Những hiểu biết về tính chất, tổng hợp và ứng dụng ethanol sinh học và dầu diesel sinh học

BIOETHANOL

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Giới thiệu Cùng với sự gia tăng của các nguồn năng lượng thay thế khác nhau như: năng lượng hạt nhân, năng lượng mặt trời, năng n lượng gió… năng lượng sinh học cũng đanghơđược ưu tiên phát N nghiệp. triển ở nhiều quốc gia, nhất là các nước công y u

Q m è K y dưới các dạng khác nhau Nhiên liệu sinh học được sử dụng ạ +D như: / m o c - dạng khí: biogas, hydro … . e l g o trấu, mùn cưa, than bùn …

- dạng rắn: cũi, gỗ, o rơm, G - dạng lỏng: ethanol sinh học, desiel sinh học …

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Quy trình sản ản xu xuất chung

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Bioethanol từ tinh bột

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

Lên +D / men om

m è K y ạ

y u Q

c . le

G

g o o

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Quá trình nấu Mục đích n ơ hvi khuẩn có hại Tiệt trùng: hạn chế thấp nhất lượng N y u bằng cách nấu.

Q m è K y ạ D + / Giải phóng các đường liên kết và dextrin m o c . le g o o Giảm nhớt: trong G quá trình hồ hóa, độ nhớt giảm xuống để dịch đi tiếp sang các quá trình tiếp theo.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Quá trình đường hóa Mục đích: cắt nhỏ dextrin, giảm bớt công việc của glucoamylase Sử dụng: Enzyme α-amylase

n ơ Nh

m è K y ạ

y u Q

Cơ chế: +D / m đổi nhiều.

Dextrin có chiều dài mạch othay c . le ngắn công việc còn lại càng ít cho Tuy nhiên, mạch càng g o o enzyme glucoamylase.

G Glucoamylase có thể thủy phân α-1,6 mạch nhánh nhưng ở tốc độ chậm hơn nhiều.

Công việc của glucoamylase là chuyển hóa trực tiếp mạch dextrin thành glucose.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Quá trình lên men Mục đích: chuyển đường thành ethanol nhờ sự hoạt động của tác nhân vi sinh vật là nấm men

n ơ Nh

y u C6H12O6 -> 2 C2H5OH +2 Q m è K y ạ D Điều kiện + / m o c . letrong khoảng 28-320C - Nhiệt độ tối ưu nằm g o o - pH tối ưu để tạo G ethanol là 4.5-5.0

CO2

- Nồng độ dịch đường được giới hạn ở 22% khối lượng

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Quá trình làm khan 1. Chưng cất chân không Dưới áp suất chân không, hỗn hợp nước-ethanol sẽ có những điểm đẳng phí như sau:

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Quá trình làm khan

2. Sử dụng chất hút nước Có thể dùng các chất hút nước như Clorua Canxi khan, vôi. (hiệu suất và năng suất thấp) 3. Thẩm thấu qua màng n

ơ h N

Dựa trên nguyên tắc sử dụng y u màng có khả năng hút nước Q m è cao, có khả năng thẩm thấu K y ngược để tách nước ra khỏi hỗnDạ + / hợp các cấu tử. m

o c . le

g o o

G sẽ được 2 Sau khi qua màng ta dòng: dòng ethanol khan và dòng ethanol có nồng độ thấp.

Dòng ethanol có nồng độ thấp được đưa tới tháp chưng cất để thu hồi ethanol.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Quá trình làm khan 4. Chưng cất đẳng phí Nguyên tắc của phương pháp là cho thêm cấu tử thứ ba vào nhằm thay đổi độ bay hơi tương đối của hai cấu tử trong hệ ban n đầu.

ơ h N

www.daykemquynhon.ucoz.com

Cấu tử thứ ba thường dùng là Benzen, Cloroform uy hoặc Toluene…

5. Phương pháp rây phân tử

Q m è K ạy

D của rây Dựa trên khả năng hấp phụ chọn +lọc / m

o kích thước lỗ sàng sẽ được hấp phụ vào Cấu tử có kích thước nhỏ hơn c . e kích thước lớn hơn sẽ đi qua bề mặt của lcó bên trong, còn các cấu tử g o o nó.

