Tài liệu Nghiên cứu quy trình sản xuất biodiesel từ dầu hạt cây dầu mè (jatropha curcas l.)

  • Số trang: 116 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 103 |
  • Lượt tải: 0

Mô tả:

Đềtài “Nghiên cứu quy trình sản xuất biodiesel từdầu hạt cây dầu mè (Jatropha curcasL.)” được tiến hành tại phòng thí nghiệm I4, Bộmôn Công nghệHóa học Trường Đại học Nông Lâm, Thành phốHồChí Minh, thời gian từtháng 1 năm 2009 đến tháng 8 năm 2009. Thí nghiệm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly dầu (thời gian, tỷlệdung môi/ khối lượng hạt) lên lượng dầu thu được, thí nghiệm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng chuyển vịester từdầu hạt cây dầu mè (Jatropha curcasL.) từCông ty Cổphần Nhiên liệu Sinh học Quốc gia (tỷlệ methanol, tỷlệacid sulfuric, thời gian phản ứng) lên hiệu suất thu biodiesel. Mục đích: tìm được điều kiện tốt cho phản ứng chuyển vịester từdầu hạt cây Jatropha curcasL. nhằm tăng hiệu suất thu biodiesel. Phản ứng chuyển vịester gồm hai bước: phản ứngester hóa và phản ứng chuyển vịester. Quy hoạch thực nghiệm được bốtrí theo phương pháp bềmặt đáp ứng kiểu phương án bậc hai có tâm trong cả hai giai đoạn. Giai đoạn một, khảo sát tìm điều kiện tốt đểhạchỉsốacid của dầu hạt cây Jatropha curcasL. Giai đoạn hai, khảo sát tìm điều kiện tốt cho phản ứng chuyển vịester có hiệu suất thu biodiesel cao nhất. Kết quả: điều kiện thực hiện phản ứng giai đoạn một tỷlệmethanol/ dầu theo thểtích là 0,41, tỷlệacid sulfuric theo phần trăm thểtích là 1,42%, với thời gian phản ứng là 41 phút. Điều kiện phản ứng chuyển vịester kiến nghị, tỷlệmethanol/ dầu theo thểtích là 0,21; thời gian phản ứng là 29,8 phút. Toàn bộquá trình được thực hiện trong cùng điều kiện nhiệt độ60 0 C và tốc độkhuấy trộn 500 vòng/phút. Hiệu suất thu biodiesel là 97,58 %. Tổng hàm lượng methyl ester trong phân tích sắc ký khí khối phổGC/MS là 99,83%, hàm lượng oleic acid methyl ester (49,90 % ) , linoleic acid methyl ester ( 26,84% ) và palmitic acid methyl ester (13,26 % ), stearic acid methyl ester 7,71 % đạt hàm lượng cao nhất. Sản phẩm biodiesel đạt tiêu chuẩn nhiên liệu sinh học gốc B100, TCVN 7717: 2007, và tiêu chuẩn MỹASTM 6751. Bước đầu sản xuất được xà phòng thơm theo công thức có tỷlệdầu/ nước/ NaOH lần lượt là 1/0,75/0,035 theo thểtích
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIODIESEL TỪ DẦU HẠT CÂY DẦU MÈ (JATROPHA CURCAS L.). Họ và tên sinh viên: NGUYỄN HOÀNG CHÂU CAO THỊ HẬU Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Niên khóa: 2005 – 2009 Tháng 9/2009 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT BIODIESEL TỪ DẦU HẠT CÂY DẦU MÈ (JATROPHA CURCAS L.). Tác giả NGUYỄN HOÀNG CHÂU CAO THỊ HẬU Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành Công nghệ Hóa học Giáo viên hướng dẫn: TS. Phan Phước Hiền Tháng 9 năm 2009 i    LỜI CẢM TẠ Lời đầu tiên, chúng con xin khắc ghi công lao như trời biển của ba mẹ, đã nuôi nấng, dạy dỗ chúng con khôn lớn như ngày hôm nay. Chúng em xin gửi lời lòng biết ơn đến Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh. Ban giám đốc Trung Tâm Phân Tích Và Thí Nghiệm Hóa Sinh, Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh. Gởi lời cám ơn chân thành đến TS. Phan Phước Hiền đã tận tình hướng dẫn, luôn theo sát và giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp. Xin chân thành gởi lời cảm ơn đến Thầy Cô, Bộ môn Công nghệ Hóa học, Trường Đại học Nông Lâm, Thành phố Hồ Chí Minh đã truyền đạt những kiến thức không chỉ giúp chúng em hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp, mà đó còn là hành trang vững vàng cho chúng em sau này. Cảm ơn Ks. Nguyễn Thị Ngọc Sương đã hướng dẫn, giúp đỡ chúng em. Cảm ơn tập thể CNHH K31, các bạn đã luôn động viên và giúp đỡ chúng tôi trong suốt quá trình học tập, làm đề tài. Cuối cùng chúng em xin chúc TS. Phan Phước Hiền, quý Thầy, Cô trong Bộ môn Công nghệ Hóa học, và toàn thể các bạn trong lớp Công nghệ Hóa học khóa 31 