30-05-2010, 04:54 PM
Thủy phân lipit đơn giản, phức tạp.
a. Phân giải trialxylglixerol.
-Triaxyl glycerol từ nguồn thức ăn của người và động vật được biến đổi thành dạng vi nhũ nhờ axit mật sau đó được đưa vào ruột non. Ở ruột non có enzym lipaza biến đổi triaxylglyxerol thành glyxerol và axit béo.
-Triacyl glycerol ở hạt ,củ của cây có dầu vào giai đoạn nảy mầm, với sự tham gia của hệ enzym phospholipaza chúng sẽ bị thuỷ phân thành glycerol và a xit béo theo phương trình phản ứng :
Triaxylglyxerol +H2O +phospholipaza → glyxerol +axit béo.
Phương trình phản ứng theo công thức hoá học.
CH2-O-CO R1 CH2 –OH R1COOH
| |
CH-O-CO R2 + 3H2O + phospholipaza → CH-OH + R2COOH
| |
CH2- O-CO R3 CH2-OH R3COOH
b. Sự phân giải phospholipit.
- Quá trình phân giải này xảy ra mạnh ở hạt, quả có dầu của thực vật khi nảy mầm hoặc ở dạ dày, tá tràng của người và động vật.
- Sự phân giải xảy ra theo đường hướng thuỷ phân với sự tham gia của nước và hệ enzym
phospholipaza gồm 4 loại ký hiệu A, B, C, D
- Sản phẩm của quá trình phân giải là glycerol, các axit béo bão hoà,và chưa bão hoà, H3PO4, các hợp chất phân cực X.
4.1.2. Phân giải glyxerol.
Glyxerol vừa được giải phóng qua phản ứng thủy phân có thể được dùng để tái tổng hợp triaxylglyxerol nhưng cũng có thể được chuyển hóa theo sơ đồ sau:
4.1.3. Phân giải axit béo (hoạt hóa axit béo, con đường β – oxy hóa axit béo).
Quá trình beta oxy hoá axit béo bão hoà.
Gồm 4 phản ứng :
- Oxy hoá axylCoA với sự xúc tác của axyl CoA dehydrogenaza để tạo thành axyl CoA chưa bão hoà có liên kết đôi Cα và Cβ (C2 và C3 ).
- Hydrát hoá axyl CoA chưa bão hoà tạo ra beta-hydroxy-axyl -CoA, nhờ sự xúc tác của enzym Enoyl –CoA hydrataza, phân tử nước được gắn vào liên kết đôi.
- β–hydroxy-axyl CoA bị oxy hoá bởi enzym β –hydroxy-axyl CoA dehydrogenaza tạo thành beta-xetoa xyl CoA.
- Phản ứng tách acetyl CoA khi có sự tham gia của 1 phân tử CoA khác và enzym
β –xetoaxyl- CoA thiolaza.
Sản phẩm là axyl -CoA mới ngắn hơn 2C so với axyl- CoA ban đầu và quá trình được lặp lại từ phản ứng 1,2,3,4, cho tới khi toàn bộ mạch cacbon của axyl CoA bị phân giải hoàn toàn thành acetyl CoA.
- Lợi ích của beta oxy hoá axit béo: tạo năng lượng và nguyên liệu cho các quá trình tổng hợp các chất mới ở các cơ quan mới hình thành.
Ví dụ: Tính năng lượng sinh ra khi beta oxy hoá axit béo có 18 cacbon
- Một vòng beta oxy hoá axit béo tạo ra 5ATP khi tách khỏi axit béo 2 cacbon và
1 acetyl-CoA.
- 1 acetyl-CoA vào chu trình Krebs tạo 12 ATP.
-.Do đó beta oxy hoá hoàn toàn axit béo có 18C phải qua 8 vòng tạo 9 acetyl-CoA nên tổng năng lượng là: (5ATPx 8 ) +(12ATP x9)=148ATP.
- Để hoạt hoá axit béo lúc đầu cần 1 ATP do đó năng lượng giải phóng là:
148ATP- 1ATP=147ATP.
- Vậy beta oxy hoá a xit béo có 18C tạo năng lượng: 147ATP.
Đây là một phương pháp tách glycerol trong sản xuất xà phòng.
Sau phản ứng xà phòng hóa, sản phẩm tạo thành là glycerol và Sodium stearate. cả hai chất đều tan được trong nước, do glycerol tạo được liên kết hydro với nước, còn sodium stearate là chất điện ly.
Người ta cho dung dịch NaCl bão hòa vào hỗn hợp sản phẩm, thì xà phòng tách ra và nổi lên trên.
Nguyên nhân là do thay đổi môi trường điện ly, độ phân ly sodium stearate sẽ giảm, hòa tan rất ít trong môi trường NaCl bão hòa.
Sodium stearate tách khỏi hỗn hợp glycerol + nước + NaCl và nổi lên trên.
Người ta dùng phương pháp chiết tách thì thu được glycerol và xà phòng.
Thế hệ 2 - Biodiezel: Nguồn gốc đi từ dầu thực vật và methanol thu được Biodiezel (methyl esters) và sản phẩm phụ là glycerol. theo sở đồ phản ứng sau:
Việc sản xuất ra nhiên liệu biodiezel có đóng góp của chu trình quanh hợp cây thực vật dùng làm nguyên liệu tạo nhiên liệu sinh học, nghĩa là có hấp thu CO2 trong khí quyển nên vấn đề khí hiệu ứng nhà kính gây ra do đốt nhiên liệu biodiezel xem như bằng không. Đây là điểm khác biệt của nhiên liệu sinh học với nhiên liệu hoá thạch liên quan đến bài toán CO2. Qua nghiên cứu người ta chỉ ra rằng khi pha ETBE vào xăng hay dầu sinh học vào diezel thì lượng phát thải CO2 đưa vào khí quyển sẽ giảm và được minh hoạ ở biểu đồ hình bên.
BIODIESEL từ mỡ cá – Bản chất quá trình chuyển hóa
(23.10.2006, 02:08 pm GMT+7)
Từ lâu chúng ta nghe trên phương tiện thông tin nói nhiều về biodiesel làm từ mỡ cá tra, cá basa. Hiện nay trong khu vực Đồng Bằng Sông Cữu Long có rất nhiều công ty, cơ sở tham gia sản xuất biodiesel như: công ty AGIFISH, công ty MINH TÚ, và các cở sở sản xuất nhỏ lẻ khác…
Vậy Biodiesel là gì?
