Thử nghiệm Biodiesel

Bảng tổng kết các tiêu chuẩn cho Biodiesel của Châu Âu EN 14214 và Mỹ ASTM 6751 cùng với các tiêu chuẩn cho dầu Diesel EN 590 và ASTM D975

Theo PGS.TS Hồ Sơn Lâm, Viện trưởng Viện Khoa học vật liệu ứng dụng (Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam): tỉ lệ pha trộn biodiesel (có nguồn gốc từ mỡ động vật chẳng hạn) là bao nhiêu không quan trọng bằng chất lượng điều chế biodiesel. Chính chất lượng điều chế biodiesel mới tác động trực tiếp đến quá trình hoạt động của động cơ, và biodiesel, nếu có một số chỉ tiêu không được khống chế ở một giới hạn cho phép thì sẽ là nguyên nhân gây hỏng hóc động cơ diesel
(www.tuoitre.com.vn)

Chất lượng Biodiesel B100 (FAME) rất quan trọng, và phải đảm bảo B100 trước khi pha trộn thành B5, B10, B20...Mặc dù hảm lượng FAME (Biodiesel) không qui định trong ASTM D6751, và chỉ có trong EN 14214. Một điều rất thú vị hiện nay là chưa có ASTM nào qui định cho phương pháp thử xác định FAME, mà chỉ có EN 14103 của EU bằng phương pháp GC và EN 14078 bằng Phương pháp Near-Infrared

Yếu tố quan trọng nhất chính là độ chuyển hóa của phản ứng transesterification. Thậm chí khi thu được hiệu suất phản ứng cao nhất, trong biodiesel vẫn chứa một lượng nhỏ tri, đi, monoglixerit. Những chất này làm tăng độ nhớt, giảm độ bền oxi hóa, do đó, hàm lượng của chúng phải là nhỏ nhất.

Tổng lượng glixerin chính là tổng phần glixerin chứa trong các glixerit (bonded glycerin includes mono, di and triglycerides) và glixerin tự do (free glycerin). Glixerin không tan trong biodiesel, có độ nhớt cao. Nhiên liệu chứa nhiều glixerin dẫn đến hiện tượng lắng glixerin, làm nghẽn bộ lọc nhiên liệu và làm xấu đi quá trình cháy trong động cơ.

Như vậy có một sự khác biệt lớn giữa Tổng hàm lượng glycerid (Total glyceride content) và Tổng hàm lượng Glycerin (Total glycerin) và các Tiêu chuẩn EN 14214 hay ASTM 6751 đều qui định đây là Total glycerin chứ không phải là Total glyceride như : PGS.TS Hồ Sơn Lâm : "Qui định tại tiêu chuẩn châu Âu về biodiesel (E.DIN 51606) gồm nhiều chỉ tiêu nhưng có ba chỉ tiêu quan trọng: độ nhớt nằm trong giới hạn 3,5 - 5,5mm2/giây; chỉ tiêu tổng glycerid nhỏ hơn 1%; glycerin tự do nhỏ hơn 0,02%.."

Có thể nói hiện nay tất cả các hãng thiết bị phân tích lớn như Agilent Technologies, AC Analytical Controls, Thermo,... đều phát triển các phương pháp GC cho phân tích Biodiesel (B100) dựa trên các tiêu chuẩn EN 14214 và ASTM D 6751
Tất cả các thiết bị này đều áp dụng cho B100 (pure biodiesel) trên cơ sở GC, và điều đáng chú ý là: Không áp dụng cho biodiesel được sản xuất từ dầu cọ (palm oil) và dầu dừa (coconut oil) rất phổ biến ở châu Á, ...và có lẽ từ mỡ cá basa tại Việt Nam (theo khuyến cáo của Agilent Technologies ở trên).

Còn giá cả thử nghiệm, hi hi, tham khảo tại : http://www.utahbiodieselsupply.com/biodieseltesting.php#modifiedASTM

Biodiesel Testing Packages

$79.99	Free & Total Glycerin
$174.99	Basic Test Package
$229.99	Deluxe Test Package
$299.99	The Big 5 Test Package
$641.99	Modifed ASTM D6751 Test Package
$1055.99	Comprehensive ASTM D6751 Test Package