dồi dào sức khỏe và thăng tiến trên con đường sự nghiệp. ii    TÓM TẮT Đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất biodiesel từ dầu hạt cây dầu mè (Jatropha curcas L.)” được tiến hành tại phòng thí nghiệm I4, Bộ môn Công nghệ Hóa học Trường Đại học Nông Lâm, Thành phố Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng 1 năm 2009 đến tháng 8 năm 2009. Thí nghiệm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly dầu (thời gian, tỷ lệ dung môi/ khối lượng hạt) lên lượng dầu thu được, thí nghiệm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng chuyển vị ester từ dầu hạt cây dầu mè (Jatropha curcas L.) từ Công ty Cổ phần Nhiên liệu Sinh học Quốc gia (tỷ lệ methanol, tỷ lệ acid sulfuric, thời gian phản ứng) lên hiệu suất thu biodiesel. Mục đích: tìm được điều kiện tốt cho phản ứng chuyển vị ester từ dầu hạt cây Jatropha curcas L. nhằm tăng hiệu suất thu biodiesel. Phản ứng chuyển vị ester gồm hai bước: phản ứng ester hóa và phản ứng chuyển vị ester. Quy hoạch thực nghiệm được bố trí theo phương pháp bề mặt đáp ứng kiểu phương án bậc hai có tâm trong cả hai giai đoạn. Giai đoạn một, khảo sát tìm điều kiện tốt để hạ chỉ số acid của dầu hạt cây Jatropha curcas L. Giai đoạn hai, khảo sát tìm điều kiện tốt cho phản ứng chuyển vị ester có hiệu suất thu biodiesel cao nhất. Kết quả: điều kiện thực hiện phản ứng giai đoạn một tỷ lệ methanol/ dầu theo thể tích là 0,41, tỷ lệ acid sulfuric theo phần trăm thể tích là 1,42%, với thời gian phản ứng là 41 phút. Điều kiện phản ứng chuyển vị ester kiến nghị, tỷ lệ methanol/ dầu theo thể tích là 0,21; thời gian phản ứng là 29,8 phút. Toàn bộ quá trình được thực hiện trong cùng điều kiện nhiệt độ 600C và tốc độ khuấy trộn 500 vòng/phút. Hiệu suất thu biodiesel là 97,58 %. Tổng hàm lượng methyl ester trong phân tích sắc ký khí khối phổ GC/MS là 99,83%, hàm lượng oleic acid methyl ester (49,90 % ) , linoleic acid methyl ester ( 26,84% ) và palmitic acid methyl ester (13,26 % ), stearic acid methyl ester 7,71 % đạt hàm lượng cao nhất. Sản phẩm biodiesel đạt tiêu chuẩn nhiên liệu sinh học gốc B100, TCVN 7717: 2007, và tiêu chuẩn Mỹ ASTM 6751. Bước đầu sản xuất được xà phòng thơm theo công thức có tỷ lệ dầu/ nước/ NaOH lần lượt là 1/0,75/0,035 theo thể tích. iii    SUMMARY Project "Research on the production process biodiesel from oil seeds sesame oil (Jatropha curcas L.)" was conducted in the laboratory I4, Department of Chemical Engineering University of Agriculture and Forestry, Ho Chi Minh City, period from January 2009 to August 2009. Experimental survey of factors affecting the process of extracting oil (time, ratio of solvent / particle volume) to obtain oil, experimental survey of factors affecting reactions are ester transfer from oil and sesame seed oil (Jatropha curcas L.) from the Corporation Biofuels Country (percentage of methanol, sulfuric acid ratio, response time) to collect performance biodiesel. Purpose: find good conditions for the transesterification reactions oil from Jatropha curcas L. seed to increase revenue performance biodiesel. Transesterification reaction are two steps: esterification reaction and transesterification reaction. Planned experiments are arranged according to the method response surface quadratic model plan for a center in both phases. Phase one, the survey found good conditions to lower the index of the acid plant Jatropha curcas L. seed oil. Second phase, surveys find good conditions for the transesterification reaction biodiesel has the highest collection efficiency. Results: The conditions made the period a response rate of methanol / oil by volume is 0,41, the proportion of sulfuric acid as a percentage of volume is 1,42%, the response time is 41 minutes. Transesterification reaction conditions are proposals, the proportion of methanol / oil by volume is 0,21; response time was 29,8 minutes. The whole process is done in the same conditions of