Biodiesel còn được gọi Diesel sinh học là một loại nhiên liệu có tính chất giống với dầu diesel nhưng không phải được sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay mỡ động vật. biodiesel, hay nhiên liệu sinh học nói chung, là một loại năng lượng sạch, phương diện hóa học thì diesel sinh học là methyl, ethyl ester của những acid béo. Mặt khác chúng không độc và dể phân giải trong tự nhiên (4)
Một mẫu diesel sinh học
Biodiesel được biết tới như nguồn năng lượng xanh, sạch chống lại ô nhiễm môi trường mà từ lâu các nhà khoa học đã nghiên cứu và nhất là trong lúc giá dầu đang ở mức cao thì việc tận dụng nguồn mỡ cá tra để sản xuất biodiesel cũng là một giải pháp hiệu quả. Vậy tại sao từ mỡ cá có thể biến thành dầu ?
Trước hết sơ lược về lịch sử sản xuất biodiesel
Biodiesel bắt đầu được sản xuất khoãng giữa những năm 1800, trong thời điểm đó người chuyển hóa dầu thực vật để thu glycerol ứng dụng làm xà phòng và thu được các phụ phẩm là methyl hoặc ethyl Ester gọi chung là biodiessel. (3)
Sau đó biodiesel được hiểu theo nghĩa rộng hơn nó bao gồm các alcool như methanol, ethanol.. và các sản phẩm này được chuyển hóa từ nguồn nguyên liệu thực vật.
Như vậy ở đây chúng ta đề cập về bản chất biodiesel là sản phẩm ester hóa giữa methanol hoặc ethanol và acid béo tự do trong dầu thực vật hoặc mỡ cá tra
100 kg dầu mỡ + 10 kg methanol -> 100 kg biodiesel + 10 kg glycerol
Phản ứng chuyển ester hóa mỡ, dầu
Trong đó R1, R2, R3 là các acid béo no hoặc không no chứa trong mỡ cá tra, dầu thực vật, các acid hữu cơ chiếm chủ yếu trong dầu mỡ động vật như:
Trong đó palmitic acid chứa 16 C, stearic acid có 18 C, oleic acid 18 C và có nối đôi.
Để thực hiện phản ứng chuyển hóa này cần có chất xúc tác như NaOH, hoặc KOH.
Vai trò của các chất xúc tác này rất quan trọng vì nó phản ứng với Methanol trước để tạo tiền chất cho phản ứng:
Phản ứng 1: Tạo Alkoxide
eq 1
Trong môi trường có nước alkoxide phân ly tạo CH3O - và Na+, CH3O - tiếp tục thực hiện phản ứng tiếp theo
Phản ứng 2: Tạo Triglyceride amion
Phản ứng 3: Tạo diglyceride và CH3O - tiếp tục cho các phản ứng dây chuyền tiếp theo để tạo ra monoglyceride, methyl ester và cuối cùng tạo glycerol methyl ester
• Công đoạn 1: Mỡ và dầu sau khi đã loại nước
• Công đoạn 2: Huyền phù sau khi trộn methanol
• Công đoạn 3: Kết thúc quá trình acid hóa
• Công đoạn 4: Mỡ tan chảy hoàn toàn
• Công đoạn 5: Huyền phù sau khi trộn methanoxide
• Công đoạn 6: Giai đoạn 1 phản ứng tạo glycerol lớp đáy và methyl ester
• Công đoạn 7: Giai đoạn 2 phản ứng tạo glycerol lớp đáy và methyl ester
• Công đoạn 8: Hoàn Tất phản ứng lượng glycerol lắng hoàn toàn dưới lớp đáy
• NHIÊN LIỆU DẦU THỰC VẬT – BIODIESEL
Dầu thực vật (DTV)
DTV là loại dầu được chiết suất từ các hạt, các quả của cây cối. Nói chung, các hạt quả của cây cối đều chứa dầu, nhưng từ DTV chỉ dùng để chỉ dầu của những cây có dầu với chiết suất lớn.
Dầu lấy từ hạt cây có dầu như: đậu phộng, nành, cải dầu, nho, bông, hướng dương . . .
Dầu lấy từ quả cây có dầu như: Dừa, cọ . . .
Trong đó, chú ý đến một vài cây có chiết suất lớn như: Dừa (60%), cọ (50%).
Có thể phân loại DTV theo nhu cầu làm thực phẩm cho con người: Dầu ăn được, dầu không ăn được.
DTV là loại nhiên liệu có thể thay thế cho Diesel. Khi chọn dầu làm nhiên liệu thay thế nên chọn loại dầu không có cạnh tranh thực phẩm với con người.
DTV làm nhiên liệu cho động cơ Diesel có hai loại: Sản phẩm DTV điều chế trực tiếp từ các hạt, trái, cây lấy dầu và sản phẩm DTV đã qua Este hóa (Biodiesel).
Thành phần hóa học của dầu thực vật
Thành phần hóa học DTV nói chung gồm 95% các Triglyceride và 5% các axid béo tự do.
Triglyceride là các Triester tạo bởi phản ứng của các axit béo trên ba chức rượu của Glycerol. Trong phân tử của chúng có chứa các nguyên tố H, C, và O.
Về thành phần hóa học, đối với DTV so với dầu Diesel: Chứa C ít hơn 10 – 12%, lượng chứa H ít hơn 5 – 13% còn lượng O thì lớn hơn rất nhiều (dầu Diesel chỉ có vài phần ngàn O, còn dầu thực vật có 9 – 11% O) cho nên DTV là nhiên liệu có chứa nhiều Oxy. Chính vì điều này mà DTV có thể cháy hoàn toàn với hệ số dư lượng không khí bé.
– Tạo hỗn hợp:
+ Tạo thêm xoáy lốc mạnh hay rối mạnh trong buồng cháy
+ Sử dụng buồng cháy xoáy lốc.
+ Sử dụng năng lýợng khí cháy trong buồng cháy dự bị.
- Tăng khả năng lýu thông của nhiên liệu qua bầu lọc.
• Độ nhớt DTV ở nhiệt độ thường cao hơn so với diesel khoảng vài chục lần (riêng đối với dầu dừa độ nhớt ở 200C là 37 cSt lớn hơn dầu diesel khoảng 7 lần), nhưng đường cong chỉ thị độ nhớt rất dốc, khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt của dầu thực vật giảm nhanh. Độ nhớt của dầu ảnh hưởng lớn đến khả năng thông qua của dầu trong bầu lọc, đến chất lượng phun nhiên liệu và hòa trộn hỗn hợp do đó ảnh hưởng mạnh đến tính kinh tế và hiệu quả của động cơ.
• Chỉ số Cetan DTV nhỏ hơn so với dầu diesel, trong số các DTV nghiên cứu thì dầu dừa có chỉ số Cetan gần bằng dầu diesel. Muốn tăng chỉ số Cetan cho DTV có thể dùng biện pháp thêm chất phụ gia “ProCetane” hay chuyển chúng thành Este dầu thực vật.
Các phương pháp xử lý DTV để làm nhiên liệu cho ĐCĐT
Để sử dụng DTV làm nhiên liệu, cần áp dụng những phương pháp xử lý dầu để tính chất của nó gần giống với nhiên liệu Diesel.