G

Kích thước động học của nước là 2,75 Ao < 3A0 Kích thước động học của ethanol là 3,95 Ao > 3Ao Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Bioethanol từ Cellulose

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.daykemquynhon.ucoz.com

Tiền xử lý

+ / m

o c . le

G

g o o

Lignin Cùng với hemicellulose tạo thành cấu trúc mô vững chắc. Những n bền hóa với lignin mô được ơ h N tương y tự như nhựa được gia u Q cố bằng sợi, trong đó lignin m è đóng vai trò kết dính những K y ạ sợi cellulose.

D Hemicellulose Cũng như lignin, hemicellulose tạo thành lớp bảo vệ xung quanh cellulose

“ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ LIÊN TỤC XỬ LÝ RƠM BẰNG NƯỚC ĐỂcấpLÊN MEN Nơi bồi dưỡngRẠ kiến thức Toán - HƠI Lý - Hóa cho học sinh 2+3 / Diễn ĐànETHANOL” Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Quy trình

Cellulose Tiền xử lý Cellulase

www.daykemquynhon.ucoz.com

Đường hóa

m è K Lênạymen +D / m

o c . le

G

g o o

n ơ Nh

y u Q

Chưng cất

Làm khan

Bioethanol Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Phương pháp tiền xử lý

Phương pháp hóa học: n ơ Dùng tác chất acid h N y u Dùng tác chất base Q m Dùng tác chất dung môi yKè

ạ D + / m

Phương pháp cơ học.co le g Phương pháp oo nổ hơi

G

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Phương pháp tiền xử lý Dùng tác nhân acid: gồm các phương pháp - Xử lý với acid loãng n ơ h N - Bơm hơi nước có acid và nổ hơi có uacid. y Qsử dụng) (trong đó, acid sulfuric thường được m è

K y ạ

+D / Dùng tác nhân base: chủomyếu là dùng NaOH c . le g o o Dùng tác nhân khác G Dung môi như ethanol, methanol, acetone… để hòa tan lignin

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Phương pháp cơ học

Quá trình nổ hơi nước là một quá trình cơ – hóa – nhiệt. → phá vỡ cấu trúc các hợp phần với sự giúp đỡ của nhiệt ở dạng hơi (nhiệt), lực cắt do sự giãn nở của ẩm (cơ), và thủy phân các liên kết glycosidic (hóa). n

www.daykemquynhon.ucoz.com

ơ h N

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Quá trình đường hóa Mục đích Thủy phân cellulose và cả hemicellulose thành glucose.

Sử dụng: hệ enzyme cellulase.

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Quá trình lên men Lên men ethanol

C6H12O6 2 C2 H5OH + h2CO 2 + Q ơn N y u

Q m è Xúc tác: Men SaccharomycesyKcerevisiae hoặc vi khuẩn ạ Zymomonas.

D + / m o c . le g o o G

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Bioethanol từ Tảo Ưu điểm - Khả năng quang hợp cao n ơ h - Đa dạng sinh học lớn N y u Q sinh vật) - Sản xuất sinh khối nhanh chóngm(vi

è K ạy

D + / Các loại vi tảo đã được mnghiên cứu: o c .

Chlorella, Dunaliella, Chlamydomonas, Scenedesmus, e l g o Arthrospira, Spirulina.. o G Các loài này chứa một lượng lớn tinh bột và glycogen

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Bioethanol từ Tảo

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Bioethanol từ Tảo

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Công nghệ sinh học cho nhiên liệu xanh Bioethanol là nhiên liệu sinh học phổ biến nhất, chiếm trên 90% tổng các loại nhiên liệu sinh học đã được sử dụng, với ưu điểm: - nồng độ cồn trên 99,5% n ơ h - có trị số octan cao N y u Q - không gây ô nhiễm môi trường m è K - được sản xuất từ nguồn nguyêny liệu dồi dào là sản phẩm, phụ ạ D phẩm của nông nghiệp. /+

