MỞ ĐẦU. Git thigu v8 biodiesel 3 1. Sinh khối bã cà phê 3 1. Trích ly đầu từ sinh khối bã cả phê 4 1.
Thành phần hóa học của bã cả phê, lầu từ bã cả phê 7 1.3, Tổng quan về vậtliệu xúc tác ừ vỏ trứng và âm với oxide kim loại 9 1.4, Phan ứng transesterification riglyeeride 10 1. Ban chất hóa học và tác nhân phản ting 10 1. Phan ting transesterfication bằng xúc tác dị thé a 1. Tổng hợp biodiesel từ bã cả phê tại Việt Nam và Thể giới.
la Chương2. THUC NGHIEM Is 2. Hóa chất, dụng cụ và vậtliệu Is 2.1 Hóa chất ~ dụng cụ. Tổng hợp xúc tác dị thể CoO/CaO từ võ trứng gà 16 2.
Xử lý võ trúnggà 16 2. Tổng hợp xúc tác CoO/CaO. Các phương pháp phân tích đặc trưng xúc tắc 19 2.3, Thich ly dầu từ bã cả phê 21 231, Xi lý bã cả phế 21 2. Phuong pháp tiền hành chiết 21 233.
Tinh cd sin phim 2 234.7% xử lý dầu từ bã cả phê 24 23. Khio si thoi gian sấy đến hiệu suất tích ly dẫu từ bã cả phê .4, Ung dung cho phản ứng transesterilication 26 3. Phương pháp tiền hành phan img transesterification, 26 3. Khảo sát các yêu tổ ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa FAME từ phản ứng transesterification 27 2.
Tai sr dung we tae 28 2.4 Tính oán hiệu suắt chuyển hồa thủ được 2 Chương 3. KẾT QUÁ VÀ THẢO LUẬN, 30 3. Phân tích các đặc tính của xúc tác CoO/CaO. Kết quả phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) 30 3.
Kết quả phân tích kính hiễn vi điện tử qut (SEM-EDX).13, Kết quả phân tích nhiễu xạ tủa X (XRD). Két qua phan tích phổ hồng ngoại (ET-TR) 36 3. Kết quả chiết dẫu ừ bã cả phê 37 3. Ảnh hưởng của thôi gian sấy đến hiệu suất ích ly.
Hiệu suất trích ly dau từ bã cả phê. Tiền xửlý dầu từ bã cả phê 39 3. Kết quả khảo sát phân ứng transesterification 41 3.1, So sénh higu suit chuyén héa FAME gitta CaO va CoO/CaO. Ảnh hưởng của thời gian 4 3.
Ảnh hướng của hàm lượng methanol. Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tắc 45 3. Thanh phat ME trong sản phim biodiesel 46 3.6, Tai sit dung xúc tác, 47 "hương4. KẾT LUẬN VA KIÊN NGHỊ 4.
Kết luận 42, Kiến nghị TẢI LIỆU THAM KHẢO. PHY LUC DANH MUC BANG Bing 1.1, So sin higu suit rich ly dầutừ các phương pháp Bảng 12. Gi trị rùng bình các acid béo của dầu từ bã cả phê Bang 1. Các chỉ số của dầu từ bã cà phê chiết bằng phương pháp Soxhlet.
Danh mục hóa chất đồng trong để tả Bảng 22. Danh mục dụng cụ dùng trong để tài Bảng 3. Thành phần các nguyên tổ cổ trong mẫu CaO và CoO/CaO. Thời gian sẳy ảnh hường đến hiệu sắt trích ly CEO-A, Bang 3.3, Hiệu suất trích ly dầu từ SCGs, ĐANH MỤC HÌNH Hình 1.
Thị j trích ly Soxhlet bing dung môi. Thành phần có tong bã cả ph vẽ dựa rên số liệu của tả liệu Hình 1. Phản ứng transesterification với alcohol. Các bước phản ứng transesterifcaton Hình 1.
Co chế phản ứng transesterfication gitta triglycerideswi methanol Hình 2. Quy trình tổng hợp CaO từ vô trứng gà Hình 2. Quy trình tổng hợp xúc tác CoO/CaO từ muối cobalt (I) nitrate. Thành phần cả phê higblands và bã cả phê khi thu được.
Quy trình xử lý bã cả phê Hình 2. Hệ thống trích ly Soxhlet ding dé ích ly dầu từ bã cà phê. Dung địch sau khi trích ly Hình 2. Hệ thống bay hơi chân không đẻ thu hồi dung môi.
