:

ĐH

Bà


Xúc tác bazơ: Xúc tác bazơ đồng thể thường được sử dụng nhất vẫn là các bazơ
mạnh như: NaOH, KOH, Na2CO3... vì xúc tác này cho độ chuyển hóa rất cao, thời gian
phản ứng ngắn (từ 1 – 1,5 giờ), nhưng yêu cầu không được có mặt của nước trong phản
ứng vì dễ tạo xà phòng gây đặc quánh khối phản ứng, giảm hiệu suất tạo biodiesel, gây
khó khăn cho quá trình sản xuất công nghiệp. Quá trình tinh chế sản phẩm khó khăn
[15]. Để khắc phục tất cả các nhược điểm của xúc tác đồng thể, các nhà khoa học hiện
nay đang có xu hướng dị thể hóa xúc tác. Các xúc tác dị thể thường được sử dụng là
các hợp chất của kim loại kiềm hay kiềm thổ mang trên chất mang rắn như:
NaOH/MgO,

NaOH/-Al2O3,

Na2SiO3/MgO,

Na2SiO3/SiO2,

Na2CO3/-Al2O3,

ng

KI/-Al2O3. Các xúc tác này cũng cho độ chuyển hóa khá cao (trên 90%), nhưng thời
gian phản ứng kéo dài hơn nhiều so với xúc tác đồng thể.

Tr

ườ


Xúc tác axit: Ngoài ra, các axit Bronsted như: H2SO4, HCl… cũng là các xúc tác
đồng thể cho độ chuyển hóa cao. Nhưng phản ứng chỉ đạt được độ chuyển hóa cao khi
nhiệt độ đạt trên 100oC, thời gian phản ứng trên 6 giờ. Xúc tác axit dị thể cho quá trình
này như: zeolit USY-292, nhựa trao đổi anion Amberlyst A26, A27. Các xúc tác dị thể
này có ưu điểm là dễ lọc tách, tinh chế sản phẩm đơn giản, ít tiêu tốn năng lượng,
nhưng ít được sử dụng vì cho độ chuyển hóa thấp [16].

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

16

Lớp: DH08H2


GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh


Đề tài NCKH

u

Xúc tác enzym: Việc sử dụng xúc tác enzym cho phản ứng trao đổi este đã được

Tà

các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu rất nhiều. Enzym thường được sử dụng là hai
dạng lipaza nội bào và ngoại bào. Xúc tác này có rất nhiều ưu điểm như: độ chuyển
hóa rất cao (cao nhất trong các loại xúc tác hiện nay), thời gian phản ứng ngắn nhất,

quá trình tinh chế sản phẩm đơn giản và đặc biệt là không bị ảnh hưởng bởi hàm lượng

Vũ
ng

nước và axit béo tự do trong nguyên liệu. Đặc biệt là người ta đã cho enzym mang trên
vật liệu xốp (vật liệu vô cơ hoặc nhựa anionic) nên dễ thu hồi xúc tác và có thể tái sử
dụng xúc tác nhiều lần, góp phần làm hạ giá thành sản phẩm. Tuy nhiên, giá thành của
xúc tác này vẫn còn rất cao nên hiện nay chưa được ứng dụng nhiều trong công nghiệp
[16].
1.2.4. Yêu cầu chất lượng nhiên liệu biodiesel

a-

Theo hiệp hội đo lường và thử nghiệm vật liệu Hoa Kỳ (ASTM), chỉ tiêu chất
lượng của biodiesel được quy định theo bảng sau [17].
Chỉ tiêu đánh giá
Tỷ trọng
o

2

Độ nhớt (40 C, mm /s)

Rị

Bảng 1.2. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng biodiesel theo ASTM D 6751

o

Giá trị
0,8 - 0,9
1,9 - 6,0
min 130

Hàm lượng nước, % thể tích

max 0,05

Glyxerol tự do, % khối lượng

max 0,02

Hàm lượng lưu huỳnh, % khối lượng

max 0,05

Hàm lượng photpho, % khối lượng

max 0,001

Chỉ số axit, mg KOH/g nhiên liệu

max 0,8

ĐH

Bà

Nhiệt độ chớp cháy, C

Độ ăn mòn tấm đồng (3h, 50 C)

