Diesel sinh học và triển vọng phát triển

Biodiesel là một chất lỏng, có màu giữa vàng hay nâu tối phụ thuộc vào nguyên liệu để chế biến. Methyl ester điển hình có điểm bốc cháy khoảng ~150 0C (3000 F), tỷ trọng thấp hơn nước (d= ~0,88g/cm3), có độ nhớt tương tự diesel từ dầu mỏ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Diesel sinh học và triển vọng phát triển Diesel sinh học và triển vọng phát triểnBiodiesel là một chất lỏng, có màu giữa vàng hay nâu tối phụ thuộc vào nguyên liệu đểchế biến. Methyl ester điển hình có điểm bốc cháy khoảng ~150 0C (3000 F), tỷ trọngthấp hơn nước (d= ~0,88g/cm3), có độ nhớt t ương tự diesel từ dầu mỏ.1. Khái niệm Diesel sinh học (Biodiesel) là loại nhiên liệu cónhững tính chất tương đương với dầu diesel tự nhiên nhưng không phải được sản xuất từdầu mỏ mà từ dầu thực vật hay mỡ động vật. Diesel sinh học nói riêng hay nhiên liệu sinhhọc nói chung đều là loại năng lượng tái tạo và về phương diện hoá học thì biodiesel làmethyl este (hay ethyl ester) của những axit béo trong dầu hay mỡ khi được ester hoá bởicác ancol methanol hoặc ethanol.Biodiesel là một chất lỏng, có màu giữa vàng hay nâu tối phụ thuộc vào nguyên liệu đểchế biến. Methyl ester điển hình có điểm bốc cháy khoảng ~150 0C (3000 F), tỷ trọngthấp hơn nước (d= ~0,88g/cm3), có độ nhớt tương tự diesel từ dầu mỏ. Nhiều nước trênthế giới dùng chữ B với ý nghĩa là biodiesel, chữ BA hay E để cho biết hoá hợp vớiethanol. Ví dụ: nhiên liệu chứa 20% biodiesel được ký hiệu là B20, biodiesel tinh khiết làloại B100. Biodiesel có thể sản xuất từ các loại dầu khác nhau như: dầu thực vật, mỡđộng vật hay từ dầu của tảo, hoặc cả dầu mỡ phế thải sau khi đã được làm sạch.2. Rudolf Diesel với ý tưởng diesel sinh họcRudolf Diesel (Rudolf Christian Karl Diesel) là một kỹ sư người Đức nổi tiếng với phátminh ra động cơ diesel. Ông sinh ngày 18/3/1858. Tháng 1/1880, ông tốt nghiệp trườngĐại học kỹ thuật Munchen với tấm bằng xuất sắc và là người có điểm cao nhất kể từ khithành lập trường. Ngày 23/2/1893 ông được nhận bằng phát minh DRP 67 207 về “quytrình làm việc và cách chế tạo cho máy đốt”, tiếp đó, ngày 29/1/1893, được nhận bằngphát minh thứ hai DRP 82 168 về sửa đổi quy tr ình của động cơ nhiệt Camot. Từ đó, năm1893 ông chế tạo động cơ diesel trong nhà máy cơ khí Ausburg, và năm 1897 mô hìnhđộng cơ diesel đầu tiên được hoàn thành. Ngày 1/1/1898, nhà máy động cơ diesel đầutiên được xây dựng, sau đó là Diesel Engine Company (1900, tại London, Anh). Năm1903, tàu thuỷ trang bị động cơ diesel đầu tiên ra đời. Năm 1908 động cơ diesel loại nhỏđầu tiên được chế tạo. Năm 1936 động cơ diesel được sản xuất hàng loạt để dùng cho xeô tô và được trang bị cho chiếc Mercedes-Benz 200-D. Từ ý tưởng sử dụng dầu thực vậtcho các động cơ, năm 1912, ông đã đi vào nghiên cứu về diesel sinh học. Nhưng, ngày13/10/1913, Rudolf Diesel chẳng may qua đời tại Vlissingen (Tây Nam Hà Lan) do mộtvụ tai nạn. Có giả thuyết cho rằng, do thấy được khả năng to lớn của biodiesel mà RudolfDiesel đã bị ngành công nghiệp dầu mỏ ám sát vì ông đang phát triển loại động cơ dieselsinh học. Do Diesel không còn nữa nên từ đó những nghiên cứu về động cơ diesel sinhhọc bị ngừng lại. Để nhớ đến ngày đầu tiên mà chiếc động cơ diesel do Rudolf Diesel chếtạo tại Ausburg tự chạy, người ta lấy ngày 10 tháng 8 làm ngày Diesel sinh học Quốc tế(International Biodiesel Day). Phát minh của Rudolf Diesel được đánh giá rất cao, bởi thếđến năm 1900 ở hội chợ quốc tế tại Pari (Pháp) ông đã được trao giải thưởng lớn.3. Sản xuấtBiodiesel (methyl esters) là sản phẩm của quá trình ester hoá axit béo có trong dầu, mỡ(triglyceride) với methanol (hoặc ethanol).Dầu dùng để tạo ra biodiesel có thể là dầu ăn (straight vegetable oil - SVO) hoặc dầu thựcvật phế thải (Waste vegetable oil - WVO). Dầu phế thải được sử dụng sau khi đã làmsạch, lọc, loại bỏ chất bẩn, trung ho à các axit béo tự do. Từ đó người ta pha methanolhoặc ethanol vào chất béo (từ dầu thực vật hay mỡ động vật) và dùng xúc tác là nhữngkiềm mạnh (NaOH hay KOH) hoặc Natrisilicat ở áp suất thông thường và nhiệt độ phùhợp. Liên kết ester của glyxerin với axit béo trong dầu mỡ bị phá huỷ, các axit béo sẽđược ester hoá với methanol hoặc ethanol còn glyxerin được tách ra. Để không lẫn lộn,trong ký hiệu người ta dùng chữ M để chỉ các methyl ester từ dầu thực vật, ví dụ: theotiêu chuẩn CHLB Đức có các loại dầu với ký hiệu: RME theo DIN E -51606, PME theoDIN E -51606, FME theo DIN V-51606, và có giá trị trên toàn Châu Âu từ năm 2004.Tuỳ theo loại nguyên liệu mà chia thành: RMP- methyl ester của cải dầu, SME- methylester của dầu đậu nành, hướng dương, PME- methyl ester của dầu dừa, hạt cau... Với quytrình công nghệ tối ưu có thể sản xuất đạt hiệu suất 97%. Bên cạnh biodiesel người ta cònthu được glyxerin dùng cho các ngành công nghiệp khác. Dầu RME: methyl ester của câycải dầu (Brassica napus) theo DIN EN –14214 cũng có giá trị toàn Châu Âu từ 2004, sauđó Mỹ, Canada cũng áp dụng tiêu chuẩn này... Cơ sở công nghệ để xác định được mộtsản phẩm phù hợp với tiêu chuẩn quy định bằng sắc ký khí (gas chromatography) đồngthời kiểm tra một số hợp chất quan trọng có trong dầu. Và sau đó người ta chấp nhậ ...