10 lý do sử dụng Nhiên liệu có Lưu huỳnh thấp

1. Tai họa ô nhiễm không khí đô thị

Tổ chức y tế thế giới WHO lưu ý rằng khoảng 800 000 người chết sớm mỗi năm do ô nhiễm không khí đô thị và chính ô nhiễm không khí đô thị là nguyên nhân gây tử vong trẻ vị thành niên. Hàng triệu người lớn và trẻ em bị bệnh hen, suyễn tấn công, viêm cuống phổi cấp tính hay mãn tính và vấn đề tim mạch. Những người nghèo nhất trong các Quốc gia phát triển phần lớn chịu đựng gánh nặng bệnh tật. (The World Health Report 2002)

2. Phương tiện giao thông là một trong những nguồn phát sinh ô nhiễm không khí đô thị nghiêm trọng nhất

Phương tiện sử dụng nhiên liệu diesel và xăng trong đô thị là nguồn chủ yếu phát thải trực tiếp hàm lượng bụi (Particulate Matter – PM) và nguy cơ về nồng độ ozone trong khí quyển. Bởi vì phát thải từ phương tiện giao thông nằm ngay trong phạm vi hít thở của con người. Con người sống gần nơi mật độ giao thông cao hay làm việc trên các phương tiện công cộng trong đô thị như xe bus, bến phà…thì mức độ ảnh hưởng càng lớn.

3. Hàm lượng bụi ở mức độ lớn là khiển trách và bụi phát sinh từ phương tiện sử dụng dầu diesel là đặc biệt nguy hiểm.

Hầu hết số lượng người chết đều do tác động của hàm lượng bụi. Bụi từ động cơ diesel đặc biệt nguy hiểm bởi vì kích thước nhỏ của chúng cho phép hít sâu vào trong phổi và được xem như chất gây ung thư (Thường được gọi là bồ hóng, có đường kính trung bình khoảng 0,3 đến1,0mm, nguyên nhân gây ra bệnh ung thư do các hydrocarbon thơm mạch vòng (HAP) hấp thụ trên bề mặt chúng trong quá trình hình thành).

4. Nồng độ ozone cao cũng là nguyên nhân ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe, đặc biệt đối với trẻ em và người già

Ozone được tạo thành trong khí quyển thông qua phản ứng trung gian của Nitrogen oxides (NO_x) và hydrocarbons (HC), dưới sự có mặt của ánh nắng mặt trời. Tại nhiều nơi trên thế giới, phương tiện chạy xăng là nguồn quan trọng nhất cảnh báo phát sinh ozone. Phương tiện diesel cũng có thể là nguồn phát sinh nghiêm trọng Nitrogen oxides (NO_x).

5. Công nghệ hiện có hoàn toàn đáp ứng giảm phát sinh khí thải phương tiện giao thông

Công nghệ hiện có bây giờ có chi phí phù hợp làm giảm phát sinh khí thải cho cả động cơ xăng và diesel xuống tới mức rất thấp. Nhiều công nghệ yêu cầu nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh thấp hoặc siêu thấp, các công nghệ trên cơ sở xúc tác thực hiện tốt hơn với nhiên liệu có lưu huỳnh thấp. Tiêu chuẩn phương tiện giao thông mới nghiêm ngặt, phù hợp với nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh siêu thấp.

6. Nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh thấp cũng giảm phát sinh khí thải đối với các xe hiện có

Giảm lưu huỳnh là giảm phát sinh hàm lượng bụi (PM) trong tất cả các động cơ diesel, kể cả chúng không trang bị các thiết bị kiểm soát khí thải. Thêm nữa, khi sử dụng nhiên liệu diesel 500 ppm lưu huỳnh, được trang bị bộ xúc tác oxy hóa dùng cho động cơ diesel sẽ giảm phát sinh bụi từ 15 – 30%. Với nhiên liệu diesel 10 – 15 ppm lưu huỳnh thì bộ lọc hạt rắn có khả năng giảm hàm lượng bụi hơn 95%. Tại các Quốc gia phát triển, một lượng lớn các phương tiện được trang bị bộ chuyển đổi xúc tác, tất cả các bộ chuyển đổi xúc tác này làm việc tốt hơn với nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh thấp.

7. Chi phí thấp

Chi phí chuyển sang sử dụng nhiên liệu lưu huỳnh có hàm lượng thấp, thấp hơn rất nhiều so với biến động giá đặc trưng trên thị trường nhiên liệu toàn cầu.

8. Chi phí có đủ khả năng thực hiện và hạn chế ảnh hưởng xã hội

Nơi nào cần thiết cô lập những tác động xấu của ảnh hưởng khí thải, cần hòa hợp các chính sách thuế cũng có thể đảm bảo cân bằng về chi phí.