< No3

Trị số xetan

> 47

ng

o

< 0,05

Tổng lượng glyxerol, % khối lượng

max 0,24

Tr

ườ

Cặn cacbon, % khối lượng

Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

17

Lớp: DH08H2


GVHD: PGS-TS. Nguyễn Văn Thông – GV. Phạm Thị Hữu Hạnh

Đề tài NCKH

u

1.3. NGUỒN TINH DẦU VI TẢO ĐỂ TỔNG HỢP NHIÊN LIỆU BIODIESEL
1.3.1. Giới thiệu Vi Tảo
a.

Tà

1.3.1.1. Giới thiệu chung
Nguồn gốc

Vũ
ng

Chlorella là một loại rong đặc biệt, còn được gọi tên khoa học là Pyrenoidosa
(tên cấu trúc pyrenoid trong Chloroplast) thường sống ở vùng nước ngọt và có hàm

lượng chlorophyll cao nhất (đạt 28,9 g/kg) so với bất kỳ thực vật quang hợp nào được
biết đến trên trái đất.

Tr

ườ

ng

ĐH

Bà

Rị

a-

Chlorella là một loại rong đã xuất hiện cách đây 2,5 tỷ năm và là dạng sống đầu
tiên có nhân thật. Các hóa thạch kỷ tiền Cambri đã chỉ ra sự tồn tại của Chlorella thời
kỳ bấy giờ. Vì Chlorella là một vi sinh vật nên nó không được biết đến cho đến cuối
thế kỷ 19 và tên của nó cũng bắt nguồn từ một từ gốc Hy lạp, chloros có nghĩa là màu
xanh và ella có nghĩa là nhỏ bé. Chlorella nằm trong nhóm sinh vật nhân thật của giới
sống ở nước ngọt dưới dạng một tế bào riêng lẻ. Kích thước của rong chỉ bằng tế bào
hồng cầu người. Dưới những điều kiện sống tối ưu: nhiều ánh sáng, nước trong và
không khí sạch Chlorella sinh sản với tốc độ vô cùng lớn. Quá trình sinh sản nói chung
được chia thành nhiều bước: Sinh trưởng - trưởng thành - thành thục - phân chia.
Môi trường cơ bản nuôi tảo Chlorella: KNO3 20,22g/200ml; NaH2PO4
12,42g/200ml, NaH2PO4.2H2O 1,78g/200ml; CaCl2H2O 0,294g/200ml.
Thành phần vi lượng: H3BO3 0,061g/l; MnCl.4H2O 0,061g/l; ZnSO4.7H2O 0,287g/l;
CuSO4.5H2O 0,024g/l; (NH4)6Mo.7O24.4H2O 0,01235 g/l.

Cách pha như sau: Cân 0,005g natri acetat hòa tan trong 500ml nước cất, thêm 10ml
môi trường cơ bản, 1 ml dung dịch vi lượng, thêm nước cất vào đủ 1000ml, điều chình
pH 5,5-7,5 (PGS.TS.Nguyễn Đức Lượng, 2006).[53]
Mỗi tế bào Chlorella pyrenoidosa có cấu trúc gồm nhân thật, hạt tinh bột, lục lạp
và ti thể với vách tế bào chủ yếu là Xellulose. Dưới những tế bào bình thường, một tế
bào Chlorella sẽ phân chia thành 4 tế bào con trong thời gian chưa đến 24 giờ. Tuổi thọ
của một vòng đời tế bào Chlorella phụ thuộc vào cường độ ánh sáng mặt trời, nhiệt độ
và nguồn dinh dưỡng.
Phương pháp xác định mật độ của tảo:
1. Dụng cụ hóa chất:
2. Buồng đếm hồng cầu
3. Kính hiển vi
4. Ống hút tảo
5. Cốc đốt 500ml
6. Formalin 3%
Sinh viên: Lê Hoàng Lăm

18

Lớp: DH08H2