BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ HỒ HẢI ĐĂNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP BIODIESEL TỪ BÃ CÀ PHÊ ĐÃ QUA SỬ DỤNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa học MSSV: 2072045 CẦN THƠ - 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP BIODIESEL TỪ BÃ CÀ PHÊ ĐÃ QUA SỬ DỤNG Chuyên ngành: Hóa học HỒ HẢI ĐĂNG MSSV: 2072045 HƯỚNG DẪN KHOA HỌC ThS NGUYỄN VĂN ĐẠT CẦN THƠ - 2011 LỜI CẢM ƠN - -Lời em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình em, ln chỗ dựa vững tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt thời gian qua Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Đạt tận tình dạy, hướng dẫn, cung cấp tài liệu, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu để giúp em hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô Bộ mơn Hóa-Khoa Khoa Học Tự Nhiên Trường Đại Học Cần Thơ tạo điều kiện thuận lợi cho em thực đề tài Cuối cùng, xin cảm ơn anh chị, bạn làm việc phòng thí nghiệm Hóa Vơ Cơ Hữu Cơ đại cương, phòng Hóa Hữu Cơ chuyên sâu giúp đỡ em giải vấn đề phát sinh suốt trình thực luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng để hoàn thành tốt đề tài hạn chế chuyên môn, kinh nghiệm, thời gian…bài luận văn khơng khó tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý từ quý Thầy cô bạn để đề tài luận văn hoàn thiện Cần Thơ, ngày tháng năm 2011 Hồ Hải Đăng Trang i MỤC LỤC Lời cảm ơn i Mục lục ii Danh mục hình sơ đồ v Danh mục bảng vi Danh mục từ viết tắt vii Lời mở đầu viii Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ BIODIESEL 1.1 Giới thiệu sơ lược biodiesel 1.2 Sự keo hóa nhiệt độ thấp 1.3 Sự nhiễm bẩn nước 1.4 Tiêu chuẩn chất lượng cho biodiesel 1.4.1 Trị số cetane 1.4.2 Độ bền oxy hóa 1.4.3 Điểm chớp cháy 1.4.4 Độ nhớt động học 1.5 Các vấn đề sử dụng biodiesel 1.5.1 Ưu điểm 1.5.2 Nhược điểm 1.5.3 Các vấn đề khác 1.6 Tình hình sản xuất sử dụng biodiesel nước 10 1.6.1 Tình hình ngồi nước 10 1.6.2 Tình hình nước 12 Chƣơng 2: TỔNG QUAN VỀ CÀ PHÊ 14 2.1 Giới thiệu sơ lược cà phê 14 2.1.1 Xuất xứ 14 2.1.2 Đặc điểm 15 2.1.3 Phân loại 15 2.2 Ảnh hưởng cà phê 16 Trang ii 2.3 Bã cà phê 17 2.4 Tình hình sản xuất cà phê giới 17 Chƣơng 3: TỔNG QUAN VỀ CHẤT BÉO 19 3.1 Lipid 19 3.1.1 Định nghĩa 19 3.1.2 Các acid béo 19 3.1.2.1 Công thức cấu tạo acid béo 19 3.1.2.2 Phân loại acid béo 20 3.1.3 Một số tiêu đánh giá chất lượng chất béo 21 3.1.3.1 Chỉ số acid 21 3.1.3.2 Chỉ số xà phòng hóa 22 3.1.3.3 Chỉ số iod 22 Chƣơng 4: MỘT SỐ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIODIESEL ĐÃ ĐƢỢC CÔNG BỐ 23 4.1 Sản xuất biodiesel từ mỡ cá da trơn 23 4.2 Sản xuất biodiesel từ dầu ăn qua sử dụng 24 4.3 Rong tảo Việt Nam việc sản xuất Biodiesel 25 4.4 Công nghệ sản xuất biodiesel từ Jatropha 26 4.5 Nhiên liệu sinh học từ bã cà phê qua sử dụng 27 4.6 Nguồn nguyên liệu bã cà phê cho việc sản xuất biodiesel Việt Nam 29 Chƣơng 5: NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP VÀ PHƢƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 30 5.1 Nội dung nghiên cứu 30 5.1.1 Qui trình tách chiết dầu từ bã cà phê qua sử dụng 30 5.1.1.1 Tách dầu từ bã cà phê 30 5.1.1.2 Tách hexane khỏi dầu cà phê 31 5.1.