m o .c

le g Ethanol là một nhiênoliệu o tiềm năng, có thể được sử dụng như năng G

lượng thay thế hoặc thay thế 1 phần (pha trộn với xăng thành hỗn hợp E5, E10…) để giảm sự phát thải khí nhà kính, đang được nhiều quốc gia quan tâm, nghiên cứu sản xuất và khuyến khích sử dụng.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Công nghệ sinh học cho nhiên liệu xanh Nhiên liệu sinh học nói chung, nhiên liệu bioethanol nói riêng sẽ có một vị trí quan trọng trong bức tranh toàn cảnh về năng lượng của n thế giới, trong tình hình giá dầu mỏ ngày càngơtăng và bất ổn, đặc h đổi khí hậu nghiêm biệt là hiện tượng hiệu ứng nhà kính, sự biến N y u trọng do khí thải của quá trình sử dụng nhiên Q liệu hóa thạch.

+D / m

m è K y ạ

o c . le

G

g o o

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Công nghệ sinh học cho nhiên liệu xanh Do đó, vấn đề đặt ra là phải nghiên cứu, cải tiến quá trình sản xuất bioethanol sao cho hiệu quả nhất từ nguồn nguyên liệu sinh khối n mùn cưa, rơm rạ, chứa nhiều trong phụ phẩm nông nghiệp (vỏ trấu, ơ h N lục bình …) – một nguồn nguyên liệu dồi dào y và rẻ tiền ở một nước u nông nghiệp như nước ta. mQ

+D / m

è K ạy

o c . le

G

g o o

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

BIODIESEL Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

27

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

BIODIESEL LÀ GÌ?

n ơ Nh

Theo tiêu chuẩn uy ASTM thì Biodiesel

Q m (Diesel sinh học) được định nghĩa: “là è K y ạ alkyl Ester của các acid mạch các D mono + / m có nguồn gốc từ các lipit có thể tái tạo dài o .c

le g o

o G

lại như: dầu thực vật, mỡ động vật, được sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ diesel”.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

28

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN

n

Bắt đầu được sản xuất khoảng giữa năm 1800: chuyển hơ hóa dầu thực vật để

N y thu Glycerol ứng dụng làm xà phòng, các phụ phẩm u là methyl hoặc ethyl Ester Q m gọi chung là biodiesel. è K y ạ đã sử dụng Biodiesel do ông sáng chế D 10/08/1893 lần đầu tiên Rudolf Diesel + / m o để chạy máy. c . le g 1900 Diesel đã biểu diễn o động cơ dùng dầu Biodiesel chế biến từ dầu phụng o G (lạc).

Thập kỷ 90, Pháp đã triển khai sản xuất Biodiesel từ dầu hạt cải. Và được dùng ở dạng B5 và B30.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

29

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

BIODIESEL TRÊN THẾ GIỚI

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

(*) Data source: IEA Energy Statistics © OECD/International Energy Agency, 2011 Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

30

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

BIODIESEL Ở VIỆT NAM

y u Q

Chính phủ đã đặt mục tiêu dùng biodiesel thay thế 5% dầu diesel từ năm 2016 - 2025. m

n ơ Nh

è K ytrường Số xe động cơ diesel chiếm > 20% thị ạ D + / ôtô mới tại Việt Nam. m o c .

Khó khăn: công nghệ-thiết bị, công suất nhỏ, e l g o o tiêu hao nhiều năng G lượng, giá thành cao, nhiều rào cản từ chính sách thông tin của các nhà sản xuất xe.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

31

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

ƯU ĐIỂM CỦA BIODIESEL

n ơ Nh

Được sản xuất từ nguồn nguyên liệu tái sinh.

Dễ dàng phân hủy sinh học (gấp 4 lần so Quvới diesel, phân huỷ từ 85 88% trong nước sau 28 ngày)

m è K y ạ

y

D ứng nhà kính: Giảm thiểu ô nhiễm môi trường,+hiệu / m

o Cháy sạch hơn 75% so với truyền thống. .cdiesel

le g Giảm: 90% hàm lượng o hydrocacbon không cháy, 50% CO2 trong khí thải, o G 50% khả năng phá hủy tầng ozon.