Theo quan điểm khai thác động cơ thì khác nhau cơ bản giữa DTV so với nhiên liệu Diesel chính là độ nhớt và chỉ số Cetan.
Ảnh hưởng của độ nhớt và chỉ số Cetan của DTV làm cho HTNL và quá trình cháy hoạt động không bình thường, làm chất lượng của quá trình phun và cháy kém hơn dẩn đến các chỉ tiêu kinh tế của động cơ sẽ giảm đi.
Các giải pháp xử lý DTV làm nhiên liệu cho ĐCĐT là các phương pháp làm giảm độ nhớt và tăng chỉ số Cetan của DTV. Ta có các phương pháp sau:
Phương pháp sấy nóng DTV
Phương pháp này dựa trên đồ thị thay đổi của độ nhớt theo nhiệt độ của DTV. Độ nhớt của dầu thực vật sẽ giảm khi nhiệt độ tăng lên.
Tăng nhiệt độ lên quá cao làm thay đổi trạng thái nhiệt và ảnh hưởng xấu đến hệ thống cấp nhiên liệu. Mặt khác phương pháp này không cải thiện được trị số Cetan của DTV . . . do đó phương pháp này chỉ thích hợp để áp dụng đồng thời với các phương pháp khác.
Phương pháp pha loãng DTV
Phương pháp pha loãng là một trong những phương pháp đơn giản làm giảm độ nhớt và tăng chỉ số Cetan, có thể sử dụng nhiên liệu Diesel để làm môi chất pha loãng.
Pha loãng DTV bằng Diesel sẽ tạo ra một hỗn hợp nhiên liệu mới từ DTV. Đây là một hỗn hợp cơ học giữa nhiên liệu DTV và Diesel, hỗn hợp này đồng nhất và bền vững.
Các chỉ số đặc tính của hỗn hợp DTV/Diesel tùy thuộc vào tỷ lệ thành phần giữa DTV và Diesel và các chỉ số này không đạt được tính chất như Diesel.
Phương pháp Cracking
Quá trình Cracking DTV gần giống như Cracking dầu mỏ. Nguyên tắc cơ bản là cắt ngắn mạch Hydrocacbon của DTV dưới tác dụng của nhiệt độ và chất xúc tác thích hợp.
Sản phẩm thường gồm: Nhiên liệu khí, xăng, Diesel và một số sản phẩm phụ khác. Với các điều kiện khác nhau sẽ nhận được tỷ lệ nhiên liệu thành phẩm khác nhau. Cracking có thể thực hiện trong môi trường khí Nitơ hoặc không khí.
Nhược điểm cơ bản của phương pháp này là tốn năng lượng để điều chế nhiên liệu. Sản phẩm thu được bao gồm nhiều thành phần nhiên liệu khác nhau và đặc biệt là khó thực hiện được ở quy mô lớn.
Phương pháp nhũ tương hóa dầu thực vật
Nhiên liệu ban đầu là DTV, rượu và chất tạo sức căng bề mặt với thiết bị tạo nhũ có thể tạo ra nhũ tương DTV – rượu, trong đó các hạt rượu có kích thước hạt 150 nm được phân bố đều trong nhũ tương.
Nhiên liệu nhũ tương có độ nhớt tương đương Diesel, tỷ lệ rượu càng lớn thì độ nhớt nhũ tương càng giảm. Tuy nhiên lúc đó dể tạo ra các hạt nhũ tương nhỏ, khả năng phân lớp nhũ tương tăng lên làm nhũ tương kém đồng nhất do đó cần có biện pháp bảo quản nhũ tương.
Nhiệt độ hóa hơi của rượu thấp nên một phần rượu bay hơi sẽ cản trở quá trình làm việc bình thường của HTNL.
Phương pháp Este hóa
Phương pháp Este hóa DTV là phương pháp được chú ý đến trong thời gian gần đây, nguyên lý chuyển hóa cơ bản có thể miêu tả như là phản ứng của một phần tử Glyceride (axit béo không no, có độ nhớt cao) và ba nguyên tử rượu tạo thành Este của axit béo và một nguyên tử Glycerin.
Nhiên liệu DTV và rượu ít nước (điều kiện phản ứng là xúc tác và nhiệt độ trung bình) lúc này lần lượt các liên kết R1CO_, R2CO_, R3CO_, bị tách ra khỏi phân tử Glyceride và đính vào các nguyên tử Hydro và rượu. Các sản phẩm đầu tiên là Diglyceride và cuối cùng là Glycerin.
Glycerin dễ dàng được tách ra khỏi Este và sử dụng trong các ngành công nghiệp khác.
Sản phẩm cuối cùng có thể đạt 95 ÷ 98% về trọng lượng sản phẩm ban đầu tham gia phản ứng.
Biodiesel
Biodisel là những mono Ankyl Este, là sản phẩm của quá trình Este hóa của các axít hữu cơ có nhiều trong dầu mỡ động thực vật. Biodiesel có thể thay thế Diesel truyền thống sử dụng trong ĐCĐT.
Dưới tác dụng của chất xúc tác, dầu thực vật + Metanol hoặc Etanol cho sản phẩm Este + Glycerine + axit béo (Este hóa dầu thực vật bằng Etanol khó hơn bằng Metanol).
Thông thường Biodiesel được sử dụng ở dạng nguyên chất hay dạng hỗn hợp với dầu Diesel.
Đặc tính của Biodiesel
Tính chất vật lý của Biodiesel tương tự như Diesel nhưng tốt hơn Diesel về mặt chất thải.
Biodiesel khắc phục được những các nhược điểm của dầu thực vật như độ nhớt quá lớn (cao gấp 6 – 14 lần Diesel), chỉ số Cetan thấp . . .
Các loại Biodiesel đều có tỷ lệ % trọng lượng Oxy khá lớn, đây là điều mà dầu Diesel không có.
Quá trình điều chế Biodiesel
Nhiên liệu Biodiesel được làm từ dầu thực vật, mỡ động vật còn mới hay đã qua sử dụng. Dầu mỡ tác dụng với cồn Metanol hoặc Etanol tạo ra Este. Các Este này chính là Biodiesel. Sản phẩm phụ của quá trình này là Glycerin sử dụng trong ngành dược và mỹ phẩm.
Hiện nay Biodiesel được sản xuất từ quá trình chuyển hóa Este. Dầu thực vật, mỡ động vật sau khi lọc được thủy phân trong môi trường kiềm để tách axit béo tự do. Sau đó đuợc trộn với cồn (thường là Metanol) và chất xúc tác Natri hay Kali Hydroxit để Triglyceride phản ứng tạo ra Este và Glycerin. Cuối cùng là giai đoạn tách và làm sạch.