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tổng hợp biodiesel từ dầu cà phê sau tách hexan 32 5.2 Phương pháp nghiên cứu 32 5.2.1 Phương pháp chuyển vị ester (ester hóa) 32 5.2.2 Làm glycerine 35 Trang iii 5.2.3 Xúc tác cho trình chuyển vị ester 36 5.3 Phương tiện nghiên cứu 42 5.3.1 Dụng cụ thiết bị 42 5.3.2 Hóa chất 42 5.3.3 Nguyên liệu 43 Chƣơng 6: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 44 6.1 Thiết lập phản ứng 44 6.1.1 Giai đoạn 1: thực phản ứng ester hóa xúc tác acid sulfuric 44 6.1.2 Giai đoạn 2: thực phản ứng ester hóa xúc tác kiềm (phản ứng transester hóa) 45 6.2 Kết luận chung 51 Chƣơng 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52 7.1 Kết luận 52 7.2 Kiến nghị 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 Trang iv Luận văn tốt nghiệp Hồ Hải Đăng - 2072045 DANH MỤC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ Trang Hình 1.1 Mẫu biodiesel Hình 1.2 Trạm cung cấp biodiesel Hình 2.1 Cây cà phê 15 Hình 2.2 Hạt cà phê 16 Hình 4.1 Mỡ cá Tra, cá Basa 23 Hình 4.2 Dầu ăn qua sử dụng 25 Hình 4.3 Rong tảo 25 Hình 4.4 Cây Jatropha 27 Hình 4.5 Cà phê xay nhuyễn 29 Hình 5.1 Hệ thống chiết soxhlet 31 Hình 5.2 Máy cô quay 31 Sơ đồ 5.1 Thu biodiesel dựa phản ứng chuyển vị ester 34 Sơ đồ 5.2 Thu biodiesel từ nhiều nguồn nguyên liệu khác 35 Hình 6.1 Dầu cà phê giai đoạn 45 Hình 6.2 Sản phẩm biodiesel 48 Hình 6.3 Phễu chiết chứa dầu cà phê tách lớp 48 Hình 6.4 Bã cà phê trước trích dầu 49 Hình 6.5 Bã cà phê sau trích dầu 49 Hình 6.6 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng tỉ lệ mol đến hiệu suất phản ứng 50 Hình 6.7 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng xúc tác kiềm đến hiệu suất phản ứng 51 Trang v Luận văn tốt nghiệp Hồ Hải Đăng - 2072045 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Bảng tổng kết tiêu chuẩn cho biodiesel Bảng 1.2 Sản lượng sản xuất biodiesel Châu Âu qua năm 11 Bảng 1.3 Năng suất thu dầu loại trồng 13 Bảng 5.1 Hiệu suất phản ứng số alcohol thông dụng 40 Bảng 5.2 Tính chất số alcohol 41 Bảng 6.1 Bảng tổng kết trình khảo sát 47 Trang vi Luận văn tốt nghiệp Hồ Hải Đăng - 2072045 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT FAME Fatty Acid Methyl Esters ASTM American Society for Testing Methyl ester acid béo and Materials Hiệp hội thử nghiệm vật liệu Mỹ EN European standard Tiêu chuẩn Châu Âu AV Acid Value Chỉ số acid FFA Free Fatty Acid Acid béo tự Trang vii Luận văn tốt nghiệp Hồ Hải Đăng - 2072045 MỞ ĐẦU Biodiesel hay gọi "diesel sinh học" thuật ngữ dùng để loại nhiên liệu dùng cho động diesel, tổng hợp từ dầu thực vật mỡ động vật Trong lịch sử, loại dầu sử dụng để làm nhiên liệu cho động vào năm 1900 Tuy nhiên, vào thời điểm đó, nguồn lượng dầu mỡ rẻ tiền