Đề tài Quy trình sản xuất nhiên liệu sinh học từ cây có dầu

ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP.HCM KHOA SINH HỌC LỚP 07SH BỘ MÔN: TÀI NGUYÊN THỰC VẬT 2 Đề tài: QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHIÊN LIỆU SINH HỌC TỪ CÂY CÓ DẦU Nhóm 3 1.Trần Thị Kim Oanh 0715232 2.Trần Thị Phương 0715246 3.Trương Thị Bích Quân 0715267 4. Lê Thị Kim Sanh 0715286 5.Tô Văn Quang 0715270 6.Trần Thanh Thảo 0715315 Tp.HCM, Ngày 08 tháng 10 năm 2010 MỤC LỤC Đặt vấn đề Cho đến nay, con người đã sử dụng một lượng rất lớn nhiên liệu hoá thạch như than đá và dầu để đẩy mạnh quá trình phát triển kinh tế và hiện đang phải phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hoá thạch, chiếm khoảng 80% nguồn cung cấp năng lượng sơ cấp.Ngoài ra, sự đốt cháy nhiên liệu hoá thạch truyền thống sẽ thải ra một lượng khí lớn như CO2, ôxit sunphua (SOx), ôxit nitơ (NOx) gây ô nhiễm môi trường toàn cầu và sự biến đổi khí hậu tạo ra nhiều tác hại đối với sinh vật và con người trên Trái Đất. Do đó, nhiều quốc gia trên thế giới đang chú trọng tập trung nghiên cứu và sử dụng nhiên liệu sinh học để thay thế một phần nhiên liệu hóa thạch, tiến tới xây dựng một ngành nhiên liệu sạch góp phần đảm bảo an ninh năng lượng, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Nhiên liệu sinh học là một dạng năng lượng mới, được hình thành từ các hợp chất có nguồn gốc động thực vật như nhiên liệu chế xuất từ chất béo của động thực vật( mỡ động vật, dầu dừa,…),ngũ cốc( lúa mì, ngô, đậu tương…), chất thải trong nông nghiệp( rơm rạ, phân, ...), sản phẩm thải trong công nghiệp ( mùn cưa, sản phẩm gỗ thải...). Cho đến thời điểm này, con người đã tạo ra được 3 loại nhiên liệu sinh học là Diesel sinh học, Gas sinh học và  Cồn sinh học.Trong đó, Diesel sinh học là một loại nhiên liệu lỏng có tính năng tương tự và có thể sử dụng thay thế cho loại dầu Diesel truyền thống. Chúng được điều chế bằng các dẫn xuất từ một số loại dầu mỡ sinh học (dầu thực vật, mỡ động vật), thường được thực hiện thông qua quá trình chuyển hóa bằng cách cho phản ứng với các loại rượu phổ biến nhất là methanol. Trong bài báo cáo này, chủ yếu đề cập đến vấn đề sản xuất Diesel sinh học từ cây có dầu. Nội dung Bất cứ loại cây có dầu nào cũng có thể cung cấp nguyên liệu cho quá trình sản xuất Diesel sinh học. Tuy nhiên, lượng dầu trong các cây này cần phải lớn đủ để cung cấp thường xuyên cho quá trình sản xuất. Hiện nay, tiềm năng sản xuất Diesel sinh hoc từ cây có dầu là rất lớn. Lý do là: Nguyên liệu chính là dầu thực vật, có thề chiết xuất từ nhiều cây dại cùng với ưu điểm về đặc tính của dầu thưc vật như: thành phần chủ yếu là Ester của các acid béo và Glycerin, có độ nhớt cao, tan tốt trong các dung môi hữu cơ và không phân cực như Ete, Ester, Aceton… Quá trình sản xuất khá đơn giản và thuận tiện, giá thành lại thấp hơn các loại sản phẩm từ nhiên liệu hóa thạch, hơn nữa nó ít gây ra lượng khí nhà kính và ít gây ô nhiễm môi trường. Ngoài ra, tất cả các sản phẩm phụ đều có thể được tiếp tục sử dụng. 1.