Ưu điểm của nhiên liệu dầu thực vật – Biodiesel
• DTV – Biodiesel là nguồn nhiên liệu tái sinh giúp ta chủ động được về nhiên liệu không phụ thuộc vào tình hình biến động trên thế giới.
• DTV – Biodiesel làm giảm đáng kể thành phần khí thải gây ÔNMT và cải thiện môi trường do O2 sinh ra từ các vụ mùa.
• DTV – Biodiesel tốt cho sức khỏe người và hoàn toàn không chứa lưu huỳnh, chất tạo ra SO2, H2SO4 và muối Amonium.
• Biodiesel có đặc tính gần giống Diesel, nó thỏa mãn được các yêu cầu của nhiên liệu sử dụng trong động cơ đốt trong.
• DTV – Biodiesel có thể pha trộn với Diesel thành hỗn hợp nhiên liệu đồng nhất.
• Điểm chớp lửa của DTV – Biodiesel cao hơn Diesel do đó DTV – Biodiesel an toàn trong bảo quản và vận chuyển.
• Sử dụng DTV – Biodiesel không mất chi phí vận chuyển và thuế nhập khẩu, giảm được ngoại tệ nhập khẩu nhiên liệu, khuyến khích đầu tư và phát triển nông thôn trong nước.
• Các cây lấy dầu được trồng cho việc chế biến DTV – Biodiesel ở quy mô lớn, chuyên canh giá thành có thể thấp hơn Diesel.
• Việc sản xuất DTV – Biodiesel trong nước sẽ tạo nhiều việc làm giải quyết các sản phẩm đầu ra cho bà con nông dân.
• Đồng bằng sông Cửu Long có đất đai màu mỡ, khí hậu thuận lợi thích hợp cho các loại cây lấy dầu có chiếc suất lớn.
• Công nghệ chế biến DTV – Biodiesel đơn giản, chi phí đầu tư cho thiết bị thấp, có thể sản xuất mọi lúc mọi nơi.
Nhược điểm của nhiên liệu dầu thực vật – Biodiesel
• DTV – Biodiesel còn là một khái niệm rất mới đối với người dân Việt Nam. Việc thực hiện dự án dùng DTV – Biodiesel cho ĐCĐT cần có thời gian để phổ cập kiến thức.
• Mất thời gian quy hoạch đất đai trồng các loại cây lấy dầu.
• Năng suất các cây lấy dầu ở nước ta vẫn còn thấp.
• Việc sử dụng phân bón hóa học, thuốc trừ sâu trên diện tích đất lớn sẽ gây ÔNMT và ảnh hưởng đến cân bằng sinh thái.
• Hiện nay giá thành DTV – Biodiesel vẫn còn khá cao so với Diesel. Tuy nhiên, khi dầu mỏ ngày càng trở nên hiếm và nông nghiệp phát triển thì DTV – Biodieselsẽ có tương lai.
ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG DTV – BIODIESEL
Loại động cơ sử dụng DTV – Biodiesel
DTV và Biodiesel được sử dụng trên động cơ Diesel.
Căn bản là có hai loại động cơ Diesel là: Buồng cháy phân cách và buồng cháy trực tiếp. Đối với DTV chỉ sử dụng trên buồng cháy phân cách, còn Biodiesel thì sử dụng được trên cả buồng cháy phân cách và buồng cháy gián tiếp, đây chính là ưu điểm nổi bật của Biodiesel.
DTV và Biodiesel có thể pha trộn với Diesel ở bất kỳ tỷ lệ nào khi sử dụng trên động cơ Diesel.
Các thông số quan trọng của động cơ khi sử dụng DTV
• DTV là nhiên liệu có chứa nhiều Oxy, chính vì điều này mà DTV thể cháy với dư lượng không khí bé mà mà vẫn cháy hoàn toàn.
• DTV không hoàn toàn bay hơi hết và đó có lẽ là nguyên nhân gây đóng cặn trên buồng cháy.
• Do chỉ số Cetan thấp nên thời gian cháy trễ của DTV tăng lên khoảng gấp đôi. Nếu không thay đổi góc phun sớm thì thời điểm bắt đầu bốc cháy và thời gian cháy nhanh và cháy chính lùi về phía sau.
• Đối với DTV thì khi đã bốc cháy thì tốc độ cháy nhanh hơn so với Diesel, điều này làm cho quá trình cháy kết thúc cùng một lúc như dùng Diesel. Nếu tăng góc phun sớm lên vài độ thì đồ thị P – V của chúng là như nhau.
• Cũng do chỉ số Cetan thấp mà độ tăng áp suất theo góc quay trục khuỷu DP/Dϕ có giá trị cao hơn, PZmax cao hơn. Thời gian kéo dài đỉnh ngọn lửa ngắn hơn làm cho đỉnh đường cong P – V nhọn hơn.
• Có thể tăng chỉ số Cetan cho DTV bằng cách: Dùng thêm chất phụ gia “Procetan”, pha loãng DTV bằng Diesel, Este hóa DTV thành Biodiesel.
• Độ nhớt của DTV lớn hơn Diesel khoảng 6 – 17 lần, độ nhớt lớn làm khả năng thông qua của DTV trong bộ lọc kém, chất lượng phun nhiên liệu và hòa trộn nhiên liệu tồi ảnh hưởng đến tính kinh tế và hiệu quả động cơ.
• Để giảm độ nhớt DTV có các biện pháp sau: Sấy nóng nhiên liệu, pha loãng với Diesel, Este hóa.
• ge và gi thực tế lớn hơn khoảng 13,4% (đối với dầu hạt cải). Trong đó khoảng 3,5% là do động cơ Diesel vốn không phải thiết kế và chế tạo để dùng dầu thực vật và 9,8% là do nhiệt trị nhỏ hơn.
Các thông số quan trọng của động cơ khi sử dụng Biodiesel
• Biodiesel là chứa nhiều Oxy do đó có thể cháy với dư lượng không khí nhỏ mà vẫn đảm bảo cháy hoàn toàn.
• Chỉ số Cetan của Biodiesel hơn Diesel một chút, do đó thời gian cháy trễ có lớn hơn. tốc độ cháy của Biodiesel nhanh hơn Diesel, do đó khi sử dụng Biodiesel thì thay đổi góc phun sớm 1 – 20 hoặc có thể không thay đổi góc phun sớm.
• Độ nhớt của Biodiesel gần bằng Diesel, để tăng hiệu quả kinh tế và hiệu suất động cơ ta có thể sấy nóng nhiên liệu.
• Suất tiêu nhiên liệu của Biodiesel lớn hơn Diesel khoảng 10% chủ yếu do nhiệt trị của Biodiesel nhỏ hơn Diesel.
[PDF]Thủy phân lipit đơn giản.pdf[/PDF]
a. Phân giải trialxylglixerol.