chưa trở nên thật cần thiết Cho đến giá nhiên liệu tăng lên lo lắng nguy thiếu hụt nhiên liệu việc tìm kiếm nguồn nguyên liệu thay điều cần thiết Một hướng việc nghiên cứu nguồn nhiên liệu sinh học đến từ hạt cà phê, xác từ bã cà phê Nhóm nghiên cứu Narasimharao Kondamudi, Susanta Mohapatra Manoranjan Misra Đại học Nevada (Mỹ) cho rằng, dễ dàng chế biến nhiên liệu sinh học từ bã cà phê Họ nhận thấy, diesel sinh học chiết xuất từ cà phê tương đương loại diesel sinh học tốt thị trường Hơn nữa, dùng nhiên liệu cho động cơ, khơng tạo khí thải có mùi khó ngửi, mang mùi cà phê So sánh lượng khí thải biodiesel diesel cho thấy, lượng hydrocarbon khí thải động sử dụng biodiesel giảm 65%, CO2 giảm 35%, hạt khói bụi giảm gần 40% Sau chiết xuất dầu, bã cà phê sót lại dùng làm phân bón nhiều ứng dụng khác thực tiễn Việt Nam nước xuất cà phê đứng hàng thứ giới sau Brazil Nó trở thành mặt hàng nông sản xuất chủ lực với sản lượng xuất triệu tấn/năm đạt kim ngạch xuất gần tỷ USD/năm đứng thứ hai sau mặt hàng gạo Việc tận dụng bã cà phê qua sử dụng không giải nhu cầu diesel sinh học mà hạn chế nhiễm mơi trường, chi phí cho việc thải bỏ chúng, đồng thời góp phần phát triển kinh tế nước nhà Trang Luận văn tốt nghiệp Hồ Hải Đăng - 2072045 Cơ chế lập lại tạo thành phân tử glycerine [9] Qua chế phản ứng, ta thấy vận tốc phản ứng phụ thuộc vào kích thước anion RO¯ Kích thước lớn, anion khó công vào liên kết CO, phản ứng xảy chậm Do đó, phản ứng với methanol xảy dễ dàng với alcohol khác Để đạt hiệu suất tối ưu, ethanol butanol cần nhiệt độ cao so với methanol Bảng 5.1 Hiệu suất phản ứng số alcohol thông dụng Thời gian phản ứng, Hiệu suất ester (% khối lượng) phút Methanol, 60 °C Ethanol, 75 °C 1-Butanol, 114 °C 78 75 88 85 83 89 86 84 91 30 95 96 94 60 98 96 96 (Tỉ lệ mol alcohol:dầu = 6:1; 0,5% khối lượng CH3ONa) Ngoài khả phản ứng, methanol nhiều ưu điểm so với alcohol khác: + Giá thành thấp + Khối lượng (và thể tích) methanol cần dùng thấp khối lượng mol methanol thấp nhiều (trong khối lượng riêng không khác nhiều) + Để thu biodiesel với hiệu suất cao (đến 99,7%), người ta phải dùng dư alcohol Lượng alcohol dư phải tách quay trở lại phản ứng nhằm giảm chi phí sản xuất khơng gây độc hại mơi trường Methanol có nhiệt độ sôi thấp nên hiển nhiên dễ tách khỏi hỗn hợp phản ứng Thêm vào đó, tách ra, alcohol ln chứa nước Methanol dễ dàng tách khỏi nước phương pháp chưng cất thông thường Những alcohol khác ethanol isopropanol tạo với nước hỗn hợp đồng sôi nên gây khó khăn cho việc tách nước Do đó, methanol độc hại alcohol phổ biến sản xuất biodiesel Trang 42 Luận văn tốt nghiệp Hồ Hải Đăng - 2072045 Ở số nước Brazil, ethanol lại ưa chuộng nước ethanol rẻ so với methanol Khi dùng số alcohol khác isopropanol, isobutanol, biodiesel thu có nhiệt độ đơng đặc thấp so với dùng methanol Nhưng giá thành cao không phổ biến, alcohol không dùng rộng rãi Hơn nữa, tính đơng đặc biodiesel giải cách kinh tế dùng chất phụ gia thích hợp Bảng 5.2 Tính chất số alcohol Tên gọi Công thức Methanol Khối lượng mol Khối lượng riêng Nhiệt độ sôi (g/mol) (g/ml) (°C) CH3OH 32 0.7914 65 Ethanol C2H5OH 46 0.7893 78.5 1-Propanol CH3CH2CH2OH 60 0.8035 97.4 Isopropanol CH3CH(CH3)OH 60 0.7855 82.4 1-Butanol CH3CH2CH2CH2OH 74 0.8098 117.2 Isobutanol CH3CH(CH3)CH2OH 74 0.8018 108 [10] Bên cạnh đó, nguyên nhân làm giảm tốc độ phản ứng khó hòa tan methanol vào dầu, mỡ Để tăng hòa tan người ta tăng nhiệt độ, tăng mức độ khuấy (nhất thời điểm bắt đầu phản ứng trình chu kỳ) sử dụng chất dung môi trung gian + Nếu phản ứng thực nhiệt độ phòng, cần 4-8 để hoàn tất phản ứng + Ở 40 °C : 2-4 giờ; 60 °C: 1-2 + Nhiệt độ cao giảm thời gian phản ứng cần thực điều kiện áp suất để giữ cho methanol trạng thái lỏng + Trên thực tế, trình thực chủ yếu 60 °C + Khi làm thí nghiệm với lượng nhỏ dầu thực vật, khoảng 50 g, sau khoảng 10 phút phản ứng nhiệt độ không ảnh hưởng đến lượng ester tạo thành (trong điều kiện phản ứng) Trang 43 Luận văn tốt nghiệp Hồ Hải Đăng - 2072045 - Hiệu suất phản ứng tính cách gần theo công thức: H(%) = khoi luong biodiesel (gam)  100 khoi luong nguyen lieu (gam) 5.3 Phƣơng tiêṇ nghiên cƣ́u 5.3.1 Dụng cụ thiết bị Buret Bô ̣ du ̣ng cu ̣ đun hoàn lưu Bộ dụng cụ chiết soxhlet Bình cầu thủy tinh Cớ c thủy tinh, erlen Máy khuấy từ Máy cô quay Ống đong, ống nhỏ giọt Phễu chiế t, phễu lo ̣c 5.3.2 Hóa chất Methanol (Trung Quốc) KOH khan (Trung Quốc) H2SO4 đâ ̣m đă ̣c (Trung Quốc) Na2SO4 khan (Trung Quốc) Phenolphtalein (Trung Quốc) Trang 44 Luận văn tốt nghiệp Hồ Hải Đăng - 2072045 Hexan (Trung Quốc) Ethanol tuyệt đối (Trung Quốc) Dietyl eter (Trung Quốc) 5.3.3 Nguyên liêụ Bã cà phê thu từ số quán cà phê khu vực TP Cần Thơ Trang 45 Luận văn tốt nghiệp Hồ Hải Đăng - 2072045 Chƣơng KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN - Ly trích dầu cà phê từ bã cà phê phƣơng pháp chiết soxhlet Sau cân bã cà phê trước sau cho vào túi trích dầu chúng tơi tính lượng dầu béo có bã cà phê khoảng 20% - Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất tổng hợp biodiesel 6.1 Thiết lập phản ứng Để sử dụng cho mục đích thí nghiệm này, chúng tơi dùng bình cầu đáy tròn, với bếp điện đun nóng cánh khuấy từ Hỗn hợp khuấy với tốc độ tất mẫu thử Khoảng nhiệt độ thí nghiệm trì 60ºC 6.1.1 Giai đoa ̣n 1: thƣ ̣c hiêṇ phản ƣ́ng est er hóa xúc t ác acid sulfuric Cho q trình ester hóa xúc tác acid, lít dầu cà phê thô cần 600 ml methanol Lượng methanol khoảng 60% dầu Dầu cà phê đổ vào bình cầu gia nhiệt đến 60ºC Methanol thêm vào dầu cà phê gia nhiệt khuấy vòng vài phút Sau thêm 1% (khối lượng dầu) acid sulfuric Gia nhiệt khuấy tiế p vòng h áp suất thường Khi hồn thành phản ứng, sản phẩm đổ vào phễu chiết để tách pha Alcohol dư, với acid sulfuric tạp chất nằm pha tách bỏ Pha phân tách sử dụng cho trình phía sau (transester hóa) - Kết thu đƣợc giai đoạn ● Chỉ số acid đo sau giai đoạn AV = 1,44 Trang 46 Luận văn tốt nghiệp Hồ Hải Đăng - 2072045 