BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU PHẢN ỨNG TRANSESTERIFICATION ĐỂ SẢN XUẤT BIODIESEL B5, B10 TỪ DẦU ĐẬU NÀNH VÀ DẦU TẢO Họ tên sinh viên:TRẦN THỊ KIM HOA Ngành: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC Niên khóa: 2008 – 2012 Tp.HCM, tháng 8/2012 NGHIÊN CỨU PHẢN ỨNG TRANSESTERIFICATION ĐỂ SẢN XUẤT BIODIESEL B5, B10 TỪ DẦU ĐẬU NÀNH VÀ DẦU TẢO Tác giả TRẦN THỊ KIM HOA Khóa luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp Kỹ sư ngành Công Nghệ Hóa Học Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trương Vĩnh KS Hồ Thị Kim Hòa CN Lê Thị Thanh Thủy Tháng 08/2012 i LỜI CẢM ƠN Con kính ghi nhớ cơng ơn ông bà, cha mẹ sinh thành dưỡng dục ln động viên, khích lệ cho suốt trình học tập thời gian thực khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Trương Vĩnh – người thầy kính yêu tận tình hướng dẫn em Trong suốt trình thực hiện, thầy ln theo sát với tiến trình thực luận văn, nhắc nhở sửa chữa sai sót không ngừng động viên, tạo điều kiện thuận lợi cho em hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Tơi xin chân thành cảm ơn KS Hồ Thị Kim Hòa CN Lê Thị Thanh Thủy tận tình giúp đỡ, chia sẻ khó khăn suốt thời gian tơi nghiên cứu phòng thí nghiệm I4 Bộ mơn Cơng Nghệ Hóa Học Tơi chân thành cảm ơn thầy cô giáo Bộ môn Công Nghệ Hóa Học trường Đại học Nơng Lâm tận tình giảng dạy, truyền đạt cho kiến thức kinh nghiệm quý báu, bạn lớp DH08HH nhiệt tình giúp đỡ tơi suốt thời gian năm học tập trường Trong q trình thí nghiệm phòng thí nghiệm Bộ mơn Cơng Nghệ Hóa Học trường Đại học Nông Lâm TPHCM, nhận hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi quý thầy cô Bộ môn bạn lớp DH08HH Nhờ thuận lợi hồn thành khóa luận cách tốt đẹp Mặc dù cố gắng hạn chế kỹ thuật, kinh nghiệm, thời gian thực hiện, khóa luận tơi chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận góp ý từ thầy bạn để luận văn hoàn thiện Tp Hồ Chí Minh, Tháng 08 năm 2012 Sinh viên Trần Thị Kim Hoa ii TÓM TẮT Sinh viên thực hiện: Trần Thị Kim Hoa, đề tài báo cáo vào tháng 08/2012 “Nghiên cứu phản ứng transesterification để sản xuất biodiesel B5, B10 từ dầu đậu nành dầu tảo” Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Trương Vĩnh, KS Hồ Thị Kim Hòa, CN Lê Thị Thanh Thủy Đề tài thực từ tháng 2/2012 đến tháng 8/2012, phòng thí nghiệm I4 Bộ mơn Cơng Nghệ Hóa Học, trường Đại học Nơng Lâm Tp Hồ Chí Minh Đề tài tiến hành với nguồn nguyên liệu dầu nành Tường An dầu tảo trích ly tinh chế từ tảo Chlorella vulgaris Bộ môn Công Nghệ Hóa Học, trường Đại học Nơng Lâm Tp Hồ Chí Minh Nội dung khóa luận thể qua kết sau: Xác định số tính chất hóa – lý, thành phần nguyên liệu dầu nành dầu tảo, từ xác định thuận lợi khó khăn phản ứng điều chế biodiesel Xác định độ nhớt ethyl ester, B5, B10, methyl ester 33oC; so sánh với diesel Xác định điều kiện tối ưu để hiệu suất thu hồi biodiesel đạt giá trị cao điều kiện sau: tỷ lệ ethanol/dầu 10.5/1, nhiệt độ phản ứng 50oC, thời gian phản ứng với tỷ lệ xúc tác 1% (wt) So sánh hiệu suất thu hồi biodiesel hai loại xúc tác KOH NaOH Với xúc tác KOH hiệu suất thu hồi biodiesel cao so với xúc tác NaOH Tiến hành thí nghiệm ứng dụng điều kiện tối ưu xúc tác kiềm dầu đậu nành cho dầu tảo Phát triển thử nghiệm với xúc tác acid H2SO4 Trong khoảng thời gian khảo sát phản ứng với hai loại xúc tác kiềm KOH NaOH, hai cho phản ứng với dầu tảo Tuy nhiên, với xúc tác KOH dấu hiệu nhận biết phản ứng rõ NaOH iii ABSTRACT Students achieved: Tran Thi Kim Hoa, the theses entitled – “Study the transesterification reaction to produce biodiesel B5, B10 from soybean oil and algae oil” was reported on 08/2011 Supervisors: Associate Prof Dr Truong Vinh, Engr Ho Thi Kim Hoa, BA Le Thi Thanh Thuy The thesis was conducted from 2/2012 to 8/2012, at I4 Lab Department of Chemical Engineering, Nong lam University Ho Chi Minh city, Viet Nam This thesis was conducted using material sources of Tuong An soybean oil and algae oil extracted and refirred from algae chlorella vulgaris of the Department of Chemical Engineering, Nong Lam University Ho Chi Minh city, Viet Nam Contents of thesis expressesd by the following results: Determination of some physico – chemical properties composition of soybean oil and algae oil, from which to indentify the conditions in the preparation of biodiesel reaction Determination of the viscosity of the ethyl ester, B5, B10, methyl ester at 33oC, compared to diesel Determination of optimal conditions to get the highest yield of biodiesel coresponding to the following conditions: ethanol/oil mole ratio of 10.5/1, reaction temperature 50°C, reaction time hours and the catalytic fraction of 1% catalyst (wt) Compare yield of biodiesel between the two catalysts, e.g KOH and NaOH NaOH catalyst biodiesel yield was higher than that of the catalyst KOH Experiments were conducted with optimum conditions applied in soybean oil using alkaline catalysts for algae Testing with catalyst acid H2SO4 was also developed During the survey, responses to two types of alkaline catalyst KOH and NaOH, both reacted with algae oil However, with the KOH catalyst, reaction was identificed more than NaOH iv MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn ii Tóm tắt iii Mục lục v Danh mục từ viết tắt ix Danh sách hình .x Danh sách bảng xii Chương 1.MỞ ĐẦU .1 1.1 Đặt vấn đề .1 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Nội dung đề tài 1.4 Yêu cầu 1.5 Ý nghĩa đề tài Chương 2.TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Đặc điểm nguồn nguyên liệu sản xuất biodiesel 2.1.1 Dầu thực vật 2.1.1.1 Thành phần hóa học .6 2.1.1.2 Ưu điểm nhược điểm sử dụng dầu thực vật làm nguyên liệu sản xuất biodiesel .10 2.1.2 Mỡ động vật 11 2.1.2.1 Thành phần hóa học 12 2.1.2.2 Ưu điểm nhược điểm sử dụng mỡ động vật làm nguyên liệu sản xuất biodiesel .13 2.1.3 Dầu tảo 14 2.1.3.1 Thành phần hóa học 17 2.1.3.2 Những ưu điểm nuôi cấy vi tảo nguồn tài nguyên sinh khối 19 2.2 Tổng quan biodiesel (BOD) 21 2.2.1 Giới thiệu BOD 21 2.2.2 Lịch sử hình thành phát triển BOD 22 v 2.2.3 Tính chất BOD .24 2.2.3.1 Một số thông số kĩ thuật BOD .24 2.2.3.2 Tính chất vật lý BOD 27 2.2.4 Ưu điểm nhược điểm BOD 28 2.2.4.1 Ưu điểm 28 2.2.4.2 Nhược điểm 29 2.2.5 Các giá trị tiêu chuẩn cho BOD nước quốc tế 30 2.2.5.1 Trong nước 30 2.2.5.2 Quốc tế .32 2.2.6 Một số phương pháp chuyển dầu mỡ thành nhiên liệu sử dụng 33 2.2.6.1 Phương pháp pha loãng 33 2.2.6.2 Phương pháp nhiệt phân .34 2.2.6.3 Phương pháp tạo vi nhũ tương 37 2.2.6.4 Phương pháp transesterification sản xuất biodiesel 38 2.2.7 Phản ứng ester hóa, chế yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng ester hóa tạo biodiesel .39 2.2.7.1 Định nghĩa 39 2.2.7.2 Cơ chế phản ứng 40 2.2.7.