-Triaxyl glycerol từ nguồn thức ăn của người và động vật được biến đổi thành dạng vi nhũ nhờ axit mật sau đó được đưa vào ruột non. Ở ruột non có enzym lipaza biến đổi triaxylglyxerol thành glyxerol và axit béo.
-Triacyl glycerol ở hạt ,củ của cây có dầu vào giai đoạn nảy mầm, với sự tham gia của hệ enzym phospholipaza chúng sẽ bị thuỷ phân thành glycerol và a xit béo theo phương trình phản ứng :
Triaxylglyxerol +H2O +phospholipaza → glyxerol +axit béo.
Phương trình phản ứng theo công thức hoá học.
CH2-O-CO R1 CH2 –OH R1COOH
| |
CH-O-CO R2 + 3H2O + phospholipaza → CH-OH + R2COOH
| |
CH2- O-CO R3 CH2-OH R3COOH
b. Sự phân giải phospholipit.
- Quá trình phân giải này xảy ra mạnh ở hạt, quả có dầu của thực vật khi nảy mầm hoặc ở dạ dày, tá tràng của người và động vật.
- Sự phân giải xảy ra theo đường hướng thuỷ phân với sự tham gia của nước và hệ enzym
phospholipaza gồm 4 loại ký hiệu A, B, C, D
- Sản phẩm của quá trình phân giải là glycerol, các axit béo bão hoà,và chưa bão hoà, H3PO4, các hợp chất phân cực X.
4.1.2. Phân giải glyxerol.
Glyxerol vừa được giải phóng qua phản ứng thủy phân có thể được dùng để tái tổng hợp triaxylglyxerol nhưng cũng có thể được chuyển hóa theo sơ đồ sau:
4.1.3. Phân giải axit béo (hoạt hóa axit béo, con đường β – oxy hóa axit béo).
Quá trình beta oxy hoá axit béo bão hoà.
Gồm 4 phản ứng :
- Oxy hoá axylCoA với sự xúc tác của axyl CoA dehydrogenaza để tạo thành axyl CoA chưa bão hoà có liên kết đôi Cα và Cβ (C2 và C3 ).
- Hydrát hoá axyl CoA chưa bão hoà tạo ra beta-hydroxy-axyl -CoA, nhờ sự xúc tác của enzym Enoyl –CoA hydrataza, phân tử nước được gắn vào liên kết đôi.
- β–hydroxy-axyl CoA bị oxy hoá bởi enzym β –hydroxy-axyl CoA dehydrogenaza tạo thành beta-xetoa xyl CoA.
- Phản ứng tách acetyl CoA khi có sự tham gia của 1 phân tử CoA khác và enzym
β –xetoaxyl- CoA thiolaza.
Sản phẩm là axyl -CoA mới ngắn hơn 2C so với axyl- CoA ban đầu và quá trình được lặp lại từ phản ứng 1,2,3,4, cho tới khi toàn bộ mạch cacbon của axyl CoA bị phân giải hoàn toàn thành acetyl CoA.
- Lợi ích của beta oxy hoá axit béo: tạo năng lượng và nguyên liệu cho các quá trình tổng hợp các chất mới ở các cơ quan mới hình thành.
Ví dụ: Tính năng lượng sinh ra khi beta oxy hoá axit béo có 18 cacbon
- Một vòng beta oxy hoá axit béo tạo ra 5ATP khi tách khỏi axit béo 2 cacbon và
1 acetyl-CoA.
- 1 acetyl-CoA vào chu trình Krebs tạo 12 ATP.
-.Do đó beta oxy hoá hoàn toàn axit béo có 18C phải qua 8 vòng tạo 9 acetyl-CoA nên tổng năng lượng là: (5ATPx 8 ) +(12ATP x9)=148ATP.
- Để hoạt hoá axit béo lúc đầu cần 1 ATP do đó năng lượng giải phóng là:
148ATP- 1ATP=147ATP.
- Vậy beta oxy hoá a xit béo có 18C tạo năng lượng: 147ATP.
Đây là một phương pháp tách glycerol trong sản xuất xà phòng.
Sau phản ứng xà phòng hóa, sản phẩm tạo thành là glycerol và Sodium stearate. cả hai chất đều tan được trong nước, do glycerol tạo được liên kết hydro với nước, còn sodium stearate là chất điện ly.
Người ta cho dung dịch NaCl bão hòa vào hỗn hợp sản phẩm, thì xà phòng tách ra và nổi lên trên.
Nguyên nhân là do thay đổi môi trường điện ly, độ phân ly sodium stearate sẽ giảm, hòa tan rất ít trong môi trường NaCl bão hòa.
Sodium stearate tách khỏi hỗn hợp glycerol + nước + NaCl và nổi lên trên.
Người ta dùng phương pháp chiết tách thì thu được glycerol và xà phòng.
Thế hệ 2 - Biodiezel: Nguồn gốc đi từ dầu thực vật và methanol thu được Biodiezel (methyl esters) và sản phẩm phụ là glycerol. theo sở đồ phản ứng sau:
Việc sản xuất ra nhiên liệu biodiezel có đóng góp của chu trình quanh hợp cây thực vật dùng làm nguyên liệu tạo nhiên liệu sinh học, nghĩa là có hấp thu CO2 trong khí quyển nên vấn đề khí hiệu ứng nhà kính gây ra do đốt nhiên liệu biodiezel xem như bằng không. Đây là điểm khác biệt của nhiên liệu sinh học với nhiên liệu hoá thạch liên quan đến bài toán CO2. Qua nghiên cứu người ta chỉ ra rằng khi pha ETBE vào xăng hay dầu sinh học vào diezel thì lượng phát thải CO2 đưa vào khí quyển sẽ giảm và được minh hoạ ở biểu đồ hình bên.
BIODIESEL từ mỡ cá – Bản chất quá trình chuyển hóa
(23.10.2006, 02:08 pm GMT+7)
Từ lâu chúng ta nghe trên phương tiện thông tin nói nhiều về biodiesel làm từ mỡ cá tra, cá basa. Hiện nay trong khu vực Đồng Bằng Sông Cữu Long có rất nhiều công ty, cơ sở tham gia sản xuất biodiesel như: công ty AGIFISH, công ty MINH TÚ, và các cở sở sản xuất nhỏ lẻ khác…
Vậy Biodiesel là gì?
Biodiesel còn được gọi Diesel sinh học là một loại nhiên liệu có tính chất giống với dầu diesel nhưng không phải được sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay mỡ động vật. biodiesel, hay nhiên liệu sinh học nói chung, là một loại năng lượng sạch, phương diện hóa học thì diesel sinh học là methyl, ethyl ester của những acid béo. Mặt khác chúng không độc và dể phân giải trong tự nhiên (4)
Một mẫu diesel sinh học
Biodiesel được biết tới như nguồn năng lượng xanh, sạch chống lại ô nhiễm môi trường mà từ lâu các nhà khoa học đã nghiên cứu và nhất là trong lúc giá dầu đang ở mức cao thì việc tận dụng nguồn mỡ cá tra để sản xuất biodiesel cũng là một giải pháp hiệu quả. Vậy tại sao từ mỡ cá có thể biến thành dầu ?