Hình 6.1: Dầu cà phê giai đoạn Lượng xúc tác acid sử dụng qui trình ảnh hưởng lên độ chuyển hóa q trình Xúc tác sử dụng thay đổi khoảng 1% khối lượng Giá trị phần trăm phần thể tích dầu cần cho phản ứng Quá trình xúc tác acid đạt hiệu suất chuyển hóa cực đại lượng acid sulfuric 1% so với lượng dầu ban đầu Ngoài ra, cần ý suốt thí nghiệm, thêm nhiều acid sulfuric làm tối màu sản phẩm Lượng acid sulfuric cho vào ảnh hưởng đến bước thứ 6.1.2 Giai đoa ̣n 2: thƣ ̣c hiêṇ phản ƣ́ng ester hóa xúc tác kiềm (phản ứng transester hóa) Q trình transester hóa sử dụng thiết lập thực nghiệm giai đoạn tiền xử lý xúc tác acid Sản phẩm bước thứ gia nhiệt đến nhiệt độ phản ứng cần thiết khoảng 60ºC bình cầu Trong lúc đó, KOH hòa tan methanol rót vào bình cầu Hỗn hợp đun nóng khuấy khoảng Khi phản ứng kết thúc, sản phẩm đổ phễu chiết để tách thành lớp Lớp dưới, chủ yếu chứa tạp chất glycerine, lấy Ester nằm lớp Methyl ester rửa để Trang 47 Luận văn tốt nghiệp Hồ Hải Đăng - 2072045 loại bỏ tạp chất sót glycerine Nước (khoảng 10% thể tích) xịt lên bề mặt lớp ester khuấy nhẹ Lớp bỏ lớp có màu vàng nâu (chính biodiesel) tách Phương triǹ h phản ứng transester hóa : Triglyceride Methanol Methyl ester Glycerol - Ảnh hƣởng tỉ lệ mol methanol/dầu Lượng methanol cần thiết cho trình transester hóa phân tích thơng qua tỉ lệ mol methanol/dầu Theo phương trình tỉ lượng, tỉ lệ mol cần thiết 3:1 Nhưng thực tế, để tăng hiệu suất phản ứng cần tỉ lệ mol cao làm cho phản ứng theo hướng tạo sản phẩm với tốc độ nhanh - Ảnh hƣởng lƣợng xúc tác kiềm Xúc tác kiềm (KOH) nồng độ thay đổi khoảng 0,5-1,5% (khối lượng KOH/khối lượng dầu) sử dụng thí nghiệm Hiệu suất chuyển hóa cực đại đạt nồng độ KOH 1% Lượng xúc tác cho vào nhiều làm tăng khả tạo nhũ tương, điều làm tăng độ nhớt dẫn đến tạo gel Q trình transester hóa diễn không hiệu lượng KOH không đủ - Kết thu đƣợc giai đoạn Khối lượng dầu đem cân cho phản ứng: 20 g Trang 48 Luận văn tốt nghiệp Hồ Hải Đăng - 2072045 Bảng 6.1: Bảng tổng kết trình khảo sát Xúc tác KOH (%) 0,5 0,75 1,00 1,25 1,5 Hiệu suất thu Chỉ số acid Biodiesel (%) (acid value) 1:4 24,1 0,46 1:5 27,2 0,46 1:6 37,35 0,42 1:7 31,3 0,46 1:8 23,95 0,46 1:4 27,5 0,46 1:5 30,4 0,46 1:6 39,45 0,42 1:7 31,8 0,46 1:8 25,9 0,46 1:4 36,2 0,45 1:5 40,9 0,45 1:6 54,5 0,27 1:7 42,4 0,45 1:8 27,35 0,45 1:4 35,45 0,46 1:5 47,55 0,46 1:6 50,4 0,42 1:7 45,1 0,46 1:8 37,55 0,46 1:4 38,4 0,46 1:5 39,7 0,46 1:6 46,85 0,42 1:7 39,9 0,46 Tỉ lệ mol dầu : methanol Trang 49 Luận văn tốt nghiệp Hồ Hải Đăng - 2072045 1:8 37,5 0,46 Hình 6.2: Sản phẩm biodiesel Trang 50 Luận văn tốt nghiệp Hồ Hải Đăng - 2072045 Hình 6.3: Phễu chiết chứa dầu cà phê tách lớp Hình 6.4: Bã cà phê trƣớc trích dầu Hình 6.5: Bã cà phê sau trích dầu Trang 51 Luận văn tốt nghiệp Hồ Hải Đăng - 2072045 Hình 6.6: Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng tỉ lệ mol đến hiệu suất phản ứng 70 0,5% KOH Hiệu suất (%) 60 0,75% KOH 50 1% KOH 40 1,25% KOH 1,5% KOH 