Nghiên cứu chuyển hóa dầu thực vật có chỉ số acid cao thành nhiên liệu sinh học trên xúc tác dị thể lưỡng chức năng thế hệ mới
Tóm tắt
Sản xuất biodiesel từ cặn béo thải và dầu hạt cao su đang được coi là một trong những hướng đi tiềm năng để phát triển nhiên liệu sinh học ở Việt Nam. Tuy nhiên, cặn béo thải thu được từ dây chuyền tinh luyện dầu ăn có 80 - 90% acid béo [12 - 16], dầu hạt cao su vừa có chỉ số acid cao, vừa chứa enzyme lipase có khả năng thủy phân các triglyceride, nên càng để lâu chỉ số acid càng tăng mạnh, có thể lên tới 40 - 50% [15]. Phương pháp tổng hợp biodiesel từ hai loại nguyên liệu này chủ yếu dựa vào quá trình 2 giai đoạn, tốn nhiều nước, năng lượng và thời gian phản ứng; thiết bị phức tạp… khiến chi phí vận hành tăng cao [3]. Bài viết giới thiệu quá trình chế tạo xúc tác dị thể lưỡng chức năng calcium silicate (CS) và mesoporous calcium silicate (MCS). Đây là loại xúc tác dị thể tiên tiến thế hệ mới dựa trên cơ sở silicalite, chứa cả 2 loại tâm hoạt tính acid và bazơ, xúc tiến cho phản ứng ester hóa và trao đổi ester. Xúc tác này được chế tạo thành công với quy trình đơn giản và đã được sử dụng hiệu quả để tổng hợp biodiesel từ các loại nguyên liệu có chỉ số acid cao, đặc biệt là cặn béo thải và dầu hạt cao su.
Các tài liệu tham khảo
Tse-Ming Hsin, Senniang Chen, Enruo Guo, Chih-Hsiang Tsai, Marek Pruski, Victor S.Y.Lin. Calcium containing silicate mixed oxide-based heterogeneous catalysts for biodiesel production. Top Catal. 2010; 53: p. 746 - 754.
Victor Shang-Yi Lin et al. Porous silica and metal oxide composite-based catalysts for conversion of fatty acids and oils to biodiesel. US 7790651B2. 2010.
Isa K.Mbaraka and Brent H.Shanks. Conversion of oils and fats using advanced mesoporous heterogeneous catalysts. JAOCS. 2006; 83: p. 79 - 91.
Brian G.Trewyn, Igor I. Slowing, Supratim Giri, Hung-Ting Chen, Victor S.Y.Lin. Synthesis and functionalization of a mesoporous silica nanoparticle based on the sol-gel process and applications in controlled release. Accounts of Chemical Research. 2007; 40(9): p. 846 - 853.
Senniang Chen. Design and synthesis of mixed oxides nanoparticles for biofuel applications. Iowa State University. 2010.
Amit Bandyopadhyav et al. Mesoporous calcium silicate compositions and methods for synthesis of mesoporous calcium silicate for controlled release of bioactive agents. US 2009/0068272A1. 2009.
Lin Lin, Zhou Cunshan, Saritporn Vittayapadung, Shen Xiangqian, Dong Mingdong. Opportunities and challenges for biodiesel fuel. Applied Energy. 2011; 88: p. 1020 - 1031.
Ngo, L.Helen; Zafi ropoulos, A.Nicholas; Fogila, A.Thomas; Samulski, T.Edward; Lin, Wenbin. Mesoporous silica-supported diarylammonium catalysts for esterification of free fatty acids in greases. Journal of the American Oil Chemists’ Society. 2010; 87.
Jong Rack Sohnt, Eun Hee Parkt. Acidic properties of CaO-SiO2 binary oxide catalyst and activity for acid catalysis. Korean Journal of Chemical Engineering. 1997; 14(3): p. 192 - 197.
A.P.Singh Chouhan, A.K.Sarma. Modern heterogeneous catalysts for biodiesel production: A comprehensive review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2011; 15: p. 4378 - 4399.
F.Soragna. Alternative routes to process low quality raw materials to produce biodiesel. Biofuel, 3rd Annual meeting. 28 - 30/10/2008.
R.Verhé, V.Van Hoed, C.Echim, C.Stevens, W.De Greyt, M.Kellens. Production of biofuel from lipids and alternative resources. Biocatalysis and Bioenergy, John Wiley & Sons, Inc. 2008: p. 185 - 195.
S.Chongkhong, C.Tongurai, P.Chetpattananondh, C.Bunyakan. Biodiesel production by esterification of palm fatty acid distillate. BiomAO and Bioenergy. 2007; 31: p. 563 - 568.
Facioli NL and Barrera-Arellano D. Optimization of enzymatic esterification of soybean oil deodoriser distillate. Journal of the Science of Food and Agriculture. 2001; 81: p. 1193 - 1198.
GK.Nagesha, B.Manohar, K.Udaya Sankar. Enzymatic esterification of free fatty acids of hydrolyzed soy deodorizer distillate in supercritical carbon dioxide. Journal of Supercritical Fluids. 2001; 32: p. 137 - 145.
MG.Kulkarni, R.Gopinath, LC.Meher, AK.Dalai. Solid acid catalyzed biodiesel production by simultaneous esterification and transesterifi cation. Green Chemistry. 2006; 8, p. 1056 - 1062.
S.Gangopadhyay, S.Nandi, S.Ghosh. Biooxidation of fatty acid distillates to dibasic acids by a mutant of Candida tropicalis. Journal of Oleo Science. 2007; 56: p. 13 - 17.
MJ.Haas, S.Bloomer, K.Scott. Simple, highefficiency synthesis of fatty acid methyl esters from soapstock. Journal of the American Oil Chemists’ Society. 2000; 77: p. 373 - 379.
JB.Worfel. Alternatives for processing of soapstock. Journal of the American Oil Chemists’ Society. 1983; 60: p. 310 - 313.
1. Tác giả giao bản quyền bài viết (tác phẩm) cho Tạp chí Dầu khí, bao gồm quyền xuất bản, tái bản, bán và phân phối toàn bộ hoặc một phần tác phẩm trong các ấn bản điện tử và in của Tạp chí Dầu khí.
2. Bằng cách chuyển nhượng bản quyền này cho Tạp chí Dầu khí, việc sao chép, đăng hoặc sử dụng một phần hay toàn bộ tác phẩm nào của Tạp chí Dầu khí trên bất kỳ phương tiện nào phải trích dẫn đầy đủ, phù hợp về hình thức và nội dung như sau: tiêu đề của bài viết, tên tác giả, tên tạp chí, tập, số, năm, chủ sở hữu bản quyền theo quy định, số DOI. Liên kết đến bài viết cuối cùng được công bố trên trang web của Tạp chí Dầu khí được khuyến khích.