temperature 600C and stirring speed mixer 500 rpm. Revenue performance biodiesel is 97,58%. Total methyl ester content in the analysis of gas chromatography mass spectrometry GC / MS was 99,83%, oleic acid methyl ester content (49,90%), linoleic acid methyl ester (26,84%) and palmitic acid methyl ester (13,26%), Stearic acid methyl ester contentreached 7,71% highest. Initially be produced by aromatic soap formula rate and oil / water / NaOH in turn is 1 / 0, 75 / 0.035 by volume. iv    MỤC LỤC TRANG TỰA. .............................................................................................................0 LỜI CẢM TẠ..............................................................................................................ii TÓM TẮT ................................................................................................................. iii MỤC LỤC..................................................................................................................iv DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ...........................................................................ix DANH SÁCH CÁC HÌNH ..........................................................................................x Chương 1 MỞ ĐẦU ...................................................................................................1 1.1. Đặt vấn đề ......................................................................................................1 1.2. Mục đích đề tài ...............................................................................................1 1.3. Nội dung.........................................................................................................2 1.4. Yêu cầu ..........................................................................................................2 1.5. Ý nghĩa của đề tài ...........................................................................................2 1.5.1. Về kinh tế ................................................................................................2 1.5.2. Về xã hội..................................................................................................3 1.5.3. Về môi trường..........................................................................................3 Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................................4 2.1. Tình hình sản xuất biodiesel trên thế giới........................................................4 2.2. Tình hình tại Việt Nam ...................................................................................7 2.3. Khái quát về biodiesel ....................................................................................9 2.3.1. Định nghĩa ...............................................................................................9 2.3.2. Tính chất..................................................................................................9 2.3.3. Quy trình sản suất chung biodiesel từ hạt cây có dầu..............................12 2.3.4. Yêu cầu kỹ thuật cho B100 theo TCVN 7717: 2007...............................13 v    2.3.5. So sánh tính chất của biodiesel và diesel ................................................14 2.3.6. Ưu nhược điểm của biodisel...................................................................15 2.4. Tổng quan về nguồn nguyên liệu ..................................................................18 2.5. Tổng quan về cây dầu mè (Jatropha curcas L.)