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng ester hóa tạo biodiesel .41 2.2.8 Các xúc tác thường dùng phản ứng transesterification tạo biodiesel 44 2.2.8.1 Xúc tác kiềm .44 2.2.8.2 Xúc tác acid 47 2.2.8.3 Các loại xúc tác khác 48 2.3 Ethanol 51 2.3.1 Định nghĩa .51 2.3.2 Tinh chế ethanol 52 Chương 3.VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 55 3.1 Thời gian địa điểm 55 3.2 Vật liệu thiết bị thí nghiệm .55 3.1.1 Nguồn dầu .55 3.1.2 Thiết bị thí nghiệm dụng cụ .55 vi 3.1.3 Hóa chất 56 3.3 Phương pháp nghiên cứu 56 3.3.1 Quy trình cơng nghệ .56 3.3.2 Thí nghiệm xác định tiêu dầu đậu nành biodiesel 59 3.3.3 Thí nghiệm xác định điều kiện tối ưu cho phản ứng transesterification dầu nành với xúc tác kiềm 61 3.3.3.1 Thí nghiệm khảo sát thời gian phản ứng tối ưu 63 3.3.3.2 Thí nghiệm so sánh xúc tác KOH NaOH đến hiệu suất phản ứng 64 3.3.3.3 Thí nghiệm khảo sát tỷ lệ ethanol/dầu nhiệt độ phản ứng 64 3.3.4 Thí nghiệm khảo sát điều kiện cho phản ứng transesterification với dầu tảo 65 3.3.4.1 Thí nghiệm khảo sát phản ứng transesterification cho dầu tảo với ethanol 66 3.3.4.2 Thí nghiệm khảo sát phản ứng transesterification cho dầu tảo với methanol 67 Chương 4.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 68 4.1 Thí nghiệm xác định tiêu dầu đậu nành biodiesel 68 4.1.1 Xác định tỷ trọng 68 4.1.2 Xác định độ nhớt 68 4.1.3 Xác định số acid dầu nành 69 4.1.4 Xác định số xà phòng dầu nành 70 4.2 Thí nghiệm xác định điều kiện tối ưu cho phản ứng transesterification cho dầu nành với xúc tác kiềm 70 4.2.1 Thí nghiệm khảo sát thời gian phản ứng 71 4.2.2 Thí nghiệm so sánh xúc tác KOH NaOH đến hiệu suất phản ứng 73 4.2.3 Thí nghiệm khảo sát tỷ lệ ethanol/dầu nhiệt độ phản ứng 74 4.3 Thí nghiệm nghiên cứu điều kiện cho phản ứng transesterification dầu tảo 76 4.3.1 Thí nghiệm khảo sát phản ứng transesterification cho dầu tảo với ethanol 76 4.3.2 Thí nghiệm khảo sát phản ứng transesterification cho dầu tảo với methanol 80 Chương 5.KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .83 vii 5.1 Kết luận 83 5.2 Đề nghị .83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 PHỤ LỤC 89 viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT EU : Liên minh Châu Âu (European Union) FAO : Tổ chức Lương thực Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (Food and Agriculture Organization of the United Nations) EN : Tiêu chuẩn Châu Âu (European Committee for Standardization) ASTM : American Society for Testing Materials NLSH : Nhiên liệu sinh học BOD : Biodiesel TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam FAME : Fatty acid methyl ester FFA : Acid béo tự (Free Fatty Acid) MeOH : Methanol EtOH : Ethanol THF : Tetrahydrofuran ix Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Xác