9. Lợi ích của nhiên liệu lưu huỳnh thấp tốt hơn nhiều so với chi phí

Các nghiên cứu về chi phí – lợi ích cho thấy rằng, kinh tế và lợi ích sức khỏe công cộng của việc sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh thấp, có giá trị hơn nhiều so với chi phí, đặc biệt sự kết hợp với tiêu chuẩn phát thải nghiêm ngặt.

10. Hành động sớm sẽ giữ gìn cuộc sống và xa hơn là giảm thiểu chi phí

Sự chậm trễ của mỗi Quốc gia trong việc quan tâm đến chất lượng nhiên liệu thì các công dân của họ sẽ tiếp tục chịu những ảnh hưởng bất lợi đến sức khỏe. Không đến gần việc sử dụng nhiên liện lưu huỳnh thấp, số lượng phương tiện giao thông gây ô nhiễm càng tăng. Và những phương tiện này sẽ góp phần ô nhiễm trong suốt khoảng thời gian sống của nó, khoảng chừng 10 năm cho xe ô tô và 20 – 30 năm cho xe bus và xe xúc, xe tải nặng.

Đăng trên tạp chí Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng số 23/2006

HBQ (Theo theicct.org)

Máy phân tích nhanh (Mobile fuels lab)

Các thiết bị cầm tay Cận hồng ngoại (Near-Infrared Instruments)

(phần 1)

Ngày nay khi các thiết bị phần cứng tương tác với con người như điện thoại cầm tay (cellular phone) và máy tính trở nên nhỏ hơn và nhỏ hơn nữa, thì các thiết bị phân tích quang phổ cận hồng ngoại (NIR spectrophotometer) cũng hướng tới mục đích này. Trên thế giới các nhà khoa học và kỹ sư cùng cố gắng sáng chế và đưa vào ứng dụng các thiết bị cầm tay (hand-held) mới kiểu cận hồng ngoại (NIR instruments). Có lẽ Fred McClure là người đầu tiên bán “ước mơ” của mình bằng cách giới thiệu thiết bị cầm tay xác định Chlorophyll trong thuốc lá. Năm nay, tại hội thảo ở New Zealand (2005), ông ấy lại tiến tới với việc đánh giá thức ăn chăn nuôi bằng thiết bị cầm tay NIR gọi là “Mmeter”. Đối với các thiết bị thương mại, nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới sử dụng thiết bị quang phổ cận hồng ngoại đa mục đích sản xuất bởi Zeiss, kể cả MMS1 và Corona. Ví dụ như, Christian Paul đến từ Đức với thiết bị cầm tay Corona dùng cho phân tích thành phần thức ăn gia súc. Cũng năn nay, Kerry Walsh đến từ Australia với thiết bị NIR cho thử nghiệm độ Brix của quả đào (peach), thiết bị này chỉ nặng 2 kg và trang bị cùng với MMS1 như là một đầu dò (detector). Ngoài ra, còn có thể kể đến Veronique Bellon từ Pháp đã giới thiệu khả năng sử dụng MMS1 để xác định độ chua của nho. Các kết quả chỉ ra rằng cần phải phát triển xa hơn nữa, nhưng rõ ràng có một tiềm năng sáng sủa của những thiết bị cầm tay NIR. Bên cạnh đó, còn có nhiều việc liên quan đến thiết bị cầm tay NIR mà cần nhiều trang viết để mô tả.

Tại Nhật Bản, nhiều nhà nghiên cứu cả lĩnh vực tư nhân và chính phủ đã có những nỗ lực tuyệt vời cho việc phát triển các dụng cụ cầm tay NIR. Một trong những điều thú vị nhất là xác định đường trong máu của người (blood glucose in the human forearm). Đây là kết quả hợp tác giữa Matsushita Electronics Company và nhóm Giáo sư Yukihiro Ozaki’s group thuộc đại học Kwansei-Gauin. Một loạt các xuất bản từ thiết kế phần cứng đến chemometrics (có thể hiểu đây là các mô hình toán học áp dụng để tính toán trên cơ sở ma trận các peak phổ hấp thụ hồng ngoại thu được) và quan điểm y học. Các thiết bị này chưa xuất hiện trên thị trường, nhưng có lẽ trong một tương lai rất gần!

NIR - Corona

NIR - Corona
"Không quá 1 phút sẽ có thể kết luận loại cá "basa" này đủ dinh dưỡng và được "thuần dưỡng" như thế nào?"
"Loại water melon này ư? chỉ 1 phút thôi là biết ngay chua hay ngọt"
Và cuối cùng là ứng dụng cho phân tích nhiên liệu ...