30 20 1:4 1:5 1:6 1:7 Tỉ lệ mol 1:8 1:9 - Nhận xét : Đồ thị cho thấy tương ứng với lượng xúc tác KOH tỉ lệ mol tăng dần từ 1:4 đến 1:6 cực đại giảm dần xuống 1:8 Từ ta rút kết luận tỉ lệ mol 1:6 hiệu suất thu biodiesel cao Ở tỉ lệ mol 1:4 lượng methanol nên khơng đủ cho phản ứng làm hiệu suất không cao Khi tăng lên đến 1:6 hiệu suất thu tối đa, lúc phản ứng đạt cân Vì vậy, tiếp tục tăng tỉ lệ mol lên lượng methanol dư gây khó khăn cho q trình tách lớp tinh chế sản phẩm, phản ứng có hướng giảm xuống Trang 52 Luận văn tốt nghiệp Hồ Hải Đăng - 2072045 Hình 6.7: Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng xúc tác kiềm đến hiệu suất phản ứng 70 Hiệu suất (%) 60 50 1:04 1:05 1:06 1:07 1:08 40 30 20 0,5 1,5 % KOH - Nhận xét : ta thấy với lượng KOH 0,5% phản ứng cho hiệu suất thấp lượng KOH khơng đủ phản ứng Khi tăng lên 0,75% hiệu suất bắt đầu tăng tốt Tăng đến 1% đạt tối đa, lượng xúc tác vừa đủ để trung hòa acid dư giai đoạn cho phản ứng tạo biodiesel nên hiệu suất cao Tuy nhiên, tiếp tục tăng lượng xúc tác KOH lên hiệu suất có chiều hướng giảm xuống Điều bên cạnh phản ứng tạo biodiesel xảy phản ứng tạo xà phòng triglyceride với KOH dư, gây khó khăn cho việc rửa làm thất thoát sản phẩm nên làm giảm hiệu suất 6.2 Kết luận chung - Điều kiện tối ưu cho phản ứng transester hóa là: + Tỉ lệ mol dầu: methanol 1:6 + Xúc tác KOH 1% (so với lượng dầu cà phê ban đầu) + Nhiệt độ giữ 60°C + Thời gian phản ứng h + Tốc độ khuấy: 500 vòng/phút Trang 53 Luận văn tốt nghiệp Hồ Hải Đăng - 2072045 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1 Kết luận Mục đích nghiên cứu sản xuất biodiesel đạt chất lượng từ nguồn nguyên liệu giá trị thấp, có hàm lượng FFA cao Có thể thấy với nguyên liệu có FFA cao, khơng thể thực ester hóa qui trình với xúc tác kiềm có Lí xúc tác kiềm phản ứng với acid béo tự để tạo thành xà phòng, ngăn cản trình phân tách pha glycerine ester Q trình ester hóa giai đoạn phát triển để chuyển dầu có hàm lượng FFA cao thành ester Đầu tiên ly trích dầu cà phê từ bã cà phê qua sử dụng phương pháp chiết soxhlet Thứ hai dầu chiết từ bã cà phê qua sử dụng chuyển hóa thành alkyl ester acid béo phản ứng transester hóa với methanol có mặt chất xúc tác kiềm kali hydroxide Để thu biodiesel nghiên cứu phải thực qui trình bước Bước (phản ứng ester hóa với xúc tác acid) làm giảm hàm lượng FFA dầu xuống 2% Lượng acid sulfuric thêm nhiều làm tối màu sản phẩm Bước thứ hai q trình ester hóa với xúc tác kiềm chuyển sản phẩm bước đầu thành đơn ester glycerine Cũng thấy hiệu suất chuyển hóa bị ảnh hưởng nhiều tỉ lệ mol methanol/dầu Tỉ lệ mol methanol:dầu 6:1 chuyển hóa tốt thành ester vòng Độ chuyển hóa đạt cực đại nhiệt độ phản ứng 60ºC Tốc độ khuấy 500 vòng/phút Qui trình ester hóa giai đoạn làm giảm tổng chi phí sản xuất, sử dụng dầu không ăn chưa tinh luyện Hiệu suất thu chưa cao nhiều yếu tố ảnh hưởng (vì cà phê thu từ qn cà phê khơng ổn định, q trình chiết ngồi dầu có thành phần