Nhiên liệu biodiesel từ dầu hạt Jatropha: Tổng hợp và đánh giá phát thải trên động cơ diesel

Hội thảo Môi trường và Phát triển bền vững, Vườn Quốc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010

Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18^th– 20^thJune 2010

NHIÊN LIỆU BIODIESEL TỪ DẦU HẠT JATROPHA:

TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ PHÁT THẢI TRÊN ĐỘNG CƠ DIESEL

Tô Thị Hiền, Tôn Nữ Thanh Phương, Lê Viết Hải

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM

TÓM TẮT: Quy trình tổng hợp nhiên liệu sinh học (Biodiesel fuel- BDF) từ dầu hạt Jatropha

được thực hiện bằng phương pháp nhiệt tác chất methanol, xúc tác KOH ở quy mô phòng thí

nghiệm. Hạt Jatropha được ép dầu bằng phương pháp cơ học. Kết quả thí nghiệm cho thấy BDF

được tổng hợp với các điều kiện tối ưu như sau: hàm lượng xúc tác KOH là 2.25% khối lượng

dầu, tỉ lệ mol dầu và methanol là 1:6 tại 55⁰C trong 45 phút. Đo phát thải của hỗn hợp BDF từ

dầu Jatropha và dầu DO trên động cơ diesel ở điều kiện không tải nhận thấy: phát thải khí CO,

CO₂, SO₂, C_xH_ygiảm khi thể tích BDF tăng trong hỗn hợp nhiên liệu. Ngược lại, hàm lượng khí

NO và NO₂tăng.

Từ khóa: biodiesel, Jatropha curcas.L, phát thải của biodiesel

1.GIỚI THIỆU

Biodiesel hay còn gọi là “diesel sinh học” (viết tắt là BDF) là những monoalkil của các axit

béo thu được từ dầu thực vật hoặc mỡ động vật. “Bio” chỉ nguồn gốc sinh học của nhiên liệu này,

còn “diesel” nói lên công dụng của nó là sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ diesel. Do đó, BDF

có thể dùng ở dạng nguyên chất hay phối trộn với dầu DO ở các tỷ lệ thể tích khác nhau ^[1].

Thành phần cơ bản của BDF là các triglycerid của glycerol và các acid béo. Các triglycerid

có công thức chung như sau:

CH₂OCOR₁

CHOCOR₂

CH₂OCOR₃

R_1,R₂, R₃là các gốc hydrocarbon của các acid béo

Ngoài thành phần chính là các triglycerid và các acid béo tự do, trong dầu mỡ chưa xử lý còn

chứa các hợp chất của phospho, lưu huỳnh và nước...

Với thành phần chính là triglycerid và các acid béo tự do, dầu thực vật, mỡ động vật có

các tính chất khá gần với dầu DO về trị số cetan và nhiệt trị. Đây là cơ sở sử dụng dầu thực vật,

mỡ động vật điều chế BDF. Nhiên liệu BDF có thể được điều chế theo nhiều quá trình khác nhau

như phương pháp sấy nóng, phương pháp pha loãng, phương pháp transester hóa.... Trong đó,

phản ứng transester hóa là lựa chọn tối ưu do quá trình phản ứng tương đối đơn giản và tạo ra sản

phẩm ester có tính chất vật lý gần giống dầu DO.

Phản ứng transester hóa là quá trình thay thế một phân tử rượu từ ester bởi một phân tử

rượu khác tạo ra sản phẩm là ba ester của acid béo và một glycerol. Đây là phản ứng thuận

nghịch.