..............................................19 2.5.1. Vị trí phân loại .......................................................................................19 2.5.2. Đặc điểm sinh học..................................................................................20 2.5.3. Tình hình phân bố cây dầu mè (Jatropha curcas L.) trên thế giới và tại Việt Nam.............................................................................................................21 2.5.4. Thành phần hóa học ...............................................................................21 2.5.5. Công dụng của cây dầu mè (Jatropha curcas L.).....................................22 2.5.6. Ưu nhược điểm của cây..........................................................................23 2.6. Quy trình sản xuất biodiesel từ dầu hạt cây dầu mè (Jatropha curcas L.).......23 2.6.1. Sơ đồ chung ...........................................................................................24 2.6.2. Quá trình xử lý sơ bộ nguyên liệu ..........................................................25 2.6.3. Quá trình thực hiện phản ứng chuyển vị ester.........................................33 2.7. Sản xuất một số sản phẩm phụ từ dầu hạt cây dầu mè (Jatropha curcas L.) ...42 2.7.1. Khái niệm xà phòng ...............................................................................42 2.7.2. Tác dụng tẩy rửa của xà phòng và của chất tẩy rửa tổng hợp ..................42 Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................43 3.1. Vật liệu.........................................................................................................43 3.1.1. Địa điểm và thời gian thực hiện..............................................................43 3.1.2. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất..................................................................43 3.2. Phương pháp thí nghiệm ...............................................................................45 3.2.1. Thí nghiệm xác định lượng dầu thu được từ quá trình ép........................45 3.2.2. Thí nghiệm xác định ẩm độ ....................................................................45 vi    3.2.3. Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi và thời gian trích ly lên lượng dầu thu được........................................................................................46 3.2.4. Thí nghiệm xác định lượng “gum” .........................................................46 3.2.5. Thí nghiệm xác định chỉ số acid béo tự do của dầu nguyên liệu .............47 3.2.6. Thí nghiệm xác định chỉ số xà phòng hóa của dầu nguyên liệu...............47 3.2.7. Thí nghiệm xác định chỉ số peroxide của dầu nguyên liệu ......................49 3.2.8. Thí nghiệm xác định điều kiện tốt cho phản ứng chuyển hóa giai đoạn một ...............................................................................................................49 3.2.9. Thí nghiệm xác định điều kiện tốt cho phản ứng chuyển hóa giai đoạn hai. ...............................................................................................................52 3.2.10. Thí nghiệm xác định một số chỉ tiêu trong biodiesel...............................55 3.2.11. Thí nghiệm sản xuất thử nghiệm xà phòng .............................................57 Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................58 4.1. Kết quả .........................................................................................................58 4.1.1. Lượng dầu sau khi ép .............................................................................58 4.1.2. Ẩm độ ....................................................................................................58 4.1.3. được Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi và thời gian trích ly đến lượng dầu thu ...............................................................................................................59 4.1.4. Khối lượng “gum”..................................................................................61 4.1.5. Chỉ số acid béo tự do của dầu nguyên liệu..............................................62 4.1.6. Chỉ số xà phòng và chỉ số ester ..............................................................62 4.1.7. Chỉ số peroxide ......................................................................................62 