Trước hết sơ lược về lịch sử sản xuất biodiesel
Biodiesel bắt đầu được sản xuất khoãng giữa những năm 1800, trong thời điểm đó người chuyển hóa dầu thực vật để thu glycerol ứng dụng làm xà phòng và thu được các phụ phẩm là methyl hoặc ethyl Ester gọi chung là biodiessel. (3)
Sau đó biodiesel được hiểu theo nghĩa rộng hơn nó bao gồm các alcool như methanol, ethanol.. và các sản phẩm này được chuyển hóa từ nguồn nguyên liệu thực vật.
Như vậy ở đây chúng ta đề cập về bản chất biodiesel là sản phẩm ester hóa giữa methanol hoặc ethanol và acid béo tự do trong dầu thực vật hoặc mỡ cá tra
100 kg dầu mỡ + 10 kg methanol -> 100 kg biodiesel + 10 kg glycerol
Phản ứng chuyển ester hóa mỡ, dầu
Trong đó R1, R2, R3 là các acid béo no hoặc không no chứa trong mỡ cá tra, dầu thực vật, các acid hữu cơ chiếm chủ yếu trong dầu mỡ động vật như:
Trong đó palmitic acid chứa 16 C, stearic acid có 18 C, oleic acid 18 C và có nối đôi.
Để thực hiện phản ứng chuyển hóa này cần có chất xúc tác như NaOH, hoặc KOH.
Vai trò của các chất xúc tác này rất quan trọng vì nó phản ứng với Methanol trước để tạo tiền chất cho phản ứng:
Phản ứng 1: Tạo Alkoxide
eq 1
Trong môi trường có nước alkoxide phân ly tạo CH3O - và Na+, CH3O - tiếp tục thực hiện phản ứng tiếp theo
Phản ứng 2: Tạo Triglyceride amion
Phản ứng 3: Tạo diglyceride và CH3O - tiếp tục cho các phản ứng dây chuyền tiếp theo để tạo ra monoglyceride, methyl ester và cuối cùng tạo glycerol methyl ester
• Công đoạn 1: Mỡ và dầu sau khi đã loại nước
• Công đoạn 2: Huyền phù sau khi trộn methanol
• Công đoạn 3: Kết thúc quá trình acid hóa
• Công đoạn 4: Mỡ tan chảy hoàn toàn
• Công đoạn 5: Huyền phù sau khi trộn methanoxide
• Công đoạn 6: Giai đoạn 1 phản ứng tạo glycerol lớp đáy và methyl ester
• Công đoạn 7: Giai đoạn 2 phản ứng tạo glycerol lớp đáy và methyl ester
• Công đoạn 8: Hoàn Tất phản ứng lượng glycerol lắng hoàn toàn dưới lớp đáy
• NHIÊN LIỆU DẦU THỰC VẬT – BIODIESEL
Dầu thực vật (DTV)
DTV là loại dầu được chiết suất từ các hạt, các quả của cây cối. Nói chung, các hạt quả của cây cối đều chứa dầu, nhưng từ DTV chỉ dùng để chỉ dầu của những cây có dầu với chiết suất lớn.
Dầu lấy từ hạt cây có dầu như: đậu phộng, nành, cải dầu, nho, bông, hướng dương . . .
Dầu lấy từ quả cây có dầu như: Dừa, cọ . . .
Trong đó, chú ý đến một vài cây có chiết suất lớn như: Dừa (60%), cọ (50%).
Có thể phân loại DTV theo nhu cầu làm thực phẩm cho con người: Dầu ăn được, dầu không ăn được.
DTV là loại nhiên liệu có thể thay thế cho Diesel. Khi chọn dầu làm nhiên liệu thay thế nên chọn loại dầu không có cạnh tranh thực phẩm với con người.
DTV làm nhiên liệu cho động cơ Diesel có hai loại: Sản phẩm DTV điều chế trực tiếp từ các hạt, trái, cây lấy dầu và sản phẩm DTV đã qua Este hóa (Biodiesel).
Thành phần hóa học của dầu thực vật
Thành phần hóa học DTV nói chung gồm 95% các Triglyceride và 5% các axid béo tự do.
Triglyceride là các Triester tạo bởi phản ứng của các axit béo trên ba chức rượu của Glycerol. Trong phân tử của chúng có chứa các nguyên tố H, C, và O.
Về thành phần hóa học, đối với DTV so với dầu Diesel: Chứa C ít hơn 10 – 12%, lượng chứa H ít hơn 5 – 13% còn lượng O thì lớn hơn rất nhiều (dầu Diesel chỉ có vài phần ngàn O, còn dầu thực vật có 9 – 11% O) cho nên DTV là nhiên liệu có chứa nhiều Oxy. Chính vì điều này mà DTV có thể cháy hoàn toàn với hệ số dư lượng không khí bé.
– Tạo hỗn hợp:
+ Tạo thêm xoáy lốc mạnh hay rối mạnh trong buồng cháy
+ Sử dụng buồng cháy xoáy lốc.
+ Sử dụng năng lýợng khí cháy trong buồng cháy dự bị.
- Tăng khả năng lýu thông của nhiên liệu qua bầu lọc.
• Độ nhớt DTV ở nhiệt độ thường cao hơn so với diesel khoảng vài chục lần (riêng đối với dầu dừa độ nhớt ở 200C là 37 cSt lớn hơn dầu diesel khoảng 7 lần), nhưng đường cong chỉ thị độ nhớt rất dốc, khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt của dầu thực vật giảm nhanh. Độ nhớt của dầu ảnh hưởng lớn đến khả năng thông qua của dầu trong bầu lọc, đến chất lượng phun nhiên liệu và hòa trộn hỗn hợp do đó ảnh hưởng mạnh đến tính kinh tế và hiệu quả của động cơ.
• Chỉ số Cetan DTV nhỏ hơn so với dầu diesel, trong số các DTV nghiên cứu thì dầu dừa có chỉ số Cetan gần bằng dầu diesel. Muốn tăng chỉ số Cetan cho DTV có thể dùng biện pháp thêm chất phụ gia “ProCetane” hay chuyển chúng thành Este dầu thực vật.
Các phương pháp xử lý DTV để làm nhiên liệu cho ĐCĐT
Để sử dụng DTV làm nhiên liệu, cần áp dụng những phương pháp xử lý dầu để tính chất của nó gần giống với nhiên liệu Diesel.
Theo quan điểm khai thác động cơ thì khác nhau cơ bản giữa DTV so với nhiên liệu Diesel chính là độ nhớt và chỉ số Cetan.