Điển hình một số cây có dầu Giống cây Hàm lượng dầu(%) Lít dầu/ ha Dầu mè 35 - 40 2.500 - 3000 Cọ dầu 26 7.800 Dừa 36 1.500 Hướng dương 35-52 880 - 1.670 Cải dầu 40-50 1.260 Gai dầu 28-35 140 - 700 a.Cây dầu mè: b.Cây cọ dầu: *Phân loại: Bộ: Arecales Họ: Arecaceae *Mô tả_Môi trường sống: _Cây trưởng thành dạng thân gỗ không phân nhánh, có thể cao tới 20 m. _Lá thuộc loại lá lông chim, có thể dài tới 3-5 m. Các cây non sinh ra khoảng 30 lá mỗi năm. Những cây trên 10 năm tuổi sinh ra khoảng 20 lá mỗi năm. Hoa mọc thành cụm dày dặc; mỗi hoa riêng rẽ là hoa nhỏ, có ba đài hoa và ba cánh hoa. Quả phải mất 5 đến 6 tháng kể từ khi thụ phấn để có thể chín; nó chứa lớp cùi thịt ngoài chứa nhiều dầu (vỏ quả), với một hạt duy nhất (nhân), cũng rất nhiều dầu. Không giống như họ hàng của nó là dừa, cọ dầu không sản sinh ra các chồi phụ; sự nhân giống c. Dừa: d. Cải dầu: e.Hướng dương: f.Gai dầu: Trong đó, cây Dầu mè( Jatropha curcas) thuộc họ Thầu dầu, là cây có nhiều tiềm năng phát triển nhất.Vốn dĩ là loại cây dại, sống lâu năm, sinh trưởng và phát triển tốt ở hầu hết các loại đất xấu, khô cằn và đất dốc. Đồng thời, đây là thực vật có thân mọng nước nên rất khó cháy và ít bị động vật ăn do mùi hôi từ cây. Điều này có thể giải thích được sự mâu thuẫn: Vì sao cây Cọ dầu cung cấp một lượng dầu lớn hơn cây Dầu mè nhưng lại không được sử dụng phổ biến trong sản xuất? Cọ dầu chỉ thích nghi với môi trường đất màu mỡ và phải mất 4 năm mới có thể thu hoạch trong khi Dầu mè chỉ cần 1 năm.Hơn nữa, kinh phí lập một đồn điền cây Dầu mè chỉ bằng 1/10 đồn điền Cọ dầu. Loại dầu từ cây dầu mè sẽ thay thế một phần dầu diesel truyền thống đang cạn kiệt, giảm thiểu lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính và là dầu sạch do khi đốt nó cháy hết nên ít có lưu huỳnh 2.Tổng quan về quy trình sản xuất Diesel sinh học từ cây có dầu: a.Chuẩn bị Nguyên liệu: Lựa chọn dầu thực vật từ cây có dầu thông qua thời gian sinh trưởng và phát triển của chúng. Tùy vào các cơ quan chứa dầu của cây như lá, hạt, hoa…để theo dõi xem độ tuổi nào là thích hợp cho dầu tốt nhất. Ví dụ: cây Dầu mè chứa hàm lượng dầu nhiều nhất ở phần hạt( hơn 30%), sau 1 năm có thể cho quả, đến 5 năm cho năng suất cao. Thu hoạch và sơ chế bằng cách lột vỏ, rửa sạch, ngâm nước loại bỏ các chất độc… Máy ép dầu thủ công Máy ép dầu công nghiệp- quy mô nhỏ Dùng các biện pháp cơ học như nghiền, xay hoặc nạo…để ép lấy dầu. - Nghiền nát là quá trình giải phóng dầu bằng cách làm vỡ hoặc phá bỏ các tế bào chứa dầu. Đập hoặc nghiền nát trái ở nhiệt độ cao, giúp giảm độ nhớt của dầu, phá hủy các loại trái có lớp vỏ giữa, các enzyme và chống sự ô nhiễm vi sinh vật - Trích chiết dầu: có 2 phương pháp Phương pháp “khô”: sử dụng máy ép cơ khí Phương pháp “ướt”: nấu nước nóng để lọc ra dầu b.Quy trình chế tạo dầu Diesel trong nhà máy: Cho dầu tinh khiết thu được vào máy chế biến, nấu ở 130-1350F Kiểm tra nồng độ dầu ở mức độ cho phép. Trộn một dung dịch hỗn hợp( gồm dung dịch kiềm và methanol) vào chung với dầu thực vật. Khuấy đều cho các chất phản ứng với nhau Cho lượng dầu trên vào bể chức, sấy khô rồi chuyển chúng đến các xe bồn chứa. Tách chiết loại bỏ tầng glycerin ở bên dưới, giữ lại dầu ở trên Rửa dầu bằng nước sạch rồi loại bỏ nước này đi, ta thu được dầu sinh học đã được rủa sạch. Sản phẩm Diesel sinh học được lưu trữ trong các thùng chứa đã tiệt trùng và lót một lớp phủ bảo vệ với nhiệt độ bảo quản thường được duy trì trên 50 ° C, sử dụng nước nóng hoặc hơi nước áp suất thấp, nóng dạng cuộn, để ngăn chặn kiên cố hóa và phân đoạn. Trong thời gian lưu trữ, loại bỏ các nước dư từ dầu nhiều càng tốt để ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật (vi khuẩn hoạt động, hoặc vi trùng gây bệnh). Sơ đồ tóm tắt quy trình sản xuất Diesel sinh học III.Kết luận: