i
LỜI CẢM ƠN
Qua thời gian làm Đồ Án Tốt Nghiệp tuy thời gian ngắn nhưng đã đem lại cho
tôi nhiều kiến thức mới và cũng cố lượng kiến thức cơ bản để tự tin trong học tập.
Qua đây tôi xin phép gửi lời cảm ơn đến:
Trường Đại học Bà RịaVũng Tàu và Khoa Hóa học và Công Nghệ Thực Phẩm
đã tạo ra môi trường học tập và nghiên cứu tốt.
ThS.Diệp Khanh đã hướng dẫn tận tình để tôi thực hiện đề tài nghiên cứu này.
KS. Nguyễn Văn Tới đã tạo mọi điều kiện cho tôi suốt thời gian thực hiện đồ
án.
Trong quá trình thực hiện và hoàn thành nghiên cứu tôi đã có nhiều cố gắng và
nỗ lực nhưng không thể tránh khỏi những sai sót. Vì vậy, tôi rất mong nhận được sự
đóng góp quý báu của thầy, cô để đồ án có thể hoàn thiện hơn và mang tính ứng
dụng tốt hơn.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn.
Vũng Tàu, ngày 1 tháng 7 năm 2016
Sinh viên thực hiện
Huỳnh Văn Bảo Thạnh
ii
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................... v
DANH MỤC HÌNH ...................................................................................................... vi
TỪ VIẾT TẮT ............................................................................................................. vii
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ............................................................... 3
1.1 Diesel sinh học. .................................................................................................... 3
1.1.1 Khái niệm. ........................................................................................................ 3
1.1.2 Vai trò. .............................................................................................................. 3
1.2 Các nguồn nguyên liệu để sản xuất diesel sinh học. ............................................ 3
1.2.1 Dầu thực vật. ..................................................................................................... 4
1.2.2 Mỡ động vật. ..................................................................................................... 7
1.3 Xúc tác sử dụng cho quá trình tổng hợp biodiesel. .............................................. 8
1.3.1 Xúc tác axít. ...................................................................................................... 8
1.3.2 Xúc tác bazơ. .................................................................................................... 8
1.3.3 Xúc tác dị thể. ................................................................................................... 8
1.4 Ứng dụng của biodiesel từ bã cà phê. ................................................................ 10
1.5 Các phương pháp định tính và định lượng của bã và dầu cà phê. ..................... 11
1.5.1 Các phương pháp định tính............................................................................. 11
1.5.2 Các phương pháp định lượng. ........................................................................ 13
1.5.3 Một số chỉ tiêu quan trọng cho nguyên liệu. .................................................. 15
1.5.4 Một số chỉ tiêu kĩ thuật cho sản phẩm biodiesel ............................................ 16
1.6 Các phương pháp tổng hợp biodiesel. ................................................................ 17
1.6.1 Khuấy gia nhiệt và nhiệt đồng thể. ................................................................. 17
1.6.2 Nhiệt dị thể. .................................................................................................... 18
iii
1.6.3 Sóng siêu âm. .................................................................................................. 18
1.6.4 Vi sóng. ........................................................................................................... 19
1.6.5 Sử dụng môi trường ancol siêu tới hạn. .......................................................... 19
1.6.6 Một số công nghệ sản xuất biodiesel thông dụng........................................... 19
1.7 Cơ chế cho phản ứng cho phản ứng trao đổi. .................................................... 23
1.7.1 Với xúc tác axít. .............................................................................................. 23
1.7.2 Với xúc tác bazơ. ............................................................................................ 25
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM. .................................................................................. 27
2.1 Phương tiện nghiên cứu. .................................................................................... 27
2.1.1 Dụng cụ, thiết bị. ............................................................................................ 27
2.1.2 Nguyên liệu. .................................................................................................... 28
2.1.3 Hóa chất. ......................................................................................................... 30
2.2 Phương pháp nghiên cứu. .................................................................................. 30
2.2.1 Các chỉ tiêu cho nguyên liệu và xử lý nguyên liệu......................................... 30
2.2.2 Phương pháp tổng hợp biodiesel. ................................................................... 37
2.2.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng tranester hóa xúc tác
KOH. ........................................................................................................................ 39
2.2.4 Phương pháp xử lí số liệu. .............................................................................. 39
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 42
3.1 Kết quả quá trình trích ly dầu cà phê bằng dung môi n-hexan. ......................... 42
3.1.1 Các thành phần axít béo có trong dầu cà phê. ................................................ 43
3.1.2 Chuẩn độ axít cho dầu cà phê. ........................................................................ 44
3.1.3 Tính độ nhớt động học của dầu cà phê. .......................................................... 44
3.1.4 Tính tỉ trọng của dầu cà phê. .......................................................................... 44
3.1.5 Chuẩn độ xác định chỉ số xà phòng hóa. ........................................................ 45
iv
3.1.6 Xác định hàm lượng nước có trong dầu cà phê. ............................................. 45
3.2 Quá trình tranester hóa xúc tác KOH. ................................................................ 48
3.2.1 Chuẩn độ axít cho sản phẩm biodiesel. .......................................................... 49
3.2.2 Tính độ nhớt động học của biodiesel. ............................................................. 49
3.2.3 Chuẩn độ peroxit cho sản phẩm biodiesel. ..................................................... 50
3.3 Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng. ...................... 51
3.3.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ mol methanol/dầu. ......................................................... 51
3.3.2 Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác KOH. ...................................................... 52
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................... 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 57
v
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thông số của các loại xúc tác để tổng hợp biodiesel. ................................... 9
Bảng 1.2. So sánh các điều kiện công nghệ của xúc tác kiềm và xúc tác enzyme. ..... 10
Bảng 1.3. Thành phần của bã cà phê. ........................................................................... 11
Bảng 1.4. Thành phần axít béo có trong dầu cà phê. ................................................... 12
Bảng 2.1. Dụng cụ, thiết bị cần sử dụng trong nghiên cứu. ......................................... 27
Bảng 2.2. Các hóa chất dùng trong nghiên cứu. .......................................................... 30
Bảng 2.3. Các điều kiện tối ưu cho phản ứng chuyển hóa axít béo tự do. ................... 33
Bảng 3.1. Thành phần axít béo có trong dầu cà phê. ................................................... 43
Bảng 3.2. Kết quả chuẩn độ axít của dầu cà phê. ........................................................ 44
Bảng 3.3. Kết quả đo độ nhớt động học của dầu cà phê. ............................................. 44
Bảng 3.4. Kết quả chuẩn độ xà phòng của dầu cà phê. ................................................ 45
Bảng 3.5. Các chỉ tiêu chất lượng của dầu phê. ........................................................... 46
Bảng 3.6. Kết quả chuẩn độ axít của giai đoạn ester hóa xúc tác H2SO4. ................... 47
Bảng 3.7. Kết quả chuẩn độ axít của biodiesel. ........................................................... 49
Bảng 3.8. Kết quả đo độ nhớt động học của biodiesel. ................................................ 49
Bảng 3.9. Kết quả chuẩn độ peroxit của biodiesel. ...................................................... 50
Bảng 3.10. Các tính chất hóa lý của biodiesel từ bã cà phê. ......................................... 50
Bảng 3.11. Kết quả khảo sát tỉ lệ methanol/dầu đến hiệu suất phản ứng. .................... 51
Bảng 3.12. Kết quả khảo sát hàm lượng KOH đến hiệu suất phản ứng. ...................... 52
Bảng 3.13. Thành phần biodiesel. ................................................................................. 53
Bảng 4.1. Các thông tối ưu cho phản ứng xảy ra. ........................................................ 55