Quy trình tỉnh chế sản phẩm. Tiên xử lý dầu từ bã cả phê, Hình 2. Quy trình tiền xử lý dầu từ bã cà phê. Hệ thống đun hồi lưu.
Sơ đỏ chiết tích thu sản phẩm phản ứng Hình 2. Xúc tác được rửa trong ống ly tâm, Hình 2. Máy đo sắc kí khí khối phổ (GC-MS) Agilent GC6890. Đường cong TƠA ~ DSC của vỏ trừng gà chưa nung, Hình 32.
Dưỡng cong TƠA ~ DTG của xúc tác CoO/CaO chưa nung Hin 3.3 K&t qui SEM -EDX của mẫu CaO, Hình 34. Kắt quả SEM-EDX của mẫu CoO/CaO. Phỏ XRD của mẫu CaO và CoO/CaO. Phổ hồng ngoại FT-IR cua miu CaO và CoO/CaO.
Thời gian sấy ảnh hưởng đến hiệu suất tch ly CEO-A. Tiền xử lý dầu từ bã cả phê 40 Hình 3. So sánh hiệu suất chuyển hỏa FAME giữa CPFO-Avi CFO-B 40 Hình 3.10, Hiệu suất chuyển hóa FAME của xúc tác CaO và CaO/CaO 4I Hình 3. Ảnh hướng của thời gian đến hiệu si ;huyển hóa FAME.
Ảnh hưởng của hàm lượng methanol đến hiệu suắt chuyển hóa FAME 45 Hình 3. Ảnh hưởng của hảm lượng xúc tác đến hiệu suất chuyển hóa FAME. Hình 3,14, Sắc kí đồ của các mẫu FAME o thoi gian 1, 2,3 gi: 4 Hình 3.15, Tái sử dụng xúc tác CoO/CaO, 4 DANH MỤC TỪ VIẾT TÁT co | Coffee oit Dầu cà phê FAME. | Fatty acid methyl ester Acid béo methylester FFA | Free fatty acid ‘Acid béo tr do FT-AR | Fouriertransform infrared spectroscopy | Phin tich phd hồng ngoại GC-MS | Gas Chromatography/Mass Spectroscopy | Phân tích sắc kí khí khỏi phỏ SCGs | Spent coffee grounds Bã cả phê đã qua sử dụng SEM- | Scanning Eleeton Mieroscopy-Enersy| Phàntichkínhhiễnvi điện EDX | Dispersive X-Ray từ quết TGA | Thermal gravimetric analysis Phân tích nhiệt trọng lượng XRD | X-ray diffraction Phân tích nhiễu xạ tia X MỞ ĐÀU Khủng hoàng năng lượng rên toàn thể giới ào năm 2022 dị biến phức tạp.
do căng thẳng của các nước ở phương Tây đã tạo ra áp lực đối với ngành năng lượng, trong bối cảnh nguồn cung không đủ đáp ứng cho nền kinh tế đang dần hồi phục sau. ai dich COVID-19, Trong đó, các nguồn nhiền liệu hóa thạch chiếm khoảng 85% tổng mức tiêu thụ năng lượng của thế giới. Dự báo mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu trong giao thing van ti sé ting hom 75% vio năm 2050[1] Đứng tước tỉnh hình đó, nhiên liệu sinh học được xem như là nguồn năng lượng thay thé va dy hứa hẹn vi đây là nguôn năng lượng á tạo, bên vũng và thân thiện với môi trường [2]. Trong đó, diese sinh học (biodiesel) thường được sản xuất bing phan img transesterification từ dầu thực vật hoặc mở động với methanol nhằm.
tao ra sin phẩm là các Eaty acid methyl ester (EAME) va glycerol như là một sản phim phy [3]. Qué trinh transesterification thường có mặt của các xúc tác đồng thể như sodium hydroxide hoặc sulfurie acid, tuy nhiê các xúc tác đồng thể thường gặp khó khăn trong việ lọc ích và tình chế sản phẩm, phản ứng dễ bị xả phòng hóa và hàm lượng nước trong sản phẩm khá cao [2]. Vì thể, ứng dụng xúc tic dj thể trong. sin xuất biodiesel có thể mang lại nhiễu ưu điểm như giá thành rẻ, có th tái sử dụng xúc tác, thân thiện với môi trường, dễ dàng tách xúc tác ra khỏi sản phẩm [4], [3].