__________________________________________________________________________________________

Nhiên liệu BioDiesel từ dầu hạt Jatropha: Tổng hợp và đánh giá phát thải trên động cơ Diesel

Tô Thị Hiền, Tôn nữ Thanh Phương, Lê Viết Hải. – ĐH KHTN Tp. HCM

93

Hội thảo Môi trường và Phát triển bền vững, Vườn Quốc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010

Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18^th– 20^thJune 2010

ROCOR₁

H₂C OH

HC OH

H₂C OH

H₂C OCOR₁

HC OCOR₂

H₂C OCOR₃

(₁.₁)

ROCOR₂

ROCOR₃

+

ROH

3

Triglycerid

Alcol

Glycerol

Các alkyl ester

Hình 1: Phản ứng ester hóa dầu thực vật, mỡ động vật nói chung

Phản ứng transeter xảy ra theo 3 giai đoạn như sau:

Triglycerid

+

R^’OH

diglycerid + R₁COOR^’

monoglycerid + R₂COOR^’

Diglycerid

+

Monoglycerid + R^’OH

glycerol

+ R₃COOR^’

Những yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng là nhiệt độ phản ứng, tỷ lệ mol alcol/dầu, xúc tác, hàm

lượng xúc tác, thời gian phản ứng, tốc độ khuấy… Ngoài ra còn có hàm lượng acid béo tự do

trong dầu, hàm lượng nước trong thành phần dầu ban đầu. Các alcol thường dùng trong phản ứng

transester là methanol, ethanol…trong đó methanol thích hợp cho phản ứng transeter hóa hơn.

Ở Việt Nam, BDF được điều chế từ nhiều nguyên liệu khác nhau như mỡ cá basa, dầu hạt

bông vải, dầu mỡ đã qua sử dụng, hạt Jatropha... Cây Jatropha là loài thực vật có nguồn gốc

Trung Mỹ có tên khoa học là Jatropha curcas. L thuộc họ Euphorbiaceae. Ở Việt Nam, tên thông

thường của cây Jatropha là cây dầu mè, đậu cọc rào, dầu lai, vong đầu ngô…Đây là cây thân cỏ,

thấp, cao khoảng 2- 6 m, cây Jatropha phân bố ở Hòa Bình, Sơn La, Quảng Trị, Ninh Thuận,

Bình Thuận, Đồng Nai…. Theo đề án “Nghiên cứu, phát triển và sử dụng sản phẩm cây Cọc rào

(Jatropha curcas L.) ở Việt Nam giai đoạn 2008-2015 và tầm nhìn đến 2025” thì dầu hạt cây

Jatropha Curcas.L là nguồn nguyên liệu tiềm năng tổng hợp BDF. Tuy nhiên, tại Việt Nam việc

tổng hợp và đánh giá phát thải khí của BDF từ dầu hạt Jatropha vẫn chưa được quan tâm đúng

mức. Nghiên cứu này trình bày một số kết quả về tổng hợp và đánh giá phát thải của BDF từ dầu

hạt Jatropha và hỗn hợp của nó với nhiên liệu dầu DO trên động cơ diesel.

2.THỰC NGHIỆM

Tiến hành khảo sát tổng hợp BDF từ dầu hạt Jatropha bằng phương pháp nhiệt, tác chất

methanol, xúc tác KOH theo các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng. Độ chuyển hóa của phản

ứng được đánh giá bằng phương pháp sắc ký bản mỏng; tiến hành đo phát thải của hỗn hợp BDF và

dầu DO trên động cơ diesel ở điều kiện không tải

2.1. Nguyên liệu

Cây Jatropha trồng ở tỉnh Bình Thuận, được thu hái hạt bởi công ty TNHH Thành Bưởi. Hạt

Jatropha được ép bằng máy ép dầu. Sau đó để lắng, lọc loại bỏ các tạp chất, cặn bã thu được dầu

thô Jatropha và khô dầu. Khô dầu được xử lý làm phân bón. Dầu Jatropha được phân tích các

thành phần hóa học và tiến hành tổng hợp BDF.

