TÓM TẮT: Đã điều chế được biodiesel từ mỡ cá basa bằng phương pháp transester

hóa với methanol và xúc tác kiềm. Việc sử dụng siêu âm ở tần số 35 kHz đã rút ngắn thời gian

phản ứng, thời gian tách pha và tạo ít tạp chất trong sản phẩm hơn so với phương pháp hóa

học thông thường. Các yếu tố như: bản chất và hàm lượng xúc tác, thời gian phản ứng, thời

gian hòa tan xúc tác vào methanol, tỷ lệ mol tác chất, công suất siêu âm đã được khảo sát và

đưa ra điều kiện tối ưu. Hiệu suất phản ứng trên 90% với sản phẩm biodiesel chứa trên 97%

methyl este và bảo đảm các quy chuẩn của TCVN cho nhiên liệu điêzen sinh học gốc (B100).

1. GIỚI THIỆU

Biodiesel hay diesel sinh học (biodiesel fuel, thường viết tắt là BDF) là thuật ngữ dùng để

chỉ loại nhiên liệu dùng cho động cơ diesel được sản xuất từ dầu thực vật hay mỡ động vật.

Thành phần chính của BDF là các alkyl este, thông dụng nhất là metyl este. Trong những năm

gần đây, có rất nhiều nước trên thế giới nghiên cứu, sử dụng và phát triển sản xuất biodiesel để

góp phần giải quyết an ninh năng lượng, thay thế nguồn nhiên liệu hóa thạch đang cạn dần,

góp phần đa dạng hóa và tạo ra nguồn năng lượng sạch làm giảm ô nhiễm môi trường .

Nhiều phương pháp điều chế biodiesel từ dầu mỡ động thực vật đã được đưa ra như: sấy

nóng, pha loãng, cracking, nhũ tương hóa, transeste hóa, Trong số đó thông dụng nhất là

phản ứng transeste hóa do quá trình phản ứng tương đối đơn giản và tạo ra sản phẩm este có

tính chất hóa lý gần giống nhiên liệu diesel. Hơn nữa, các este có thể được đốt cháy trực tiếp

trong buồng đốt của động cơ và khả năng hình thành cặn thấp .

Phản ứng transester hóa là phản ứng giữa triglyceride (thành phần chính trong dầu thực vật

hay mỡ động vật) và alcohol (phương trình 1). Sản phẩm biodiesel thu được là hỗn hợp monoalkyl

ester. Sự hiện diện của xúc tác (axít, kiềm .) sẽ thúc đẩy quá trình phản ứng. Để đạt hệ

số chuyển đổi cao phải dùng lượng dư alcohol do phản ứng transester hóa là quá trình thuận

nghịch.

Có nhiều kỹ thuật đã được áp dụng để thực hiện phản ứng transeste hóa dầu mỡ động thực

vật như khuấy gia nhiệt với nhiều loại xúc tác khác nhau [3-6], thực hiện phản ứng transeste

hóa trong môi trường alcohol siêu tới hạn [7,8], kỹ thuật siêu âm, vi sóng, . [9-12]. Theo các

tài liệu [9-12] phương pháp siêu âm áp dụng cho phản ứng transeste hóa dầu thực vật có ưu

điểm là rút ngắn thời gian phản ứng, đồng thời độ chuyển hóa của phản ứng tương đối cao.

H2C OCOR1

HC OCOR2

H2C OCOR3

+ 3CH3OH

H2C OH

HC OH

H2C OH

+

H3COCOR1

H3COCOR2

H3COCOR3

(1)

Việt Nam là quốc gia xuất khẩu cá basa mạnh trên thế giới. Năm 2007 sản lượng cá đạt

trên 800.000 tấn/năm tương ứng với lượng mỡ cá trên 200.000 tấn/năm và dự kiến năm 2008

sẽ đạt hơn 1 triệu tấn/năm tương ứng với lượng mỡ cá khoảng 300.000 tấn/năm . Trong

Science & Technology Development, Vol 12, No.03 - 2009

Trang 52 Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM

thời gian qua đã có nhiều cơ sở sản xuất BDF từ mỡ cá basa. Tuy nhiên, chưa có những nghiên

cứu khoa học sâu về vấn đề này cũng như quy trình công nghệ chưa nghiêm ngặt, dẫn đến sản

phẩm BDF chưa tinh khiết và không tuân thủ tiêu chuẩn quốc tế, gây hậu quả khi đưa vào sử

dụng thực tế. Điều này dẫn đến một số nhận định sai lầm cho rằng BDF từ mỡ cá basa không

thể pha trộn làm nhiên liệu thay thế cho động cơ diesel.

Trong công trình này chúng tôi nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến các quá trình điều

chế BDF từ mỡ cá basa bằng phương pháp hóa siêu âm nhằm đưa ra quy trình công nghệ đơn

giản, dễ thực hiện, ít tốn thời gian mà vẫn bảo đảm đầy đủ tiêu chuẩn của sản phẩm BDF