“Trong đồ, bã cả phê đã qua sử dụng là một trong những nguyên liệu đầy tiềm năng trong sản xuất biodiesel do hàm lượng dẫu trong cả phê cao [6]. Với số liệu ước tính mứ cu thụ đạt 2 tỷ ly cả phê mỗi ngày trên toàn cầu (sổ ligu British Coffee Associaton), qua đồ số lượng bã cả phê thi ra ngoài môi tường là rt lớn. Bã cả phê có thể được tận dụng để làm phân bón, mỹ phẩm, than sinh học, và là nguồn năng. lượng tái tạo đầy tiềm năng.
Ngoài ra, các xúc tác oxide kim loại được dùng trong sản xuất biodiesel có thé kế như Na;COz/SiO; [7], CaO [8], nano CaO/Ag [9] im kiém các xúc tác được tổng hợp từ phể ph m cũng được đáng chú ý, trong đó có vỏ trứng gà. Vỏ trứng, gà bao gồm một mạng lưới các prolein, lí kế với các tỉnh caleium carbonate (CaCO!), magnesium carbonate (MgCO: v8 calcium phosphate (Cas(PO.):), 66 ce chất hữu cơ khác và nước, Trong võ trứng gồm các tính thể vô định hình xuất hiện dưới dang caeite (inh th lục giác) 10]: Bên cạnh đó, hiệu suất biodiesel với xúc tác 1 điều chế từ vỏ trúng là 90% cao hơn so với vỏ sở 88% san hô 85% và xương heo là Từ những phân tích trên, nghiên cúu tổng hợp xúc tác CoO/CaO từ vỏ trứng gà và ứng dụng cho phân ứng transesteriication dầu từ bã cả phê mang tính cắp thiết xŠ mặt môi rường, kinh tẾ ngoài ra còn có ý nghĩa về mặt khoa học, ính ứng dụng cao. Trong để tài này, công bồ kết quả chuyển hóa đầu từ bà cả phê thành biodiesel ở quy mô phòng thí nghiệm, làm cơ sở cho những cải tiền quy trình công nghệ tiếp theo để có thể sản xuất thương mại ở quy mô lớn. TONG QUAN thiệu về biodiesel Biodiesel hay diesel sinh học là thuật ngữ dùng để chỉ loại nhi liệu dùng.
cho động cơ ieselđược sản xuất từ dẫu thực vật hoặc mở động vật. Biedicsel có thể thay thể diesel từ hóa thạch vì có tính chất gần giống như nhiễn liệu hóa thạch. Biodiesel thường được tổng hợp bằng các phản ứng transester chuyển đổi hay ester hóa các riglyeetides, acid bo tự do với rượu đơn chức mạch ngắn như ethanol hoặc methanoL. Về bản chất hóa học, nó là mono ankyl ese từ acid béo mạch dài cia di mỡ động vật.
Như vậy nguyên liệu để sản xuat biodiesel rit da dang va phong phi, số nguồn gốc sinh học và có th ái tạo được Biodiesel c6 ngudn gốc từ dầu mỡ động thực vật nên có thể nuôi trồng và tái tạo được, Nó là nguồn năng lượng độc lập với dầu mô, không gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường. Ngoài ra, ta có thể tận đụng dầu mỡ thải từ công nghiệp chế biển thức ăn, mỡ cá, mỡ heo. đ làm nguyên iệu tổng hợp biodiesel Tip đến có thể nuôi trồng vi tảo, hoặc một số thực vật như cọ, atropha, ao su, hay tận dụng các phể phẩm như bã cả phê dé làm nguyên liệu, như vậy không làm ảnh. hưởng đến an ninh lương thực thể giới mà còn góp phần đẫy mạnh sự phát triển của ngành công nghiệp năng lượng xanh.
- Sinh khốibã cà phê Cây cả phê thuộc họ Thin thio (Rubiaceae), trong đó có hai giống cả phê phổ bign va duge sir dung rng ri la ed ph Arabica (Coffea arabica) hay tai Vigt Nam ‘gi lca phé ch, thi haifa ea phé Robusta (Coffea canephora) tai Việt Nam còn .đượ gọi là cả phê vối, Cả phê Việt Nam là một trong những thức tống nỗi ng tren thể giới, khô hi bởi vị đẳng đặc trưng mã côn từ cách pha chế độc đáo. Hiện nay, Việt Nam là nước sản xuất cà phê Robusta lớn nhất trên thể giới sản xuất 27,8 triệu bao (60 kilogram/bao) trong năm 2022 ~ 2023 từ các tỉnh sản xuất trọng điểm như Đắc Lắc, Gia Lai và Kon Tum [12].