Ảnh hưởng của độ nhớt và chỉ số Cetan của DTV làm cho HTNL và quá trình cháy hoạt động không bình thường, làm chất lượng của quá trình phun và cháy kém hơn dẩn đến các chỉ tiêu kinh tế của động cơ sẽ giảm đi.
Các giải pháp xử lý DTV làm nhiên liệu cho ĐCĐT là các phương pháp làm giảm độ nhớt và tăng chỉ số Cetan của DTV. Ta có các phương pháp sau:
Phương pháp sấy nóng DTV
Phương pháp này dựa trên đồ thị thay đổi của độ nhớt theo nhiệt độ của DTV. Độ nhớt của dầu thực vật sẽ giảm khi nhiệt độ tăng lên.
Tăng nhiệt độ lên quá cao làm thay đổi trạng thái nhiệt và ảnh hưởng xấu đến hệ thống cấp nhiên liệu. Mặt khác phương pháp này không cải thiện được trị số Cetan của DTV . . . do đó phương pháp này chỉ thích hợp để áp dụng đồng thời với các phương pháp khác.
Phương pháp pha loãng DTV
Phương pháp pha loãng là một trong những phương pháp đơn giản làm giảm độ nhớt và tăng chỉ số Cetan, có thể sử dụng nhiên liệu Diesel để làm môi chất pha loãng.
Pha loãng DTV bằng Diesel sẽ tạo ra một hỗn hợp nhiên liệu mới từ DTV. Đây là một hỗn hợp cơ học giữa nhiên liệu DTV và Diesel, hỗn hợp này đồng nhất và bền vững.
Các chỉ số đặc tính của hỗn hợp DTV/Diesel tùy thuộc vào tỷ lệ thành phần giữa DTV và Diesel và các chỉ số này không đạt được tính chất như Diesel.
Phương pháp Cracking
Quá trình Cracking DTV gần giống như Cracking dầu mỏ. Nguyên tắc cơ bản là cắt ngắn mạch Hydrocacbon của DTV dưới tác dụng của nhiệt độ và chất xúc tác thích hợp.
Sản phẩm thường gồm: Nhiên liệu khí, xăng, Diesel và một số sản phẩm phụ khác. Với các điều kiện khác nhau sẽ nhận được tỷ lệ nhiên liệu thành phẩm khác nhau. Cracking có thể thực hiện trong môi trường khí Nitơ hoặc không khí.
Nhược điểm cơ bản của phương pháp này là tốn năng lượng để điều chế nhiên liệu. Sản phẩm thu được bao gồm nhiều thành phần nhiên liệu khác nhau và đặc biệt là khó thực hiện được ở quy mô lớn.
Phương pháp nhũ tương hóa dầu thực vật
Nhiên liệu ban đầu là DTV, rượu và chất tạo sức căng bề mặt với thiết bị tạo nhũ có thể tạo ra nhũ tương DTV – rượu, trong đó các hạt rượu có kích thước hạt 150 nm được phân bố đều trong nhũ tương.
Nhiên liệu nhũ tương có độ nhớt tương đương Diesel, tỷ lệ rượu càng lớn thì độ nhớt nhũ tương càng giảm. Tuy nhiên lúc đó dể tạo ra các hạt nhũ tương nhỏ, khả năng phân lớp nhũ tương tăng lên làm nhũ tương kém đồng nhất do đó cần có biện pháp bảo quản nhũ tương.
Nhiệt độ hóa hơi của rượu thấp nên một phần rượu bay hơi sẽ cản trở quá trình làm việc bình thường của HTNL.
Phương pháp Este hóa
Phương pháp Este hóa DTV là phương pháp được chú ý đến trong thời gian gần đây, nguyên lý chuyển hóa cơ bản có thể miêu tả như là phản ứng của một phần tử Glyceride (axit béo không no, có độ nhớt cao) và ba nguyên tử rượu tạo thành Este của axit béo và một nguyên tử Glycerin.
Nhiên liệu DTV và rượu ít nước (điều kiện phản ứng là xúc tác và nhiệt độ trung bình) lúc này lần lượt các liên kết R1CO_, R2CO_, R3CO_, bị tách ra khỏi phân tử Glyceride và đính vào các nguyên tử Hydro và rượu. Các sản phẩm đầu tiên là Diglyceride và cuối cùng là Glycerin.
Glycerin dễ dàng được tách ra khỏi Este và sử dụng trong các ngành công nghiệp khác.
Sản phẩm cuối cùng có thể đạt 95 ÷ 98% về trọng lượng sản phẩm ban đầu tham gia phản ứng.
Biodiesel
Biodisel là những mono Ankyl Este, là sản phẩm của quá trình Este hóa của các axít hữu cơ có nhiều trong dầu mỡ động thực vật. Biodiesel có thể thay thế Diesel truyền thống sử dụng trong ĐCĐT.
Dưới tác dụng của chất xúc tác, dầu thực vật + Metanol hoặc Etanol cho sản phẩm Este + Glycerine + axit béo (Este hóa dầu thực vật bằng Etanol khó hơn bằng Metanol).
Thông thường Biodiesel được sử dụng ở dạng nguyên chất hay dạng hỗn hợp với dầu Diesel.
Đặc tính của Biodiesel
Tính chất vật lý của Biodiesel tương tự như Diesel nhưng tốt hơn Diesel về mặt chất thải.
Biodiesel khắc phục được những các nhược điểm của dầu thực vật như độ nhớt quá lớn (cao gấp 6 – 14 lần Diesel), chỉ số Cetan thấp . . .
Các loại Biodiesel đều có tỷ lệ % trọng lượng Oxy khá lớn, đây là điều mà dầu Diesel không có.
Quá trình điều chế Biodiesel
Nhiên liệu Biodiesel được làm từ dầu thực vật, mỡ động vật còn mới hay đã qua sử dụng. Dầu mỡ tác dụng với cồn Metanol hoặc Etanol tạo ra Este. Các Este này chính là Biodiesel. Sản phẩm phụ của quá trình này là Glycerin sử dụng trong ngành dược và mỹ phẩm.
Hiện nay Biodiesel được sản xuất từ quá trình chuyển hóa Este. Dầu thực vật, mỡ động vật sau khi lọc được thủy phân trong môi trường kiềm để tách axit béo tự do. Sau đó đuợc trộn với cồn (thường là Metanol) và chất xúc tác Natri hay Kali Hydroxit để Triglyceride phản ứng tạo ra Este và Glycerin. Cuối cùng là giai đoạn tách và làm sạch.
Ưu điểm của nhiên liệu dầu thực vật – Biodiesel
• DTV – Biodiesel là nguồn nhiên liệu tái sinh giúp ta chủ động được về nhiên liệu không phụ thuộc vào tình hình biến động trên thế giới.