__________________________________________________________________________________________

Nhiên liệu BioDiesel từ dầu hạt Jatropha: Tổng hợp và đánh giá phát thải trên động cơ Diesel

Tô Thị Hiền, Tôn nữ Thanh Phương, Lê Viết Hải. – ĐH KHTN Tp. HCM

94

Hội thảo Môi trường và Phát triển bền vững, Vườn Quốc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010

Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18^th– 20^thJune 2010

2.2. Quy trình điều chế BDF

Dầu Jatropha được trộn với hỗn hợp methanol và xúc tác KOH (đã được khuấy từ khoảng 5-

10 phút). Thực hiện phản ứng transester hóa theo các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng như hàm

lượng xúc tác KOH, tỉ lệ mol dầu/methanol, nhiệt độ và thời gian phản ứng. Sau phản ứng hỗn

hợp được lắng qua đêm và tách thành 2 pha. Pha nhẹ hơn là BDF, pha nặng hơn là glyxerin. Tách

pha BDF chạy sắc ký bản mỏng để xác định độ chuyển hóa của phản ứng. sau đó, rửa BDF bằng

nước ấm để loại bỏ tập chất và làm khan bằng muối Na₂SO₄được BDF tinh khiết. Cân sản phẩm

BDF tinh khiết và tính hiệu suất phản ứng. Độ tinh khiết của sản phẩm BDF được phân tích bằng

phương pháp GC-MS.

__________________________________________________________________________________________

Nhiên liệu BioDiesel từ dầu hạt Jatropha: Tổng hợp và đánh giá phát thải trên động cơ Diesel

Tô Thị Hiền, Tôn nữ Thanh Phương, Lê Viết Hải. – ĐH KHTN Tp. HCM

95

Hội thảo Môi trường và Phát triển bền vững, Vườn Quốc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010

Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18^th– 20^thJune 2010

Hạt Jatropha

Máy ép dầu

Khô dầu

Khử độc

Phân bón

Thức ăn

gia súc

Dầu Jatropha

ROH + KOH

Khuấy từ 5-10phút

Phản ứng

transester hóa

Glycerol thô

Biodiesel thô

Tinh chế

Bể rửa (nước ấm, NaCl)

Glycerol tinh khiết

BDF sạch

Động cơ diesel

Hình 2: Quy trình tổng hợp BDF từ dầu hạt Jatropha.

2.3. Mô hình đo phát thải của hỗn hợp BDF từ dầu Jatropha và dầu DO trên

động cơ diesel

Phối trộn BDF và dầu DO ở các tỷ lệ: 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 50% và 100% được

nhiên liệu B0, B5, B10, B15, B20, B50, B100. Máy phát điện động cơ diesel (TYD2200BE)

chạy bằng các loại nhiên liệu này ở điều kiện không tải. Phát thải của các nhiên liệu này (khí CO,

CO₂, SO₂, NO, NO₂, C_xH_y) được đo bằng máy Testo 360- model D9849 Lenzkirch, Đức trên

phần mềm tự động Testo 360 với thời gian đo khí là 5 giây/ lần. Thời gian thử nghiệm là 10 phút.

Độ lập lại của thử nghiệm 3 lần.

__________________________________________________________________________________________

Nhiên liệu BioDiesel từ dầu hạt Jatropha: Tổng hợp và đánh giá phát thải trên động cơ Diesel

Tô Thị Hiền, Tôn nữ Thanh Phương, Lê Viết Hải. – ĐH KHTN Tp. HCM

96

Hội thảo Môi trường và Phát triển bền vững, Vườn Quốc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010

Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18^th– 20^thJune 2010

Máy Testo 360- model D9849 Lenzkirch, Đức hoạt động dựa trên đầu dò của các điện cực.

Khí CO, NO, NO₂, SO₂trong khí thải được đo theo nguyên lý của đầu dò 3 điện cực. Khí CO₂

được đo bằng đầu dò hồng ngoại. Hợp chất C_xH_yđược đo bằng đầu dò tín hiệu nhiệt.

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 ảnh hưởng của các yếu tố đến hiệu suất phản ứng tổng hợp BDF

3.1.1. Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác KOH

Tiến hành chuỗi thí nghiệm với hàm lượng xúc KOH thay đổi 0.5-2.75% khối lượng dầu với

các điều kiện thí nghiệm khác được cố định (khối lượng dầu 30g, tỷ lệ mol n_oil/MeOH=1:6 tại 55⁰C

trong 60 phút).