định số tính chất hóa – lý, thành phần nguyên liệu dầu nành, qua xác định thuận lợi khó khăn phản ứng điều chế biodiesel Dầu nành tinh luyện Tường An có số acid béo tự nhỏ (0.249 mg KOH), hàm lượng triglyceride cao nên xảy phản ứng phụ xà phòng hóa….thuận lợi cho phản ứng điều chế biodiesel Xác định điều kiện tối ưu cho phản ứng transesterification dầu nành với ethanol: tỷ lệ ethanol/dầu 10.5/1, nhiệt độ phản ứng 50oC, thời gian phản ứng với tỷ lệ xúc tác 1% So sánh hiệu suất thu hồi biodiesel hai loại xúc tác kiềm KOH NaOH Với xúc tác KOH hiệu suất thu hồi biodiesel cao so với xúc tác NaOH Nhưng hiệu suất phản ứng đạt khoảng 80 – 85% thấp so với sử dụng methanol Nghiên cứu điều kiện phản ứng transesterification cho dầu tảo với ethanol hai loại xúc tác kiềm KOH NaOH Trong trình khảo sát cho thấy với hai loại xúc tác kiềm điều cho phản ứng với dầu tảo, điều kiện phải đáp ứng đủ tỷ lệ ethanol/dầu xúc tác suốt trình phản ứng Tuy nhiên, với xúc tác KOH dấu hiệu nhận biết phản ứng rõ NaOH 5.2 Đề nghị Việc sử dụng ethanol cho phản ứng transesterification q trình tương đối khó khăn lượng ethanol sử dụng lớn, phản ứng cần ethanol có độ tinh khiết cao nên giá thành đắt so với methanol Bên cạnh phản ứng tạo 83 biodiesel với ethanol cho hiệu suất thấp methanol, methanol độc, khơng thích hợp cho việc sản xuất biodiesel với quy mơ lớn Do ethanol chất thay tốt nhất, không ảnh hưởng đến môi trường Do phản ứng với tỷ lệ ethanol cao nên cần có biện pháp thu hồi ethanol trình phản ứng Quá trình tách tinh chế biodiesel gặp nhiều khó khăn, ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi biodiesel cần nghiên cứu biện pháp khắc phục tăng hiệu suất phản ứng Nghiên cứu sản xuất số sản phẩm để tận dụng nguồn glycerin thu Do khối lượng dầu tảo nên ta chưa thể nghiên cứu điều kiện tối ưu phản ứng transesterification dầu tảo Vì cần tiếp tục khảo sát quy trình ni biện pháp trích ly để tăng hàm lượng dầu thô, nghiên cứu điều kiện tối ưu để tăng hiệu suất phản ứng transesterfication dầu tảo 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hồng Thanh, Nguyễn Trần Tú Nguyên, Nguyễn Thị Phương Thoa, 2009 Điều chế biodiesel từ mỡ cá basa phương pháp hóa siêu âm Tạp chí phát triển KH&CN, 12:51 – 61 [2] PGS.PTS Đặng Đình Kim, PTS Đặng Hồng Phước Hiền, 1999 Cơng nghệ sinh học vi tảo Nhà xuất nông nghiệp Hà Nội [3] A Tài , 2010 Nghiên cứu thử nghiệm sản suất Biodiesel từ tảo Chlorella SP Việt Nam Khóa luận tốt nghiệp kỹ sư, Bộ mơn Cơng Nghệ Hóa Học Trường Đại học Nơng Lâm Thành phố Hồ Chí Minh [4] Nguyễn Thanh Hiếu, Hồ Thị Kim Hòa, 2011 Nghiên cứu phản ứng transesterification để sản xuất biodiesel từ dầu đậu nành dầu tảo Khóa luận tốt nghiệp kỹ sư, Bộ mơn Cơng Nghệ Hóa Học Trường Đại học Nơng Lâm Thành phố Hồ Chí Minh [5] Phạm Hoàng Tuấn, 2008 Xu hướng loại nhiên liệu thay tương lai Khóa luận tốt nghiệp kỹ sư, Bộ mơn Cơng Nghệ Hóa Học Trường Đại học Nơng Lâm Thành phố Hồ Chí Minh [6] World statistics, 1998-2009 United Soybean Board Available from: http://www.soystats.com/ [7] Canakci M., Sanli H., 2008 Biodiesel production from various feedstocks and their effects on the fuel properties J Ind Microbiol