SO2 bị loại bỏ hoàn toàn khi sử dụng động cơ biodiesel.

Giảm nguy cơ độc hại đến sức khỏe con người (B20,B100)

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

32

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

ƯU ĐIỂM CỦA BIODIESEL

n ơ Nh

Về mặt kỹ thuật:

Rất linh động, có thể trộn với diesel theo bất Qukỳ tỷ lệ nào.

y

m è Có điểm chớp cháy cao hơn diesel,yKđốt cháy hoàn toàn, an toàn ạ D bồn chứa và sử dụng. + / m o c Tính bôi trơn tốt, chỉ số cetan cao hơn Diesel. . e l g o cải tiến bất kỳ chi tiết nào của động cơ.

Khi sử dụng không cần o G

trong

Về mặt kinh tế: Tận dụng nguồn phế phẩm, các nguyên liệu có giá trị thấp thúc đẩy nông nghiệp phát triển.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

33

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

NHƯỢC ĐIỂM

n ơ Việc sử dụng nhiên liệu chứa > 5%h biodiesel có thể gây: ăn N y u bình nhiên liệu. mòn chi tiết động cơ, tạo cặn trong Q m è Kthường cao hơn nhiều so với diesel T0 đông đặc của biodiesel y ạ D +dụng ở những nơi có thời tiết giá lạnh. / -> ảnh hưởng khi sử m o c . le gây khó khăn trong việc bảo quản.

Dễ bị oxy hóa, g o o G Nguồn nguyên liệu chưa ổn định, giá thành khá cao.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

34

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

NGUYÊN LIỆU

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

o c . le

G

g o o

m è K y ạ

y u Q

Dầu thực vật

Mỡ động vật

Dầu thải chiên rán

Vi tảo

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

35

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT

n ơ h N uy Phương pháp pha Qloãng m è K y Phương pháp ạ nhiệt phân D + / m o c Phương pháp vi nhũ tương . e l g o o G Phương pháp transester hóa

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

36

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

PHƯƠNG PHÁP PHA LOÃNG

Dầu mỡ có độ nhớt cao (11-17 lần so với diesel thông thường) -> phải phối trộn với nhiên ơnliệu diesel hoặc các

u Q m è Pha loãng dầu hạt hướng dương với nhiên liệu diesel K y ạ ở tỷ lệ thể tích 1:3: là 4.88 cSt. +D / µ400 C m o c Hỗn hợp 1:1 của dầu nành và dung môi stoddard có độ . e l g o cSt ở 380C. nhớt 5.12 o G dung môi như ethanol.

h N y

Nhược điểm: gây hiện tượng bám muội than ở vòi phun khi sử dụng động cơ trong thời gian dài.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

37

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT

n ơ h Dầu dừa và dầu cọ đã được cracking, sử dụng xúc tác N y u 0 SiO/Al2O3 ở 450 C -> nhiên liệu có khối lượng phân hủy nhỏ Q m è hơn.

K y ạ D Nhược điểm: /+ m o Rất khó điểu.c khiển do có nhiều pu xảy ra khi dùng nhiệt và tạo le g nhiều phản o ứng phụ. o G Thải

ra nhiều bụi.

Phải

loại bỏ Oxy sau quá trình nhiệt phân.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

38

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

PHƯƠNG PHÁP VI NHŨ TƯƠNG

Vi nhũ tương hóa với dung môi như n methanol, ethanol

y u Q

và 1-butanol -> ↓ độ nhớt.

ơ h N

m dầu hướng dương, 13.3% Hệ nhũ tương: 53% ètinh

K y ạ ethanol và 33.4%D1-butanol (thể tích) -> độ nhớt là 6.31 + / cSt ở 400C,om chỉ số cetane là 25 và độ tro thấp hơn c .

0.01%.gle o o G Thời gian dài: vòi phun không ổn định, có muội than ở van, nhiên liệu cháy không hoàn toàn.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

39

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

PHƯƠNG PHÁP TRANSESTER HÓA

Phản ứng transester hóa:

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

g o Yếu tố oảnh hưởng: G • Loại xúc tác (acid, kiềm, enzyme).

• Tỉ lệ mol rượu/dầu, t0.