Vệt BDF

Vệt dầu

1

2

3

4

5

6

Hình 3: Bản sắc ký đánh giá độ chuyển

hóa của phản ứng tổng hợp BDF theo

hàm lượng KOH.

Hình 4: Sự thay đổi hiệu suất phản ứng tổng

hợp BDF theo hàm lượng xúc tác KOH.

(1) dầu Jatropha; (2): 1.5% KOH; (3):

1.75% KOH; (4): 2% KOH; (5): 2.25%

KOH; (6): 2.5% KOH

Kết quả chạy sắc ký bản mỏng cho thấy, tại hàm lượng KOH từ 0.5-1.25% khối lượng dầu

vệt este mờ, vệt dầu đậm chứng tỏ độ chuyển hóa của phản ứng thấp. Mặc khác, hỗn hợp sản

phẩm tách pha lâu (2 ngày) do đó không thu hồi được pha BDF. Tại hàm lượng KOH từ 1.5-

2.75% khối lượng dầu, hỗn hợp sản phẩm tách pha nhanh (10 phút), chạy sắc ký bản mỏng pha

BDF cho thấy vệt dầu mờ dần, vệt este đậm chứng tỏ độ chuyển hóa của phản ứng tăng theo hàm

lượng xúc tác KOH. Tuy nhiên, ở hàm lượng KOH 1.5% khối lượng dầu hiệu suất phản ứng là

cao nhất nhưng quan sát bản sắc ký thì vệt dầu còn rõ chứng tỏ độ chuyển hóa của phản ứng chưa

hoàn toàn. Ở hàm lượng KOH từ 1.75- 2.25%, hiệu suất phản ứng tăng và đạt cực đại ở 2.25%

khối lượng dầu. Ở hàm lượng KOH từ 2.5%-2.75% khối lượng dầu, hiệu suất phản ứng giảm

(Hình 3, 4). Do đó, hàm lượng KOH tối ưu của phản ứng là 2.25% khối lượng dầu.

3.1.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ mol dầu/methanol

__________________________________________________________________________________________

Nhiên liệu BioDiesel từ dầu hạt Jatropha: Tổng hợp và đánh giá phát thải trên động cơ Diesel

Tô Thị Hiền, Tôn nữ Thanh Phương, Lê Viết Hải. – ĐH KHTN Tp. HCM

97

Hội thảo Môi trường và Phát triển bền vững, Vườn Quốc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010

Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18^th– 20^thJune 2010

Tiến hành thí nghiệm với tỷ lệ mol thay đổi từ 1:3 đến 1:9, các điều kiện thí nghiệm khác

được cố định (khối lượng dầu 30g, hàm lượng KOH 2.25% khối lượng dầu tại 55⁰C trong 60

phút).

V

ệ

t BDF

V

ệ

t d

ầ

u

0 1

2

3

4

5

6

7

Hình 4: Bản sắc ký đánh giá độ chuyển

hóa của phản ứng theo tỷ lệ mol dầu/

methanol. ((0): dầu Jatropha; (1): 1:3;

(2):1:4; (3): 1:5; (4): 1:6; (5): 1:7; (6):

1:8; (7): 1:9

Hình 5: Sự thay đổi hiệu suất phản ứng theo tỷ lệ

mol dầu/methanol.

Ở tỷ lệ mol dầu/methanol 1:3 và 1:4 hỗn hợp sản phẩm không tách pha. Từ tỷ lệ mol 1:5 đến

1:9 sau phản ứng hiện tượng tách pha glyxerin và pha BDF nhanh (khoảng 10 phút), khi chạy sắc

ký bản mỏng nhận thấy vệt dầu mờ dần, vệt BDF đậm dần. Điều này chứng tỏ độ chuyển hóa của

phản ứng tăng. Tại tỷ lệ mol 1:5 và 1:6 hiệu suất phản ứng tăng, cao nhất là ở tỷ lệ 1:6 (đạt

73.6%) (Hình 4, 5). Từ tỷ lệ mol dầu/ methanol 1:7 đến 1:9 hiệu suất phản ứng giảm (đạt khoảng

65%- 71%). Hiện tượng này được giải thích như sau nếu lượng methanol tăng, độ nhớt của hệ

phản ứng giảm, điều này giúp tăng số lần va chạm của các phân tử trong hệ tăng. Tuy nhiên, nếu

tỷ lệ này quá cao thì sẽ ảnh hưởng đến đến quá trình phân tách glyxerin ra khỏi hỗn hợp phản ứng

bằng lực trọng trường do đó làm khối lượng pha BDF cũng như hiệu suất phản ứng giảm. Như

vậy, tỷ lệ mol tối ưu của dầu/methanol là 1:6.

3.1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng

Tiến hành chuỗi thí nghiệm với nhiệt độ phản ứng tăng từ nhiệt độ 35⁰C đến 65⁰C, các điều

kiện phản ứng khác được cố định (khối lượng dầu 30g, hàm lượng xúc tác KOH 2.25% khối

lượng dầu, tỷ lệ mol dầu/methanol 1:6, thời gian phản ứng 60 phút).

__________________________________________________________________________________________

Nhiên liệu BioDiesel từ dầu hạt Jatropha: Tổng hợp và đánh giá phát thải trên động cơ Diesel

Tô Thị Hiền, Tôn nữ Thanh Phương, Lê Viết Hải. – ĐH KHTN Tp. HCM

98

Hội thảo Môi trường và Phát triển bền vững, Vườn Quốc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010

Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18^th– 20^thJune 2010

Vệt BDF

V

ệ

t d

ầ

u

Dầu 1 2 3 4

5

6

Hình 6: Bản sắc ký đánh giá độ

chuyển hóa của phản ứng theo nhiệt

độ. (1): 35⁰C; (2): 45⁰C; (3): 50⁰C;

(4): 55⁰C; (5): 60⁰C; (6): 65⁰C.

Hình 7 : Sự thay đổi hiệu suất phản ứng theo nhiệt độ

phản ứng.

Khi tăng nhiệt độ từ 35⁰C đến 60⁰C hiệu suất phản ứng thay đổi đáng kể. Hiệu suất phản ứng

0

ổn định trong khoảng 35 C đến 45⁰C (khoảng 74%). Tiếp tục tăng nhiệt độ (45 C đến 55⁰C)

hiệu suất phản ứng tăng và đạt cực đại ở 55⁰C. Ở nhiệt độ cao hơn 55⁰C hiệu suất phản ứng giảm

(Hình 5,6).

3.1.4. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng

Tiến hành chuỗi thí nghiệm với thời gian phản ứng tăng từ 30 phút đến 90 phút, các điều kiện

phản ứng khác được cố định (khối lượng dầu 30g, hàm lượng xúc tác KOH 2.25% khối lượng

dầu, tỷ lệ mol dầu/methanol 1:6, nhiệt độ phản ứng 55⁰C).

V

ệ

t d

ầ

u

Hình 8: Bản sắc ký đánh giá độ

chuyển hóa của phản ứng tổng hợp

BDF theo thời gian (5phút/điểm).

Hình 9: Sự thay đổi hiệu suất phản ứng theo thời

gian phản ứng.

__________________________________________________________________________________________

Nhiên liệu BioDiesel từ dầu hạt Jatropha: Tổng hợp và đánh giá phát thải trên động cơ Diesel

Tô Thị Hiền, Tôn nữ Thanh Phương, Lê Viết Hải. – ĐH KHTN Tp. HCM

99

Hội thảo Môi trường và Phát triển bền vững, Vườn Quốc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010

Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18^th– 20^thJune 2010

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng lên hiệu suất phản ứng cho thấy phản ứng

đạt độ chuyển hóa 75% sau khoảng 30 phút. Tiếp tục tăng thời gian phản ứng, hiệu suất phản ứng

tăng và phản ứng đạt độ chuyển hóa cao nhất ở thời gian 45 phút. Sau đó kéo dài thời gian phản

ứng (lớn hơn 45phút) sự chuyển hóa các chất tăng làm giảm hiệu suất phản ứng (Hình 8,9).

3.1.5. Đánh giá phát thải của nhiên liệu B0, B5, B10, B15, B20, B25, B50, B100

Khi tỷ lệ BDF tăng trong hỗn hợp nhiên liệu với dầu DO thì phát thải khí CO, SO₂và hợp chất

C_xH_ygiảm, ngược lại nồng độ các khí NO, NO₂và CO₂tăng (Hình 10, 11).

3

Hình 11: Tỷ lệ tăng (%) nồng độ khí NO,

NO₂, CO2 của nhiên liệu B5, B10, B15,

B20, B25, B50, B100 so với dầu DO.

1

Hình 10: Tỷ lệ giảm (%) phát thải khí

C_xH_y, CO, SO₂của nhiên liệu B5, B10,

B15, B20, B25, B50, B100 so với nhiên

li

ệ

B0 (d

ầ

DO)

Tỷ lệ giảm phát thải khí CO, SO₂, hợp chất C_xH_ytỷ lệ thuận với tỷ lệ BDF trong hỗn hợp

nhiên liệu, điều này được giải thích dựa vào thành phần cấu tạo của BDF với cấu trúc phân tử

chứa nhiều oxy (oxy chiếm 10-11% khối lượng phân tử BDF), không chứa các hydrocacbon

thơm và lưu huỳnh. So với dầu DO, nhiên liệu B20 giảm 34% phát thải khí CO, nhiên liệu B100

giảm 41% phát thải khí CO; nhiên liệu B20 có phát thải khí SO₂giảm khoảng 53%, nhiên liệu

B100 có phát thải khí SO₂giảm khoảng 69%; phát thải C_xH_ygiảm 37% ở nhiên liệu B20 có,

giảm 47% ở nhiên liệu B100.

Nhiên liệu biodiesel với cấu trúc phân tử chứa nhiều oxy do đó quá trình cháy của BDF

diễn ra hoàn toàn và “sạch” hơn dầu DO. Vì vậy, các hỗn hợp BDF với dầu DO có phát thải khí

CO₂nhiều hơn dầu DO (Hình 10). So với dầu DO, nhiên liệu B20 có phát thải khí CO₂tăng 5%,

nhiên liệu B100 tăng 8%. Tuy nhiên, phát thải khí CO₂khi đi vào khí quyển có thể giảm 78%

thông vào chu trình carbon BDF ^[3].

Phát thải khí NO_x(gồm khí NO và NO₂) tăng khi thể tích BDF tăng trong hỗn hợp nhiên liệu,

cao nhất là ở B100. Do BDF có nguồn gốc hữu cơ (từ dầu thực vật) trong phân tử chứa nguyên tử

nitơ nên khi đốt cháy tạo nhiều khí NO_xhơn dầu DO. So với dầu DO, nhiên liệu B20 có phát thải

khí NO₂tăng khoảng 37%, khí NO tăng khoảng 50%; nhiên liệu B100 có phát thải khí NO₂tăng

52%, khí NO tăng 57%.Tuy nhiên, nồng độ khí NOx có thể giảm xuống khi áp dụng hệ thống

HOT EGR khi vận hành động cơ ^[4].