khác hòa tan hexane, chất ức chế trình tổng hợp biodiesel) Đồng thời dựa vào hàm lượng acid béo dầu mà hiệu chỉnh lượng xúc tác phù hợp để thu hiệu suất tối ưu Phân tích GC/MS cho thấy biodiesel từ dầu cà phê bền oxy hóa hai lý (i) thành phần chứa nối đa không cao so với số biodiesel thu từ số nguồn biomass khác (ii) dầu cà phê nhiều chất kháng oxy hóa polyphenol, acid phenolic, …vì nói nguồn biomass đầy tiềm Trang 54 Luận văn tốt nghiệp Hồ Hải Đăng - 2072045 7.2 Kiến nghị Vì thời gian, điều kiện thực đề tài nguồn ngun liệu ban đầu hạn chế nên khơng thể thực khảo sát nhiệt độ thời gian phản ứng cụ thể, số tiêu chuẩn khác liên quan đến chất lượng biodiesel Tơi kiến nghị cần có nghiên cứu thêm tiến hành khảo sát thêm tính chất nhiên liệu khác độ nhớt động học, điểm chớp cháy, trị số cetane…của sản phẩm biodiesel Nên tiến hành khảo sát với xúc tác khác KOH Bên cạnh tơi nhận thấy sản phẩm glycerol thu sản phẩm có giá trị, cần nghiên cứu tinh chế để sử dụng, đồng thời làm tăng thêm ý nghĩa qui trình tổng hợp biodiesel từ bã cà phê qua sử dụng Trang 55 Luận văn tốt nghiệp Hồ Hải Đăng - 2072045 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] http://www.tiasang.com.vn/news?id=754 [2] www.kinhtenongthon.com.vn [3] http://www.ovsclub.com.vn/show_article.php?aid=11740&lg=vn [4] http://www.tgvn.com.vn/printContent.aspx?ID=5655 Tài liệu tiếng Anh [5] Knothe G., Gerpen J V., Krahl J The Biodiesel Handbook Champaign, IL: AOCS Press, 2005 – 303 [6] Knothe G., Gerpen J V., Krahl J The Biodiesel Handbook Champaign, IL: AOCS Press, 2005 [7] http://biodieselmagazine.com/article.jsp?article_id=462&q=biodieselcatalyst&cateory_id=21 [8] Knothe G., Gerpen J V., Krahl J The Biodiesel Handbook Champaign, IL: AOCS Press, 2005, p 37 [9] Biodiesel Production Technology Jon H Van Gerpen University of Idaho, Moscow, ID, USA [10] M Mittelbach, B Trathnigg Kinetics of Alkaline Catalyzed Methanolysis of Sunflower Oil Fett Wissenschaft Technol Fat Science Tech, 1990 [11] Leandro S Oliveira et al Coffee oil as a potential feedstock for biodiesel production Bioresource Technology 99; 2008 p 3244–3250 [12] D D’haeze et al Environmental and socio-economic impacts of institutional reforms on the agricultural sector of Vietnam Land suitability assessment for Robusta coffee in the Dak Gan region Agriculture, Ecosystems and Environment 105; 2005 p 59–76 Trang 56 ... PHƢƠNG PHÁP VÀ PHƢƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 30 5.1 Nội dung nghiên cứu 30 5.1.1 Qui trình tách chiết dầu từ bã cà phê qua sử dụng 30 5.1.1.1 Tách dầu từ bã cà phê 30 5.1.1.2... thường nở từ 7-9 tháng Hình 2.1: cà phê 2.1.3 Phân loại Hiện nay, cà phê trồng 50 quốc gia giới, có số nước xuất cà phê Hạt cà phê lấy từ hạt loài thuộc họ cà phê (Rubiaceae) Ba dòng cà phê Coffea... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP BIODIESEL TỪ BÃ CÀ PHÊ ĐÃ QUA SỬ DỤNG Chuyên ngành: Hóa học HỒ HẢI ĐĂNG MSSV: 2072045 HƯỚNG DẪN KHOA