• Hàm lượng nước, hàm lượng acid béo tự do.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

40

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Qui trình sản xuất Biodiesel (Aleks Kac-2006)

n ơ Nh

Loại nước

Trộn methanol o

c . le

Kết thúc qt acid hóa

Mỡ chảy hoàn toàn

Pu tạo glycerol lớp đáy và methyl ester

Trộn methanoxide

G

Glycerol lắng hoàn toàn

+D / m

m è K y ạ

y u Q

g o o

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Sản xuất biodiesel từ dầu Jatropha

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

42

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Sản xuất biodiesel từ dầu Jatropha

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

43

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Sản xuất biodiesel từ vi tảo

www.daykemquynhon.ucoz.com

n ơ Nh

+D / m

m è K y ạ

y u Q

o c . le

G

g o o

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

44

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Sản xuất biodiesel từ vi tảo

Bảng so sánh các thuộc tính giữa biodiesel từ vi tảo với diesel thông thường Thuộc tính

Biodiesel từ vi tảo

Khối lượng riêng(kg/L)

m è 0.864 yK ạ D + / m 5.2

.co

Độ nhớt (mm2/s, 400C) Điểm phát cháy (0C) Điểm đông đặc

(0C)

o G

Chỉ số acid (mg KOH/g) Giá trị nhiệt năng Tỷ lệ H/C

le g o

n ơ Nh

y Diesel u Q

Tiêu chuẩn biodiesel ASTM

0.838

0.84-0.90

1.9-4.1

3.5-5.0

115

75

100 (max)

-12

-50-10

-

0.374

0.5 (max)

0.5 (max)

41

40-45

-

1.81

1.81

-

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

45

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG

ASTM D6751 (B100) Property

Test Method

Limits

Units

Calcium and magnesium combined

EN14538

5 max

ppm

Flash point

D93

Water and sediment

D2709

Kinematic viscosity, 40°C

D445

Sulfated ash

D874

Sulfur

D5453

Copper strip corrosion

n ơ Nh 93.0 min

°C

0.050 max

vol %

1.9-6.0

mm /s

0.020 max

% mass

0.0015 max (S15) 0.05 max (S500)

% mass

D130

0.020 max

-

D613

47 min

-

D2500

Report to customer

°C

D4530

0.050 max

% mass

D664

0.50 max

mg KOH/g

D6584

0.020

% mass

D6584

0.240

% mass

D4951

0.001 max

% mass

D1160

360 max

°C

Oxidation stability

EN15751

3 min

hours

Cold Soak filterability

D7501

360 max

seconds

(1) Methanol content

EN14110

0.2 max

vol %

(2) Flash point

D93

130 min

°C

+D / m

Cetane number Cloud point

o c . le

a

Carbon residue Acid number Free glycerin Total glycerin

Phosphorus content

G

g o o

Distillation temperature, 90% recovered (T90)

b

m è K y ạ

y u Q

c

2

Alcohol control - One of the following must be met:

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

46

www.daykemquynhon.ucoz.com

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG

ASTM D7467 (B6-B20) Property

Test Method

Limits

Units

Acid number

D664

0.3 max

mg KOH/g

Viscosity at 40°C

D445

Flash point

D93

Cloud point

D2500

Distillation temperature, 90% evaporated

D86

n ơ h to customer NReport a

1.9-4.1 b

Q m è D524 K Ramsbottom carbon residue on 10% bottoms y ạ +DD5453 Sulfur / m o c .

D613 Cetane number e l g D482 Ash content o o D2709 Water and sediment G

uy

52

2

mm /s °C °C

343

°C

0.35 max

% mass

0.0015 max (S15) 0.05 max (S500)

% mass

c

40 min

-

0.01

% mass

0.050 max

% mass

Copper corrosion 3 h at 50°C

D130

No. 3

-

Biodiesel content

D7371

6-20

% (V/V)

Oxidation stability

EN15751

6 min

Hours

Lubricity at 60°C

D6079

520 max

micron

D976

40 min

-

d

One of the following must be met: (1) Cetane index

D1319 35 max (2) Aromaticity Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

47