__________________________________________________________________________________________

Nhiên liệu BioDiesel từ dầu hạt Jatropha: Tổng hợp và đánh giá phát thải trên động cơ Diesel

Tô Thị Hiền, Tôn nữ Thanh Phương, Lê Viết Hải. – ĐH KHTN Tp. HCM

100

Hội thảo Môi trường và Phát triển bền vững, Vườn Quốc gia Côn Đảo, 18/06/2010 – 20/06/2010

Workshop on Environment and Sustainable Development, Con Dao National Park, 18^th– 20^thJune 2010

4. KẾT LUẬN

Đã tổng hợp được BDF từ dầu hạt Jatropha ở quy mô phòng thí nghiệm với các tham số tối

ưu như sau: hàm lượng xúc tác KOH là 2,25% khối lượng dầu, tỉ lệ mol dầu/methanol là 1:6, thời

gian phản ứng là 45 phút, nhiệt độ phản ứng là 55⁰C. Thời gian tách pha 10- 15 phút. Hiệu suất

phản ứng đạt khoảng 76%. Sản phẩm có màu vàng sáng, trong.

Đo phát thải của nhiên liệu B0, B5, B10, B15, B20, B25, B250, B100 trên máy phát điện

động cơ diesel cho thấy: khi tỷ lệ BDF tăng trong hỗn hợp nhiên liệu với dầu DO thì phát thải của

khí CO, SO₂và hợp chất C_xH_ygiảm, ngược lại nồng độ các khí NO, NO₂và CO₂tăng. Điều này

được giải thích do sự hiện diện của oxy và nitơ trong cấu trúc phân tử của BDF khiến quá trình

cháy của BDF diễn ra hoàn toàn và “sạch” hơn.

Các hỗn hợp nhiên liệu BDF đều chạy tốt trên động cơ diesel.

BIODIESEL FROM JATROPHA SEED OIL:

PRODUCE AND EVALUATE EMISSION FROM BIODIESEL FUEL IN DIESEL

ENGINE

Ton Nu Thanh Phuong, Le Viet Hai, To Thi Hien

University of Science, VNU-HCM

Astract: This research focused on BDF production from Jatropha seed oil and evaluation of

its exhaust gas on the diesel engine in order to produce and confirm the environmental

benefit of BDF. This report showed the results of research on BDF production from

Jatropha seed oil and engine emissions from blend of diesel fuel and BDF from Jatropha oil.

A maximum of 78% biodiesel yield was found at 2.25%w/w catalyst KOH, the optimum

molar ratio of Jatropha oil to methanol of 1:6, at a reaction temperature of 55⁰C in 45

minutes.

The use of BDF blends in conventional diesel engine results in substantial reduction in

emission of hydrocarbon C_xH_y, carbon monoxide CO and sulfates SO₂. whereas NO_xemission

increases a little. The reason for reducing of C_xH_y, CO and SO₂emission and increasing NO_x

emission with biodiesel mixtures was mainly due to the presence of oxygen in their molecular

structure.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Lê Võ Định Tường (2006), Kết quả bước đầu nghiên cứu cây dầu mè (Jatropha Curcas. L) làm

nguyên liệu sản xuất diesel sinh học và các sản phẩm đi kèm phủ xanh đất trống đồi trọc, chống sa

mạc hóa ở Việt Nam, hội thảo khoa học lần thứ nhất về nhiên liệu có nguồn gốc sinh học (Biofuel &

Biodiesel) ở Việt Nam, viện khoa học vật liệu ứng dụng, tr 106-116.

1. A.K. Agarwal, Biodiesels (alcohols and biodiesel) application as fuels for internal

combustion engines. Prog in Energy and Combustion Sci (2007); 33: 233-271.

2. Joshua Tickell (2000), From the fryer to the fuel tank, the completer guide to using vegetable oil

as an alternative fuel, Tickell Energy Consulting (TEC), Tallahassee, USA, 35-53.

3. V. Pradeep, R.P. Sharma, Use of HOT EGR for NOx control in a compression ignition engine

fuelled with biodiesel from Jatropha oil, Renewable Energy (2007); 32: 1136-1154.

http://www.huaf.edu.vn/diendan/viewtopic.php?f=115&t=1165

__________________________________________________________________________________________

Nhiên liệu BioDiesel từ dầu hạt Jatropha: Tổng hợp và đánh giá phát thải trên động cơ Diesel

Tô Thị Hiền, Tôn nữ Thanh Phương, Lê Viết Hải. – ĐH KHTN Tp. HCM

101