(Bài viết này tham khảo trên National Food Research Institute - Japan)

HBQ-8/2007 - còn tiếp

PTN Nhiên liệu di động

Lịch sử PTN Nhiên liệu di động (Mobile Fuels Laboratory)

Nhằm đáp ứng nhu cầu tăng số lượng mẫu và thời gian phân tích mẫu nhanh, năm 1987 PTN phân tích nhiên liệu di động với đầy đủ trang thiết bị được thành lập tại bang California – Mỹ. PTN di động này cho phép các kiểm tra viên phân tích kết quả ngay trong ngày mà họ thu thập mẫu nhiên liệu và thi hành luật lệ ngay khi cần thiết, nhằm giảm thiểu nhiên liệu không phù hợp bán trên thị trường và giảm phát thải hơi độc hại ra môi trường xung quanh.

Trang thiết bị trong PTN Nhiên liệu di động

Ngày nay, các PTN nhiên liệu di động có chứa tất cả các dụng cụ và thiết bị hỗ trợ cần thiết cho việc phân tích các thông số của nhiên liệu Xăng, dầu diesel được qui định tại các tiêu chuẩn kỹ thuật của mỗi quốc gia. Các mẫu xăng được phân tích Áp suất hơi bão hòa Reid, Nhiệt độ chưng cất tại 50% thể tích (T50) và tại 90% thể tích (T90) thu được, hàm lượng Oxygen, Benzen, Các hydrocacbon thơm, Olefin và hàm lượng Lưu huỳnh. Nhiên liệu diesel thì được phân tích các chỉ tiêu hàm lượng lưu huỳnh, các hydrocacbon thơm, và hydrocacbon thơm đa vòng. PTN Nhiên liệu di động cũng trang bị các thiết bị hỗ trợ như máy phát điện, hệ thống ắc qui, hệ thống nước, máy nén cầm tay, tủ hút và hệ thống an toàn.

Hoạt động như thế nào?

Các mẫu nhiên liệu xăng, dầu diesel được thu thập bởi các kiểm tra viên từ các nhà máy lọc dầu, cảng dở hàng và các trạm nhiên liệu bán lẻ chuyển tới PTN Nhiên liệu di động gần nhất. Tại đó các chemists tiến hành phân tích phù hợp với các phương pháp được phê chuẩn, phổ biến là các phương pháp của ASTM. Kết quả phân tích được ghi vào báo cáo và được xem xét lại khi tranh chấp.

HBQ-9/2007

Su phat trien cua xang pha chi

Sự phát triển của xăng pha chì

Xăng pha chì ra đời giúp ngành công nghiệp ôtô chuyển sang một bước phát triển mới nhưng nó đã bị cấm sử dụng do gây tác động xấu đến sức khoẻ con người. Phát hiện của Charles F. Kettering, trưởng phòng nghiên cứu, sáng chế viên cao cấp hãng General Motors và đồng nghiệp Thomas Midgley về nguyên nhân của hiện tượng kích nổ vào những năm đầu của thập niên 1910 đã đưa ra thách thức mới cho ngành công nghiệp ôtô thời kỳ đó: Tìm kiếm giải pháp nâng cao tính chất chống kích nổ của nhiên liệu.Trong suốt khoảng thời gian gần 10 năm sau đó, các hãng xe hơi, các công ty dầu khí, công ty hoá chất đã huy động rất nhiều nhà nghiên cứu, chi những khoản tiền khổng lồ để giúp họ tập trung vào nghiên cứu, thử nghiệm hàng loạt các đề án nhằm loại bỏ hiện tượng kích nổ. Lịch sử ngành công nghiệp ôtô lại một lần nữa ghi tên những nghiên cứu viên xuất sắc của hãng General Motor. Thomas Midgley, ngày 9/12/1921, đã khám phá ra tính chất chống kích nổ đặc biệt của hợp chất cơ kim chứa chì mang tên “chì tetra-ethyl”. Một thành công ngoài sức tưởng tượng của Thomas Midgley sau hơn 5 năm tiến hành thử nghiệm với hàng trăm chất phụ gia khác nhau.Tuy nhiên, Thomas Midgley không chỉ khám phá ra “chì tetra-ethyl”, trước đó ông còn phát hiện ra rằng cồn cũng là một chất có những khả năng tương tự.