4.1.8. Điều kiện tốt cho phản ứng giai đoạn một ..............................................63 4.1.9. Điều kiện tốt cho phản ứng giai đoạn hai ...............................................69 4.1.10. Một số chỉ tiêu trong biodiesel ...............................................................75 4.1.10 Quy trình sản xuất xà phòng...................................................................77 vii    Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................79 5.1. Kết luận ........................................................................................................79 5.2. Đề nghị.........................................................................................................80 TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................81 PHỤ LỤC..................................................................................................................87 viii    DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT HFRR high – frequency receiprocating rig ASTM D 6751-06, Standard Specification For Biodiesel Fuel Blend Stock ( B100 ) For Middle Distillate Fuels TCVN 7717: 2007 Tiêu chuẩn Việt Nam EN 14214:2003 Automotive Fuels-Fatty Acid Methyl Esters (FAME) For Diesel Engines – Requirements And Test Methods Ctv Cộng tác viên EBB European Biodiesel Board EU European Union ADM Archer Daniels Midland Co. UK United Kingdom TBHQ tert-butylhydroqinone HPL hydratable phospholipid NHPL nonhydratable phospholipid ix    DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Tình hình sản xuất Biodiesel tại các nước Châu Âu.....................................5 Hình 2.2 Mở rộng diện tích dự kiến đến năm 2017 trên thế giới..................................6 Hình 2.3 Diện tích trồng cây Jatropha Curcas L. dự kiến đến năm 2017.....................7 Hình 2.4 Sản lượng thu hoạch cây Jatropha Curcas L. ở các nước Châu Á. ................7 Hình 2.5 Phản ứng chuyển hóa biodiesel.....................................................................9 Hình 2.6 Sơ đồ sản xuất biodiesel tổng quát ..............................................................12 Hình 2.7 Các bộ phận của cây Jatropha curcas L......................................................20 Hình 2.8 Sơ đồ quy trình sản xuất biodiesel từ hạt cây dầu mè (Jatropha curcas L.).24 Hình 2.9 Bộ trích ly bằng soxhlet ..............................................................................26 Hình 2.10 Cấu tạo máy ép trục vít .............................................................................27 Hình 2.11 Phễu nhập liệu của máy ép trục vít............................................................27 Hình 2.12 Lỗ dầu ra ..................................................................................................28 Hình 2.13 Trục vít của máy ép ..................................................................................28 Hình 2.14 Hệ thống máy ép trục vít...........................................................................29 Hình 2.15 Công thức cấu tạo của phospholipid .........................................................31 Hình 2.16 Phản ứng loại phospholipid.......................................................................32 Hình 2.17 Sơ đồ quy trình loại “gum” cho dầu Jatropha curcas L. ...........................33 Hình 2.18 Cơ chế phản ứng chuyển vị ester ..............................................................41 Hình 4.1 Biểu đồ biễu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi lên lượng dầu thu được (%) ..................................................................................................................................60 Hình 4.2 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của thời gian đối với lượng dầu thu được (%)61 Hình 4.3 Dầu Jatropa curcas L. loại “gum” ..............................................................61 Hình 4.4 Mô hình thể