Biotechnol, 35:431-441 [8] Demirbas A., 2003 Biodiesel fuels from vegetable oils via catalytic and noncatalytic supercritical alcohol transesterifications and other methods: a survey Energy Convers Manage, 44:2093–109 [9] Srivastava A, Prasad R, 2000 Triglycerides-based diesel fuels, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 4, 111-133 [10] Barnwal B K, Sharma M S, 2005 Prospects of biodiesel production from vegetable oils in India, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 9, 363–378 [11] Arruda LF., Borghesi R., Oetterer M., 2007 Use fish waste as silage – a review Braz Arch Biol Technol, 50(5):879–86 85 [12] Chevron Product Company, 2007 Diesel Fuels Technical Review Chevron Corporation, U.S.A [13] Demirbas A., 2007 Importance of biodiesel as transportation fuel, Energy Policy, 35(9), 4661-4670 [14] Teresa M.Mata, Antonio A.Martins, Nidia S., 2009 Caetano, Microalgae for biodiesel production and orther applications: A review Renewable and sustainable Energy Review, 757 [15] Sendzikiene E., Makareviciene V., Janulis P., 2005 Oxidation stability of biodiesel fuel produced from fatty wastes Pol J Environ Stud, 14:335–339 [16] Yusuf Chisti, 2007 Research review paper Biodiesel from microalgae Biotechnology Advances 25: 294-306 [17] Vonshak A, 1990 Recent advance in microalgal biotechnology Biotech Adv,8: 709 – 27 [18] Xu H, Miao XL, Wu QY, 2006 High quality biodiesel production from a microalgae Chlorella protothecoides by heterotrophic growth in fermenters J Biotechnol, 126:499-507 [19] Liliana Rodolfi, Graziella Chini Zittelli cộng sự, 2008 Microalgae for Oil: Strain Selection, Induction of Lipid Synthesis and Outdoor Mass Cultivation in a LowCost Photobioreactor Biotechnology and bioengineering [20] Ziejewski M., Kaufman KR., Pratt GL., 1983 Vegetable oil as diesel fuel Seminar II, Northern Regional Research Center, Peoria, Illinois, 19-20 October, 1983 [21] Anastopoulos, George cộng sự, 2009 Transesterification of Vegetable Oils with Ethanol and Characterization of the Key Fuel Properties of Ethyl Esters Energies, 2, 362-376 [22] Charles Peterson, Gregory Möller cộng sự, 1996 Optimization of a Batch Type Ethyl Ester Process Ethyl Ester Process Scale-up and Biodegradability of Biodiesel, final report, 303 [23] Chen Jinsi, Wang Xiangyang, cộng Biodiesel Production By Transesterification Cottonseed Oil With Ethanol Using Tetrahydrofuran As Cosolvent Materials for Renewable Energy & Environment (ICMREE), 2011 International Conference on, 288 – 293 86 [24] David K Kuwornoo, Julius C Ahiekpor, 2010 Optimization of factors affecting the production of biodiesel from crude palm kernel oil and ethanol International Journal Of Energy And Environment, (4), 675-682 [25] Domingos, A K., Saad, E B., Wilhelm, H M And Ramos, L P., 2008 Optimization Of The Ethanolysis Of Raphanus Sativus (L Var) Crude Oil Applying The Response Surface Bioresource technology, 99 (6), 1837-1845 [26] J Encinar, J Gonzalez, A Rodriguezreinares, 2007 Ethanolysis of used frying oil Biodiesel preparation and characterization Fuel Processing Technology, 88 (5), 513522 [27] J M Encinar,* J F González, J