Năm 1921, trong thư gửi cho Charles F. Kettering, lúc đó là Phó chủ tịch General Motors, Thomas Midgley viết “cồn là nhiên liệu của tương lai”. Lý do ông đưa ra là hợp chất đó cực kỳ phổ biến và đồng thời nó được điều chế dễ dàng từ hợp chất cũng phổ biến không kém: tinh bột.Thomas Midgley coi đó như là sự thay thế hoàn hảo cho nhiên liệu động cơ khi nguồn tài nguyên dầu cạn kiệt. Nhưng vào thời kỳ đó, người ta không thể điều chế được cồn hoàn toàn tinh khiết để làm nhiên liệu vì trong cồn luôn luôn tồn tại một tỷ lệ nước nhất định, chúng tạo thành một hỗn hợp đẳng phí và thành phần đó không bị phá vỡ dưới mọi dạng chưng cất và mọi công nghệ tinh chế.

Ý tưởng về nguồn nhiên liệu dùng cồn bị phá sản, Detroit (nơi đặt trụ sở chính của General Motors cũng như hai hãng xe lớn khác của nước Mỹ là Ford và Chrysler) lựa chọn “chì tetra-ethyl” làm giải pháp cho hiện tượng kích nổ. Chỉ cần 3-4 cc hợp chất này trong một gallon nhiên liệu (3,79 lít), hiện tượng kích nổ hoàn toàn biến mất. Detroit không cần biết nguyên lý hoạt động của “chì tetra-ethyl” và cũng không quan tâm đến việc Thomas Midgley vẫn bảo vệ cho quan điểm dùng cồn làm nhiên liệu. General Motor đã nâng ngành công nghiệp ôtô lên tầm cao mới, một thời kỳ phát triển mới với những động cơ có tỷ số nén cao hơn, mạnh mẽ hơn, hiệu quả hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn.Năm 1923, song song với việc cải tiến động cơ, thiết kế những mẫu xe mới, General Motor bắt đầu sản xuất “chì tetra-ethyl” thương mại và sau khi liên kết với hãng dầu khí Standard Oil (Exxon Mobil ngày nay) vào năm 1924 để thành lập lên công ty Ethyl Corp. Hàng loạt công ty hoá chất khác tham gia vào liên minh này với tư cách là thành viên thứ 3. Xăng pha chì bắt đầu chiếm lĩnh thị trường, sản lượng “chì tetra-ethyl” không ngừng tăng và chỉ một thời gian ngắn sau đó tất cả các loại xăng trên thế giới đều pha “chì tetra-ethyl”. Nó mang về cho General Motors lợi nhuận khổng lồ, đến nỗi Charles F. Kettering đã phải thốt lên: “Đó là món quà từ thiên đường!”.

Sự phát triển của ngành công nghiệp ôtô gắn liền với “chì tetra-ethyl” trong suốt một thời gian dài. Nhưng, như bao hoá chất thông dụng khác, bên cạnh những tính năng vượt trội, “chì tetra-ethyl” bắt đầu có những ảnh hưởng đến sức khoẻ con người trên diện rộng. Không phải đến tận khi có những số liệu thống kê về số người bị chết, bị thương do hít phải quá nhiều khí thải từ xăng pha chì người ta mới biết đến những tính chất độc hại của nó. Ngay từ những năm 1925, trong cuộc hội thảo về “chì tetra-ethyl” do Cục sức khoẻ cộng đồng Mỹ tổ chức, Hamilton đã gọi General Motors và Charles F. Kettering là “những kẻ giết người không hơn, không kém” khi cho phổ biến “chì tetra-ethyl”.Năm 1975, Mỹ chính thức phê chuẩn quyết định cắt giảm hàm lượng “chì tetra-ethyl” trong xăng, và đến năm 1986 cấm hoàn toàn việc sử dụng xăng pha chì.

Ở châu Âu, xăng pha chì bị cấm sử dụng vào những năm 1990. Còn ở Việt Nam, ngày 1/11/2001, Thủ tướng cũng đã ra quyết định cấm sử dụng xăng pha chì trên phạm vi toàn quốc.Quyết định khai tử “chì tetra-ethyl” mang lại cho chúng ta sự yên tâm về sức khoẻ, nhưng lại đặt ra cho các nhà phát triển năng lượng một câu hỏi hóc búa: dùng chất gì để nâng cao chỉ số octan của nhiên liệu mà không làm ảnh hưởng đến sức khoẻ con người?

Thế giới một lần nữa quay lại với nhận định của Thomas Midgley “Cồn: nhiên liệu của tương lai”.
www.vnexpress.net