hiện sự tương thích của các yếu tố lên chỉ số acid của dầu sau giai đoạn một .............................................................................................................63 x    Hình 4.5 Mô hình bề mặt đáp ứng của các yếu tố lên chỉ số acid...............................66 Hình 4.6 Ảnh hưởng từng yếu tố lên chỉ số acid........................................................66 Hình 4.7 Tương tác của các yếu tố đến chỉ số acid ....................................................67 Hình 4.8 Pha glycerine và pha biodiesel sau giai đoạn một .......................................68 Hình 4.9 Dầu biodiesel sau giai đoạn một, sau khi loại glycerine ..............................69 Hình 4.10 Mô hình thể hiện sự tương thích của hai yếu tố lên hiệu suất phản ứng.....70 Hình 4.11 Mô hình bề mặt đáp ứng lên hiệu suất phản ứng biểu diễn theo thời gian phản ứng và lượng methanol......................................................................................72 Hình 4.12 Ảnh hưởng của hai yếu tố lên hiệu suất phản ứng .....................................72 Hình 4.13 Ảnh hưởng tương tác giữa hai yếu tố lên hiệu suất phản ứng ....................73 Hình 4.14 Sự phân lớp giữa hai pha glycerine và biodiesel sau giai đoạn hai ............74 Hình 4.15 Quá trình rửa biodiesel .............................................................................75 Hình 4.16 Biodiesel từ dầu hạt cây Jatropha curcas L. .............................................75 Hình 4. 17 Mẫu xà phòng thử nghiệm giai đoạn chế biến và đổ khuôn ......................78 xi    DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1 Các chỉ tiêu chất lượng của diesel sinh học gốc ( B100 ) ............................13 Bảng 2.2 Tính chất của nhiên liệu diesel....................................................................14 Bảng 2.3 Bảng so sánh tính chất của biodiesel và diesel ............................................15 Bảng 2.4 Nguồn sản xuất biodiesel của các nước ......................................................18 Bảng 2.5 Sản lượng các nguồn nguyên liệu cho biodiesel ở Việt Nam.......................19 Bảng 2.6 Tiềm năng biodiesel tại Việt Nam ..............................................................19 Bảng 2.7 Thành phần các acid béo trong dầu Jatropha curcas L. ..............................21 Bảng 2.8 Các cấu tử độc trong cây Jatropha curcas L. ..............................................22 Bảng 3.1 Bố trí thí nghiệm trích ly ............................................................................46 Bảng 3.2 Mã hóa các yếu tố khảo sát.........................................................................51 Bảng 3.3 Bố trí thực nghiệm các điều kiện khảo sát ..................................................51 Bảng 3.4 Các yếu tố mã hóa ......................................................................................53 Bảng 3.5 Bố trí thực nghiệm các điều kiện khảo sát ..................................................53 Bảng 4.1 Kết quả khảo sát ẩm độ của hạt nguyên liệu ...............................................58 Bảng 4.2 Kết quả lượng dầu thu được .......................................................................59 Bảng 4.3 Kết quả phần trăm khối lượng dầu thu được ...............................................59 Bảng 4.4 Kết quả khảo sát tỷ lệ “gum” ......................................................................61 Bảng 4.5 Kết quả chỉ số acid của dầu ........................................................................62 Bảng 4.6 Kết quả chỉ số xà phòng của dầu ................................................................62 Bảng 4.7 Kết quả chỉ số peroxide của dầu .................................................................62 Bảng 4.8 Tác động của các yếu tố khảo sát lên chỉ số acid của dầu............................64 Bảng 4.9 Khối lượng biodiesel thu được sau phản ứng giai đoạn hai .........................69 Bảng 4.10 Tác động của hai yếu tố khảo sát lên hiệu suất phản ứng ..........................71 xii    Bảng 4.11 Kết quả hiệu suất toàn bộ quy trình ..........................................................73 Bảng 4.12 Kết quả chỉ số acid của biodiesel ..............................................................76 xiii    Chương 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Trên thế giới hiện nay còn phụ thuộc vào nguồn năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch, tuy nhiên nguồn nguyên liệu này ngày nay đang cạn kiệt dần. Khi đốt nhiên liệu dầu mỏ, một lượng khí CO2 thải ra môi trường. Theo Hội Năng lượng Quốc tế (International Energy Association), việc dùng dầu (diesel) cho di chuyển sẽ tăng gấp đôi trong vòng 25 năm tới và hiệu ứng nhà kính cùng hiện tượng nóng lên toàn cầu cũng tăng đồng biến với việc sử dụng xăng dầu. Năng lượng sinh học là giải pháp tối ưu có thể thay thế dần nguồn năng lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt. Trong lĩnh vực vận chuyển,định hướng phát triển diesel sinh học đang được hầu hết các quốc gia trên thế giới nghiên cứu và phát triển. Ở Việt Nam, cây cọc rào là nguồn nguyên liệu chế tạo diesel sinh học mang lại nhiều lợi ích, bổ sung nguồn nhiên liệu sinh học nâng cao sự ổn định an ninh năng lượng quốc gia, thân thiện với môi trường, tạo nguồn lợi kinh tế, vừa góp phần giải quyết các vấn đề xã hội. Được sự phân công của BM CNHH, dưới sự hướng dẫn của TS. Phan Phước Hiền, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất biodiesel từ dầu hạt cây dầu mè (Jatropha curcas L.)”. 1.2. Mục đích đề tài Nghiên cứu quy trình sản xuất nhiên liệu sinh học biodiesel từ dầu hạt cây Jatropha curcas L. 1    Xác định các yếu tố để tối ưu hóa hiệu suất thu biodiesel từ dầu hạt cây Jatropha curcas L. Xác định một số chỉ tiêu trong mẫu dầu ban đầu và dầu biodiesel sau khi thực hiện phản ứng chuyển vị ester tạo biodiesel. Sản xuất một số sản phẩm phụ từ dầu hạt cây Jatropha curcas L. 1.3. Nội dung Tìm hiều tình hình sản xuất biodiesel trên thế giới và tại Việt Nam. So sánh chất lượng biodiesel và biesel, tìm hiểu về các tính chất qui định đối với nhiên liệu sinh học. Sử dụng nguồn nguyên liệu là hạt cây Jatropha curcas L. để tách lấy dầu, tiến hành thực hiện việc khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng chuyển vị ester theo phương pháp xúc tác đồng thể thu biodiesel như sau: i. Thời gian phản ứng; ii. Tỷ lệ acid sunfuric trong giai đoạn đầu phản ứng chuyển vị ester; iii. Tỷ lệ methanol trong toàn bộ quá trình phản ứng chuyển vị ester. Ảnh hưởng của các yếu tố trên được đánh giá dựa trên các thông số: i. Chỉ số acid của sản phẩm sau giai đoạn một; ii. Tính hiệu suất thu biodiesel toàn bộ quy trình. 1.4. Yêu cầu Khảo sát ảnh hưởng của lượng dung môi và thời gian trích ly đến lượng dầu thu được. Bố trí thí nghiệm xác định điều kiện tốt thực hiện phản ứng chuyển hóa biodiesel. Thử nghiệm chế biến xà phòng từ dầu Jatropha curcas L.. Xác định một số chỉ tiêu nhiên liệu sinh học. 1.5. Ý nghĩa của đề tài 1.5.1. Về kinh tế Tận thu được một nguồn lợi từ loại cây trồng mới. Phát hiện ra một nguồn nhiên liệu sạch định hướng phát triển nhiên liệu cho tương lai. 2    Mặc dù giá nhiên liệu sinh học hiện nay còn tương đối cao nhưng trong tương lai là nguồn nhiên liệu quí báo thay thế nguồn nhiên liệu hóa thạch đang cạn kiệt dần. 1.5.2. Về xã hội Tạo công ăn việc làm cho những nông dân miền núi vì loại cây này chịu được những khí hậu khô hạn và đất cằn cỗi ở những vùng núi. Tận thu tất cả các bộ phận của hạt và cây sử dụng làm phân bón cho nông nghiệp. 1.5.3. Về môi trường Tạo ra một lượng không khí sạch cho con người. Loại cây này có khả năng giữ đất giữ nước giúp con người chống choi lũ lụt hạn hán. Sản xuất nhiên liệu sạch cho con người thay vì các nhiên liệu hóa thạch.    3    Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Tình hình sản xuất biodiesel trên thế giới [44], [50] Các nước trên thế giới đang tìm ra các dạng nhiên liệu thay thế thân thiện môi trường vào hai lĩnh vực quan trọng nhất là điện năng và nhiên liệu cho vận tải. Trong lĩnh vực vận tải có rất nhiều nhiên liệu để thay thế nhưng nhiên liệu sinh học đang trở thành loại nhiên liệu có nhiều khả năng nhất trước khi nhiên liệu hydro được sử dụng rộng rãi. Phát triển nhiên liệu tái tạo nói chung và nhiên liệu sinh học nói riêng đang là chính sách năng lượng và môi trường tích cực mang tính nhân văn cao cả, có xu hướng phát triển ngày một tăng nhờ những lợi ích kinh tế - xã hội to lớn. Đến nay đã có hơn 55 quốc gia phát triển và sử dụng năng lượng sinh học ở các mức độ khác nhau. Nhiên liệu sinh học được hiểu là loại nhiên liệu tái tạo được sản xuất từ sản phẩm nông nghiệp và sinh khối. Tổ chức biodiesel Châu Âu EBB vừa công bố sản lượng biodiesel trong năm 2006-2007. Trong năm 2006 Châu Âu đã sản xuất tới 77% lượng biodiesel của cả thế giới. Vào cuối năm 2007, sản lượng biodiesel sẽ đạt con số kỷ lục 10,2 triệu tấn, so với 4,89 triệu tấn năm 2006. Tại Châu Âu hiện có 185 nhà máy sản xuất biodiesel đang hoạt động và khoảng 58 nhà máy trong quá trình xây dựng. Tuy nhiên để thực hiện được mục tiêu đề ra, EBB kêu gọi EU hỗ trợ hơn nữa về mặt pháp lý, nhất là trong việc tăng lượng biodiesel cho phép từ 5% lên 10% và 15% trong thời gian tới. 4    Nguồn http://www.ebb-eu.org/stats.php http://www.biofuelreview.com/content/view/1105/ Hình 2.1: Tình hình sản xuất Biodiesel tại các nước Châu Âu Thái Lan đẩy mạnh việc sử dụng biodiesel. Vừa qua, bộ trưởng Bộ năng lượng Thái Lan Piyasvasti Amranand đã thông báo về việc bắt buộc sử dụng B2 tại 10 ngàn trặm xăng dầu trên khắp đất nước cho tới tháng 1 năm 2008, sau đó sẽ chuyển sang B5. Vào đầu năm 2007, bộ năng lượng Thái Lan đã đưa ra mục tiêu tăng mức tiêu thụ biodiesel từ 500 ngàn lít/ngày trong năm 2007 lên 4 triệu lít/ngày vào cuối năm 2011 (tương đương 7% lượng dầu diesel tiêu thụ). Thái Lan cũng đề ra kế hoạch thay thế 20% lượng nhiên liệu truyền thống bằng nhiên liệu sinh học trong vòng 5 năm tới. Đông Âu đáp ứng nhu cầu nguyên liệu sản xuất biodiesel cho Châu Âu. Liên minh Châu Âu và nhiều công ty đa quốc gia đang xem xét việc thu mua nguyên liệu sản xuất biodiesel từ các nước Đông Âu và Nga. Nhà máy tại Prizwalk, Đức (trực thuộc European Oil Products Biodiesel) đang tiếp nhận dầu cải từ nhà máy sản xuất dầu thực vật tại Liepaia, Latvia. Tương tự, Archer Daniels Midland Co. (ADM) sử dụng dầu thực vật từ hãng IMEZ, Ukraine. Nguyên liệu sản xuất biodiesel có thể được cung cấp từ Liên bang Nga. Bộ trưởng bộ nông nghiệp Nga trong Hội nghị Xanh, 2007 tại Berlin thông báo rằng Nga có thể mở rộng việc phát triển các cây lấy dầu như cải dầu để sản xuất nhiên liệu và cung cấp cho liên minh Châu Âu. Bộ trưởng nước này cũng cho biết thêm hiện tại Nga có khoảng 20 triệu hecta diện tích đất nông nghiệp chưa sử dụng và tiềm năng phát triển nhiên liệu sinh học của Nga có thể sánh ngang với Mỹ. 5    D1 Oils Asia Pacific thúc đẩy việc phát triển cây dầu mè. D1 Oils Asia Pacific (chi nhánh của D1 Oils UK) đang cố gắng thuyết phục nông dân trồng cây Jatropha Curcas L. để sản xuất biodiesel. D1 sẽ cung cấp cây giống, phân bón, hỗ trợ kỹ thuật cho người nông dân. D1 rất tin tưởng vào việc nhu cầu sử dụng biodiesel sẽ tăng cao trong tương lai và Đông Nam Á chính là vùng có khí hậu lý tưởng để phát triển cây Jatropha curcas L. như là nguồn nguyên liệu đầy tiềm năng. Hình 2.2 Mở rộng diện tích dự kiến đến năm 2017 trên thế giới nguồn [4] Sự mở rộng việc trồng cây Jatropha curcas L. dự kiến đến năm 2017 dự đoán đạt được 12,7 triệu ha ở Trung Quốc, 11 triệu ha ở Ấn Độ, 4.5 triệu ha ở Indonesia, 2.83 triệu ha ở Myanmar, ở các nước như Thái Lan, Malaysia, Philippin, Campuchia, và Việt Nam sản lượng còn rất thấp nhưng chính phủ cũng đang bắt đầu có những chính sách để khuyến khích trồng cây Jatropha curcas L. 6   
- Xem thêm -