J Rodríguez, and A Tejedor, 2002 Biodiesel Fuels from Vegetable Oils:  Transesterification of Cynara cardunculus L Oils with Ethanol Energy Fuels, 16 (2), 443–450 [28] Jorge Montoya, Pedro Benjumea, Veselina Pashova, 2011 Optimization Of The Basic Ethanolysis Of Ricin Oil Using The Response Surface Methodology Dyna, 78, 168, 90-97 [29] Hary Sulistyo, Suprihastuti S Rahayu, I M Suardjaja and Umar H Setiadi, 2009 Crude Candlenut Oil Ethanolysis to Produce Renewable Energy at Ambient Condition Lecture Notes in Engineering and Computer Science, 2178 (1), 85-88 [30] Karla T Kucek, Maria Aparecida F César-Oliveira, Helena M Wilhelm, Luiz P Ramos, 2007 Ethanolysis of Refined Soybean Oil Assisted by Sodium and Potassium Hydroxides Journal of the American Oil Chemists Society, 84 (4), 385-392 [31] Kiany S.B Cavalcante, Maria N.C Penha cộng sự, 2010 Optimization Of Transesterification Of Castor Oil With Ethanol Using A Central Composite Rotatable Design (CCRD) Fuel, 89 (5), 1172-1176 [32] Mekalilie Benjamin Bol and Hassan I Mohammed, 2005 Standardization Of Transesterificatio Processes Of Soybean Ethyl Esterand Its Effect On Viscosity [33] Nakorn Tippayawong, Eaksit Kongjareon and Wasan Jompakdee, 2005 Ethanolysis of soybean oil into biodiesel: process optimization via central composite design Journal Of Mechanical Science And Technology, 19 (10), 1902-1909 [34] Sonntag NOV., 1979 Reactions of fats and fatty acids Bailey’s industrial oil and fat products, vol 1, 4th edition, ed Swen D., John Wiley & Sons, New York, p 99 87 [35] Weisz PB., Haag WO., Rodeweld PG., 1979 Catalytic production of high-grade fuel (gasoline) from biomass compounds by shape delective catalysis Science, 206 : 57-58 [36] FAO – Food and Agriculture Organization, 2006 The state of world fisheries and aquaculture Rome [37] Niehaus RA., Goering CE., Savage LD., Jr., Sorenson SC., 1986 Cracked soybean oil as a fuel for a diesel engine Trans ASAE, 29:683-689 [38] Ziejewski M., Kaufman KR., Schwab AW., Pryde EH., 1984 Diesel engine evaluation of a nonionic sunflower oil-aqueous ethanol microemulsion JAOCS, 61:1620-1626 [39] Becker, P.B (1994) The establishment of active promoters in chromatin Bio Essays, 16(8): 541- 548 [40] Schuchardt U., Sercheli R., Vargas RM., 1998 Transesterification of vegetable oil: a review J Braz Chem Soc., 9:199-210 [41] Peng BX., Shu Q., Wang JF., Wang GR., Wang DZ., Han MH., 2008 Biodiesel production from waste oil feedstocks by solid acid catalysis Process Safety and Environment Protection, 86:441-447 [42] Al-Zuhair S., Ling FW., Jun LS., 2007 Proposed kinetic mechanism of the production of biodiesel from palm oil using lipase Process Biochemistry, 42:951-960 [43] Lauren D’Elia, Andrew Keyser, Craig Young, 2010 Algae Biodiesel [44].Fukuda2001_BiodieselFuelProductionByTransesterificationOils [45] Meher2006_TechnicalAspectsBiodieselProductionByTranesterification-Review [46] R Alcantara et al / Biomass and Bioenergy 18 (2000) 515 – 527 [47] http://congnghebiodiesel.blogspot.com/ [48] http://www.oilgae.com/algae/oil/biod/tra/tra.html [49] https://wiki.uiowa.edu/display/greenergy/Algae+Biofuels 88 PHỤ LỤC Hình 6.1 – Phản ứng điều biodiesel Hình 6.2 – Biodisel sau phản ứng từ dầu nành chế đem sấy để loại ethanol dư Hình 6.3 – Tách glycer in biodiesel thơ Hình 6.4 – Phiễu lắng tách glycerin biodiesel thơ 89 Hình 6.5 – Phiễu lắng tách nước Hình 6.6 – Lọc chân khơng tách q trình rửa biodiesel muối Na2SO4 Hình 6.7 – Bbiodiesel sau tinh chế Hình 6.8 – Tủ sấy member Hình 6.9 – Tủ sấy chân khơng Hình 6.10 – Máy khuấy từ 90 Phụ lục 6.1 – Kết xác định tiêu nguyên liệu dầu nành Phụ lục 6.1.1 – Kết đo tỷ trọng dầu nành ethyl ester Khối lượng riêng Tỷ trọng (kg/m3) Dầu nành 0.915 911.46 Ethyl ester 0.875 870.99 Phụ lục 6.1.2 – Kết đo độ nhớt dầu nành, ethyl ester methyl ester t1(s) t2(s) t3(s) t(s) SD Ν (m2/s) μ (cSt) Nước 111.51 111.93 111.92 111.790 0.240 7.563x10-07 0.756 Dầu nành 5164.00 5009.60 4846.30 5006.600 158.871 3.387 x10-05 33.872 Ethyl ester 915.33 910.92 913.65 913.300 2.226 6.179 x10-06 6.179 B5 650.64 651.99 649.44 650.690 1.276 4.402x10-06 4.402 B10 655.32 652.51 652.30 653.380 1.686 4.420x10-06 4.420 Methyl ester 631.02 633.33 632.94 632.430 1.237 4.279x10-06 4.279 Diesel 473.15 472.58 471.86 472.530 0.646 3.197 x10-6 3.197 Phụ lục 6.1.3 -Kết số acid dầu nành Khối Lần lượng dầu (g) Thể tích KOH Chỉ số acid Trung bình SD chuẩn độ (ml) (mg KOH) (mg KOH) (mg KOH) 0.249 0.066 0.15 0.281 0.1 0.187 3 0.15 0.281 91 Phụ lục 6.1.4 - Kết số xà phòng dầu nành Khối lượng Lần dầu (g) Thể tích HCl chuẩn mẫu Thể tích HCl chuẩn trắng (ml) mẫu dầu (ml) Chỉ số xà phòng hóa (mg KOH) 2.001 25.2 11.5 192.05 2.008 24.8 11.4 187.19 2.007 25.9 11.8 197.06 Trung bình SD (mg KOH) (mg KOH) 192.1 6.979 Phụ lục 6.2 Thí nghiệm xác định điều kiện tối ưu cho phản ứng transesterification cho dầu nành với xúc tác kiềm Phụ lục 6.2.1 - Thí nghiệm khảo sát thời gian phản ứng TN Thời gian phản ứng (h) Hiệu suất thu hồi (%) TN Thời gian phản ứng (h) Hiệu suất thu hồi (%) 1 63.86 10 2.5 69.05 61.94 11 2.5 68.00 61.05 12 2.5 68.08 1.5 62.24 13 69.71 1.5 64.7 14 70.42 1.5 64.35 15 69.72 63.81 16 3.5 66.10 63.27 17 3.5 65.50 64.89 18 3.5 65.91 Phụ lục 6.2.2 - So sánh hiệu suất thu hồi hai loại xúc tác Thí nghiệm Hiệu suất thu hồi (%) NaOH KOH 70.158 81.865 71.137 81.342 92 Phụ lục 6.2.3 – Kết thí nghiệm thay đổi tỷ lệ ethanol/dầu nhiệt độ phản ứng transesterification cho dầu nành Tỷ lệ ethanol/dầu TN Nhiệt độ Hiệu suất 9/1 50 80.55 9/1 50 80.46 9/1 60 81.81 9/1 60 82.92 9/1 70 80.91 9/1 70 78.95 9/1 80 75.26 9/1 80 75.90 10.5/1 50 85.53 10 10.5/1 50 85.11 11 10.5/1 60 84.16 12 10.5/1 60 84.57 13 10.5/1 70 80.68 14 10.5/1 70 79.81 15 10.5/1 80 81.76 16 10.5/1 80 80.08 17 12/1 50 80.47 18 12/1 50 81.68 19 12/1 60 85.50 20 12/1 60 83.84 21 12/1 70 84.88 22 12/1 70 82.78 23 12/2 80 81.86 24 12/3 80 81.34 93 Phụ lục 6.3 – Kết xử lý số liệu hiệu suất thu hồi biodiesel với xúc tác kiềm phầm mềm Statgraphics 7.0 Phụ lục 6.3.1 - Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất thu hồi biodiesel Bảng anova Means plot: LSD Confidence level: 95 Range test: LSD Analysis of variance Source of variation Sum of Squares d.f Mean square F-ratio Sig.level Between groups 130.78233 Within groups 10.23047 12 26.156467 30.681 0000 852539 Total (corrected) 141.01280 17 Bảng Multiple range analysis Method: 95 Percent LSD Level Count Average Homogeneous Groups 62.283333 X 1.5 63.763333 XX 63.990000 X 3.5 65.836667 2.5 68.376667 X 3 69.950000 X X contrast difference limits - 1.5 -1.48000 1.64302 - -1.70667 1.64302 * - 2.5 -6.09333 1.64302 * - -7.66667 1.64302 * - 3.5 -3.55333 1.64302 * 1.5 - -0.22667 1.64302 1.5 - 2.5 -4.61333 1.64302 * 94 Phụ lục 6.3.2 - Ảnh hưởng chất xúc tác đến hiệu suất thu hồi biodiesel Bảng anova Means plot: LSD Confidence level: 95 Range test: LSD Analysis of variance Source of variation Sum of Squares d.f Mean square F-ratio Sig.level Between groups 120.03394 120.03394 61598 30799 Within groups 389.730 0026 Total (corrected) 120.64992 Bảng Multiple range analysis Method: 95 Percent LSD Level Count Average Homogeneous Groups NaOH 70.647500 KOH 81.603500 X X contrast difference KOH - NaOH +/- 10.9560 limits 2.38785 * Phụ lục 6.3.3 - Ảnh hưởng nhiệt độ tỷ lệ ethanol/dầu đến hiệu suất phản ứng Bảng anova Means plot: LSD Confidence level: 95 Range test: LSD -Source of variation Sum of Squares d.f Mean square F-ratio Sig.level MAIN EFFECTS A:PHANUNG.tyle 53.219758 26.609879 34.869 0000 B:PHANUNG.nhietdo 62.086012 20.695337 27.119 0000 42.990275 9.389 0006 INTERACTIONS AB RESIDUAL 9.1576500 12 7.1650458 7631375 TOTAL (CORRECTED) 167.45370 23 95 Bảng Multiple range analysis Multiple range analysis for PHANUNG.hieusuat by PHANUNG.tyle Method: 95 Percent LSD Level Count LS Mean Homogeneous Groups 9/1 79.595000 X 10.5/1 82.712500 X 12/1 82.793750 X contrast difference +/- limits 9/1 - 10.5/1 -3.11750 0.95193 * 9/1 - 12/1 -3.19875 0.95193 * 10.5/1 - 12/1 -0.08125 0.95193 * denotes a statistically significant difference Multiple range analysis for PHANUNG.hieusuat by PHANUNG.nhietdo Method: 95 Percent LSD Level Count LS Mean Homogeneous Groups 80 79.366667 X 70 81.335000 X 50 82.300000 X 60 83.800000 X contrast difference +/- limits 50 - 60 -1.50000 1.09919 * 50 - 70 0.96500 1.09919 50 - 80 2.93333 1.09919 * 60 - 70 2.46500 1.09919 * 60 - 80 4.43333 1.09919 * 70 - 80 1.96833 1.09919 * * denotes a statistically significant difference 96 Multiple range analysis for PHANUNG.hieusuat by PHANUNG.TN Method: 95 Percent LSD Level Count Average Homogeneous Groups a4 75.580000 X a3 79.930000 X b3 80.245000 X a1 80.505000 XX b4 80.920000 XX c1 81.075000 XX c4 81.600000 XX a2 82.365000 c3 83.830000 XX b2 84.365000 X c2 84.670000 X b1 85.320000 X XX - Ghi chú: với a tỷ lệ 9/1, b 10.5/1, c 12/1, 50oC, 60oC, 70oC, 80oC.0 97 ... tránh khỏi thi u sót Tơi mong nhận góp ý từ thầy bạn để luận văn hoàn thi n Tp Hồ Chí Minh, Tháng 08 năm 2012 Sinh viên Trần Thị Kim Hoa ii TÓM TẮT Sinh viên thực hiện: Trần Thị Kim Hoa, đề tài... KOH dấu hiệu nhận biết phản ứng rõ NaOH iii ABSTRACT Students achieved: Tran Thi Kim Hoa, the theses entitled – “Study the transesterification reaction to produce biodiesel B5, B10 from soybean... Engr Ho Thi Kim Hoa, BA Le Thi Thanh Thuy The thesis was conducted from 2/2012 to 8/2012, at I4 Lab Department of Chemical Engineering, Nong lam University Ho Chi Minh city, Viet Nam This thesis