• DTV – Biodiesel làm giảm đáng kể thành phần khí thải gây ÔNMT và cải thiện môi trường do O2 sinh ra từ các vụ mùa.
• DTV – Biodiesel tốt cho sức khỏe người và hoàn toàn không chứa lưu huỳnh, chất tạo ra SO2, H2SO4 và muối Amonium.
• Biodiesel có đặc tính gần giống Diesel, nó thỏa mãn được các yêu cầu của nhiên liệu sử dụng trong động cơ đốt trong.
• DTV – Biodiesel có thể pha trộn với Diesel thành hỗn hợp nhiên liệu đồng nhất.
• Điểm chớp lửa của DTV – Biodiesel cao hơn Diesel do đó DTV – Biodiesel an toàn trong bảo quản và vận chuyển.
• Sử dụng DTV – Biodiesel không mất chi phí vận chuyển và thuế nhập khẩu, giảm được ngoại tệ nhập khẩu nhiên liệu, khuyến khích đầu tư và phát triển nông thôn trong nước.
• Các cây lấy dầu được trồng cho việc chế biến DTV – Biodiesel ở quy mô lớn, chuyên canh giá thành có thể thấp hơn Diesel.
• Việc sản xuất DTV – Biodiesel trong nước sẽ tạo nhiều việc làm giải quyết các sản phẩm đầu ra cho bà con nông dân.
• Đồng bằng sông Cửu Long có đất đai màu mỡ, khí hậu thuận lợi thích hợp cho các loại cây lấy dầu có chiếc suất lớn.
• Công nghệ chế biến DTV – Biodiesel đơn giản, chi phí đầu tư cho thiết bị thấp, có thể sản xuất mọi lúc mọi nơi.
Nhược điểm của nhiên liệu dầu thực vật – Biodiesel
• DTV – Biodiesel còn là một khái niệm rất mới đối với người dân Việt Nam. Việc thực hiện dự án dùng DTV – Biodiesel cho ĐCĐT cần có thời gian để phổ cập kiến thức.
• Mất thời gian quy hoạch đất đai trồng các loại cây lấy dầu.
• Năng suất các cây lấy dầu ở nước ta vẫn còn thấp.
• Việc sử dụng phân bón hóa học, thuốc trừ sâu trên diện tích đất lớn sẽ gây ÔNMT và ảnh hưởng đến cân bằng sinh thái.
• Hiện nay giá thành DTV – Biodiesel vẫn còn khá cao so với Diesel. Tuy nhiên, khi dầu mỏ ngày càng trở nên hiếm và nông nghiệp phát triển thì DTV – Biodieselsẽ có tương lai.
ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG DTV – BIODIESEL
Loại động cơ sử dụng DTV – Biodiesel
DTV và Biodiesel được sử dụng trên động cơ Diesel.
Căn bản là có hai loại động cơ Diesel là: Buồng cháy phân cách và buồng cháy trực tiếp. Đối với DTV chỉ sử dụng trên buồng cháy phân cách, còn Biodiesel thì sử dụng được trên cả buồng cháy phân cách và buồng cháy gián tiếp, đây chính là ưu điểm nổi bật của Biodiesel.
DTV và Biodiesel có thể pha trộn với Diesel ở bất kỳ tỷ lệ nào khi sử dụng trên động cơ Diesel.
Các thông số quan trọng của động cơ khi sử dụng DTV
• DTV là nhiên liệu có chứa nhiều Oxy, chính vì điều này mà DTV thể cháy với dư lượng không khí bé mà mà vẫn cháy hoàn toàn.
• DTV không hoàn toàn bay hơi hết và đó có lẽ là nguyên nhân gây đóng cặn trên buồng cháy.
• Do chỉ số Cetan thấp nên thời gian cháy trễ của DTV tăng lên khoảng gấp đôi. Nếu không thay đổi góc phun sớm thì thời điểm bắt đầu bốc cháy và thời gian cháy nhanh và cháy chính lùi về phía sau.
• Đối với DTV thì khi đã bốc cháy thì tốc độ cháy nhanh hơn so với Diesel, điều này làm cho quá trình cháy kết thúc cùng một lúc như dùng Diesel. Nếu tăng góc phun sớm lên vài độ thì đồ thị P – V của chúng là như nhau.
• Cũng do chỉ số Cetan thấp mà độ tăng áp suất theo góc quay trục khuỷu DP/Dϕ có giá trị cao hơn, PZmax cao hơn. Thời gian kéo dài đỉnh ngọn lửa ngắn hơn làm cho đỉnh đường cong P – V nhọn hơn.
• Có thể tăng chỉ số Cetan cho DTV bằng cách: Dùng thêm chất phụ gia “Procetan”, pha loãng DTV bằng Diesel, Este hóa DTV thành Biodiesel.
• Độ nhớt của DTV lớn hơn Diesel khoảng 6 – 17 lần, độ nhớt lớn làm khả năng thông qua của DTV trong bộ lọc kém, chất lượng phun nhiên liệu và hòa trộn nhiên liệu tồi ảnh hưởng đến tính kinh tế và hiệu quả động cơ.
• Để giảm độ nhớt DTV có các biện pháp sau: Sấy nóng nhiên liệu, pha loãng với Diesel, Este hóa.
• ge và gi thực tế lớn hơn khoảng 13,4% (đối với dầu hạt cải). Trong đó khoảng 3,5% là do động cơ Diesel vốn không phải thiết kế và chế tạo để dùng dầu thực vật và 9,8% là do nhiệt trị nhỏ hơn.
Các thông số quan trọng của động cơ khi sử dụng Biodiesel
• Biodiesel là chứa nhiều Oxy do đó có thể cháy với dư lượng không khí nhỏ mà vẫn đảm bảo cháy hoàn toàn.
• Chỉ số Cetan của Biodiesel hơn Diesel một chút, do đó thời gian cháy trễ có lớn hơn. tốc độ cháy của Biodiesel nhanh hơn Diesel, do đó khi sử dụng Biodiesel thì thay đổi góc phun sớm 1 – 20 hoặc có thể không thay đổi góc phun sớm.
• Độ nhớt của Biodiesel gần bằng Diesel, để tăng hiệu quả kinh tế và hiệu suất động cơ ta có thể sấy nóng nhiên liệu.
• Suất tiêu nhiên liệu của Biodiesel lớn hơn Diesel khoảng 10% chủ yếu do nhiệt trị của Biodiesel nhỏ hơn Diesel.
[PDF]Thủy phân lipit đơn giản.pdf[/PDF]
chẳng có gí khiến tôi bất lực cho bằng nhụt chí
chẳng có gì khiến tôi học dốt cho bằng lười biếng
chẳng có gì khiến tôi mền lòng cho bằng ... có gái đẹp đứng trước mặt
:y171::y171::y171: