Nghiên Cứu Ứng Dụng Kỹ Thuật Tạo Bong Bóng Hơi Trong Công Nghệ Sản Xuất Dầu Gốc Sinh Học Từ Mỡ Cá

Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật cavitation trong sản xuất dầu gốc sinh học từ mỡ cá tại đại học bách khoa, mở ra hướng đi mới cho ngành công nghiệp.

• Tác giả: Phan Minh Tân
• Người hướng dẫn: PGS. Mai Thanh Phong
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Quốc Gia Tp.HCM
• Chuyên ngành: Khoa Học Và Công Nghệ Năng Lượng - Phát Triển Nhiên Liệu Sinh Học / Công Nghệ Vật Liệu Mới
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Kỹ Thuật Tạo Bong Bóng Hơi Trong Sản Xuất Dầu Gốc Sinh Học Từ Mỡ Cá
• Loại tài liệu: Báo Cáo Nghiệm Thu
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về dầu nhờn
• 1.2. Thành phần dầu nhờn
• 1.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng dầu nhờn
• 1.4. Tổng quan về mỡ cá
• 1.5. Tổng quan về các phương pháp sản xuất dầu gốc sinh học
• 1.5.1. Phương pháp vật lý
• 1.5.2. Phương pháp hóa học
• 1.6. Tổng quan tình hình nghiên cứu về dầu gốc sinh học
• 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nội dung 1: Xây dựng công nghệ và hệ thống thiết bị (quy mô 100 L/h) tinh chế mỡ cá trên cơ sở kỹ thuật tạo bong bóng hơi
• 2.1.1. Tách các tạp chất cơ học
• 2.1.2. Tách tạp chất háo nước (thủy hóa)
• 2.1.3. Rửa và sấy dầu
• 2.2. Nội dung 2: Thực nghiệm tinh chế mỡ cá, tìm điều kiện tối ưu trên hệ thống thiết bị xây dựng, đánh giá hiệu suất và chất lượng mỡ cá tinh chế
• 2.3. Nội dung 3: Xây dựng công nghệ và hệ thống thiết bị phản ứng tổng hợp dầu gốc sinh học bằng phản ứng no hoá mạch acid béo trong triglyceride của mỡ cá với H2O2 và mở vòng epoxy, sử dụng kỹ thuật cavitation
• 2.4. Nội dung 4: Thực nghiệm phản ứng trên hệ thống thiết bị phản ứng, đánh giá hiệu suất và chất lượng sản phẩm thu được
• 2.4.1. Khảo sát phản ứng epoxy hóa mỡ cá dùng kỹ thuật tạo bong bóng hơi
• 2.4.2. Khảo sát phản ứng mở vòng mỡ cá epoxy hóa dùng kỹ thuật tạo bong bóng hơi
• 2.4.3. Đánh giá chất lượng sản phẩm dầu gốc sinh học thu được
• 2.5. Nội dung 5: Đánh giá khả năng ứng dụng các sản phẩm dầu gốc sinh học thu được
• 2.5.1. Sản xuất thử 200 L dầu gốc sinh học từ mỡ cá
• 2.5.2. Pha trộn dầu gốc sinh học với phụ gia tạo thành dầu nhờn sinh học
• 2.5.3. Phân tích tính chất dầu nhờn sinh học thu được từ Chuyên đề 2
• 2.5.4. Đánh giá khả năng sử dụng thử nghiệm dầu gốc sinh học thu được từ Chuyên đề 3
• 2.6. Nội dung 6: Báo cáo khoa học tổng kết đề tài
• 3. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
• 3.1. Nội dung 1: Xây dựng công nghệ và hệ thống thiết bị (quy mô 100 L/h) tinh chế mỡ cá trên cơ sở kỹ thuật tạo bong bóng hơi
• 3.1.1. Thông tin đầu vào thiết kế
• 3.1.2. Thiết kế hệ thống quy trình công nghệ thủy hóa mỡ cá
• 3.1.3. Thiết kế hệ thống quy trình công nghệ tách sáp
• 3.1.4. Thiết kế hệ thống quy trình công nghệ trung hòa acid tự do
• 3.1.5. Thiết kế hệ thống quy trình công nghệ rửa sấy mỡ cá
• 3.2. Nội dung 2: Thực nghiệm tinh chế mỡ cá, tìm điều kiện tối ưu trên hệ thống thiết bị xây dựng, đánh giá hiệu suất và chất lượng mỡ cá tinh chế
• 3.2.1. Khảo sát quá trình tách tạp chất háo nước dùng kỹ thuật tạo bong bóng hơi
• 3.2.2. Khảo sát quá trình tách, trung hoà acid béo sử dụng kỹ thuật cavitation
• 3.2.3. Phân tích và đánh giá chất lượng mỡ cá tinh chế theo tiêu chuẩn dầu gốc sinh học
• 3.3. Nội dung 3: Xây dựng công nghệ và hệ thống thiết bị phản ứng tổng hợp dầu gốc sinh học bằng phản ứng no hoá mạch acid béo trong triglyceride của mỡ cá với H2O2 và mở vòng epoxy, sử dụng kỹ thuật cavitation
• 3.3.1. Thiết kế quy trình công nghệ, tính toán cân bằng vật chất và năng lượng
• 3.3.2. Phản ứng epoxy hoá mỡ cá
• 3.3.3. Phản ứng mở vòng epoxy
• 3.4. Nội dung 4: Thực nghiệm phản ứng trên hệ thống thiết bị phản ứng, đánh giá hiệu suất và chất lượng sản phẩm thu được
• 3.4.1. Cách thức thực hiện phản ứng epoxy mỡ cá
• 3.4.2. Cách thức thực hiện phản ứng mở vòng epoxy hoá
• 3.4.3. Phương pháp đánh giá
• 3.4.4. Tối ưu thông số phản ứng epoxy hóa mỡ cá
• 3.4.5. Tối ưu thông số phản ứng mở vòng mỡ cá epoxy hóa
• 3.4.6. Đánh giá chất lượng sản phẩm dầu gốc sinh học thu được
• 3.5. Nội dung 5: Đánh giá khả năng ứng dụng các sản phẩm dầu gốc sinh học thu được
• 3.5.1. Sản xuất thử nghiệm 200 L dầu gốc sinh học, mô tả quy trình sản xuất kèm với đánh giá chất lượng sản phẩm
• 3.5.2. Pha trộn các sản phẩm dầu gốc sinh học với phụ gia phù hợp tạo thành dầu nhờn sinh học
• 3.5.3. Pha trộn tạo dầu nhờn sinh học từ dầu mở vòng epoxy và dầu gốc khoáng cùng phụ gia
• 3.5.4. Đánh giá khả năng sử dụng các loại dầu nhờn sinh học
• 3.5.5. Thử nghiệm dầu nhờn sinh học trên động cơ thực tế
• 3.6. Nội dung 6: Báo cáo khoa học tổng kết đề tài
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• MỞ ĐẦU

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Sản Xuất Dầu Gốc Sinh Học Mỡ Cá

Hiện tại, nguồn năng lượng chủ yếu dựa vào các sản phẩm hóa thạch như khí đốt, than đá và đặc biệt là dầu mỏ. Tuy nhiên, nguồn tài nguyên này không thể tái tạo và có nguy cơ cạn kiệt trong tương lai gần. Bên cạnh đó, việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường, như ô nhiễm nguồn nước ngầm và ô nhiễm đất. Do đó, việc tìm kiếm và phát triển các nguồn năng lượng tái tạo và thân thiện với môi trường trở nên cấp thiết. Dầu gốc sinh học từ mỡ cá nổi lên như một giải pháp tiềm năng, vừa tận dụng nguồn phế phẩm nông nghiệp, vừa giảm thiểu ô nhiễm môi trường và góp phần vào sự phát triển bền vững. Nghiên cứu này tập trung vào việc ứng dụng kỹ thuật tạo bong bóng hơi (cavitation) trong quy trình sản xuất dầu gốc sinh học từ mỡ cá, nhằm nâng cao hiệu quả và tính kinh tế của quy trình.

1.1. Tầm quan trọng của dầu gốc sinh học từ mỡ cá

Nghiên cứu dầu gốc sinh học từ mỡ cá không chỉ giải quyết bài toán năng lượng mà còn góp phần vào việc xử lý chất thải từ ngành công nghiệp chế biến thủy sản. Mỡ cá, một phụ phẩm thường bị bỏ đi hoặc sử dụng với giá trị thấp, nay có thể được chuyển đổi thành sản phẩm có giá trị kinh tế cao. Việc sử dụng mỡ cá giúp giảm sự phụ thuộc vào nguồn dầu mỏ, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Dầu gốc sinh học có tiềm năng thay thế các loại dầu gốc khoáng truyền thống trong nhiều ứng dụng, từ dầu nhờn động cơ đến các sản phẩm hóa mỹ phẩm.

1.2. Giới thiệu kỹ thuật tạo bong bóng hơi Cavitation

Kỹ thuật tạo bong bóng hơi (cavitation) là một phương pháp vật lý tạo ra các bong bóng nhỏ trong chất lỏng, sau đó chúng nổ tung, tạo ra nhiệt độ và áp suất cục bộ rất cao. Ứng dụng cavitation trong sản xuất dầu gốc sinh học có thể giúp tăng tốc độ phản ứng, cải thiện hiệu suất và giảm tiêu thụ năng lượng. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa các thông số của kỹ thuật cavitation để đạt được hiệu quả cao nhất trong quá trình sản xuất dầu gốc sinh học từ mỡ cá.

II. Thách Thức Trong Sản Xuất Dầu Gốc Sinh Học Từ Mỡ Cá Hiện Nay

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc sản xuất dầu gốc sinh học từ mỡ cá vẫn đối mặt với nhiều thách thức. Một trong những vấn đề lớn nhất là chất lượng và độ ổn định của sản phẩm. Mỡ cá thường chứa nhiều tạp chất, acid béo tự do và các thành phần không mong muốn khác, ảnh hưởng đến chất lượng của dầu gốc sinh học. Ngoài ra, quy trình sản xuất hiện tại còn phức tạp, tốn kém và chưa thực sự hiệu quả. Cần có những nghiên cứu sâu rộng để giải quyết những vấn đề này, từ đó thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp dầu gốc sinh học từ mỡ cá.

2.1. Vấn đề chất lượng và độ ổn định của mỡ cá thô

Mỡ cá thô thường có chất lượng không đồng đều, phụ thuộc vào nguồn gốc, phương pháp thu hoạch và bảo quản. Sự hiện diện của các tạp chất, acid béo tự do và các thành phần không mong muốn khác có thể gây ra các vấn đề như oxy hóa, polymer hóa và giảm hiệu suất của quá trình chuyển đổi thành dầu gốc sinh học. Do đó, cần có các biện pháp xử lý và tinh chế mỡ cá trước khi đưa vào quy trình sản xuất.

2.2. Hạn chế của các phương pháp sản xuất truyền thống

Các phương pháp sản xuất dầu gốc sinh học truyền thống thường sử dụng các chất xúc tác hóa học độc hại, nhiệt độ và áp suất cao, tiêu thụ nhiều năng lượng và tạo ra các sản phẩm phụ không mong muốn. Điều này không chỉ làm tăng chi phí sản xuất mà còn gây ra các vấn đề về môi trường và an toàn. Việc ứng dụng kỹ thuật tạo bong bóng hơi có thể giúp khắc phục những hạn chế này.

2.3. Rào cản về chi phí và tính kinh tế

Chi phí sản xuất dầu gốc sinh học từ mỡ cá hiện vẫn còn cao so với các loại dầu gốc khoáng truyền thống. Điều này là do chi phí nguyên liệu, năng lượng và công nghệ. Để dầu gốc sinh học từ mỡ cá có thể cạnh tranh trên thị trường, cần có những giải pháp để giảm chi phí sản xuất, tăng hiệu suất và tận dụng tối đa các nguồn tài nguyên.

III. Cách Tinh Chế Mỡ Cá Bằng Kỹ Thuật Tạo Bong Bóng Hơi Hiệu Quả

Nghiên cứu này đề xuất một quy trình tinh chế mỡ cá sử dụng kỹ thuật tạo bong bóng hơi để loại bỏ các tạp chất và cải thiện chất lượng của nguyên liệu đầu vào. Quy trình bao gồm các bước như thủy hóa, tách sáp, trung hòa và rửa sấy. Kỹ thuật tạo bong bóng hơi được ứng dụng trong các bước thủy hóa và trung hòa để tăng tốc độ phản ứng và cải thiện hiệu suất. Mục tiêu là tạo ra mỡ cá tinh chế có chất lượng cao, đáp ứng các tiêu chuẩn của dầu gốc sinh học.

3.1. Ứng dụng cavitation trong quá trình thủy hóa mỡ cá

Quá trình thủy hóa giúp loại bỏ các tạp chất háo nước như phospholipid (PP) khỏi mỡ cá. Kỹ thuật tạo bong bóng hơi được sử dụng để tạo ra sự phân tán tốt hơn giữa nước và mỡ cá, tăng diện tích tiếp xúc và thúc đẩy quá trình thủy hóa. Các thông số như nhiệt độ, áp suất và thời gian được tối ưu hóa để đạt được hiệu quả cao nhất.

3.2. Sử dụng cavitation để trung hòa acid béo tự do trong mỡ cá

Acid béo tự do là một trong những nguyên nhân gây ra sự suy giảm chất lượng của dầu gốc sinh học. Kỹ thuật tạo bong bóng hơi được sử dụng để tăng tốc độ phản ứng trung hòa giữa acid béo tự do và chất kiềm, giảm thời gian xử lý và tiêu thụ năng lượng.

IV. Phương Pháp Chuyển Hóa Mỡ Cá Thành Dầu Gốc Sinh Học Bền Vững

Nghiên cứu tập trung vào việc chuyển đổi mỡ cá tinh chế thành dầu gốc sinh học thông qua các phản ứng hóa học như epoxy hóa và mở vòng epoxy. Kỹ thuật tạo bong bóng hơi được sử dụng để tăng tốc độ phản ứng, cải thiện hiệu suất và giảm tiêu thụ năng lượng. Sản phẩm dầu gốc sinh học thu được có các tính chất tương đương với dầu gốc khoáng, có thể sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau.

4.1. Ứng dụng cavitation trong phản ứng epoxy hóa mỡ cá

Phản ứng epoxy hóa tạo ra các vòng epoxy trên mạch acid béo của mỡ cá, làm thay đổi tính chất hóa học và vật lý của dầu. Kỹ thuật tạo bong bóng hơi được sử dụng để tăng tốc độ phản ứng và cải thiện hiệu suất, giảm thời gian phản ứng và tiêu thụ năng lượng.

4.2. Sử dụng cavitation trong phản ứng mở vòng epoxy

Phản ứng mở vòng epoxy chuyển đổi các vòng epoxy thành các nhóm chức hydroxyl, tạo ra dầu gốc sinh học có tính chất mong muốn. Kỹ thuật tạo bong bóng hơi được sử dụng để tăng tốc độ phản ứng và cải thiện hiệu suất, giảm thời gian phản ứng và tiêu thụ năng lượng.

4.3. Đánh giá chất lượng dầu gốc sinh học thu được

Các chỉ tiêu chất lượng của dầu gốc sinh học thu được, như độ nhớt, chỉ số độ nhớt, điểm chớp cháy, điểm rót chảy và độ bền oxy hóa, được đánh giá để đảm bảo rằng sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật và có thể sử dụng trong các ứng dụng khác nhau. Theo tài liệu, dầu gốc sinh học có khả năng thay thế dầu nhờn khoáng, đây là một kết quả quan trọng khẳng định tiềm năng ứng dụng của nghiên cứu.

V. Kết Quả Ứng Dụng Thực Tiễn Của Dầu Gốc Sinh Học Từ Mỡ Cá

Nghiên cứu đã tiến hành sản xuất thử nghiệm 200 L dầu gốc sinh học từ mỡ cá và pha trộn với các phụ gia để tạo ra dầu nhờn sinh học. Dầu nhờn sinh học này đã được thử nghiệm trên động cơ thực tế và cho thấy kết quả khả quan. Điều này chứng minh rằng dầu gốc sinh học từ mỡ cá có tiềm năng thay thế dầu gốc khoáng trong các ứng dụng bôi trơn.

5.1. Sản xuất thử nghiệm và đánh giá chất lượng dầu gốc sinh học

Quy trình sản xuất thử nghiệm được mô tả chi tiết, kèm theo đánh giá chất lượng sản phẩm để đảm bảo rằng dầu gốc sinh học đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật và có thể sử dụng trong các ứng dụng khác nhau.

5.2. Pha trộn dầu gốc sinh học với phụ gia tạo dầu nhờn

Các loại phụ gia được sử dụng để cải thiện tính chất của dầu gốc sinh học, như độ bền oxy hóa, khả năng chống mài mòn và khả năng tẩy rửa. Tỷ lệ pha trộn được tối ưu hóa để đạt được hiệu quả tốt nhất.

5.3. Thử nghiệm dầu nhờn sinh học trên động cơ thực tế

Dầu nhờn sinh học được thử nghiệm trên động cơ xe gắn máy để đánh giá hiệu suất, độ bền và khả năng bảo vệ động cơ. Kết quả cho thấy dầu nhờn sinh học có thể hoạt động tốt như dầu gốc khoáng, thậm chí còn có một số ưu điểm vượt trội.

VI. Tiềm Năng Và Hướng Phát Triển Của Dầu Gốc Sinh Học Từ Mỡ Cá

Nghiên cứu này đã chứng minh rằng kỹ thuật tạo bong bóng hơi có thể được ứng dụng hiệu quả trong sản xuất dầu gốc sinh học từ mỡ cá. Dầu gốc sinh học này có tiềm năng thay thế dầu gốc khoáng trong nhiều ứng dụng khác nhau, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp năng lượng. Cần có những nghiên cứu tiếp theo để tối ưu hóa quy trình sản xuất, giảm chi phí và mở rộng ứng dụng của dầu gốc sinh học từ mỡ cá.

6.1. Các hướng nghiên cứu tiếp theo để tối ưu quy trình

Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa các thông số của kỹ thuật tạo bong bóng hơi, phát triển các chất xúc tác hiệu quả hơn và tìm kiếm các nguồn mỡ cá bền vững hơn. Ngoài ra, cần có những nghiên cứu về tác động môi trường và kinh tế xã hội của việc sử dụng dầu gốc sinh học từ mỡ cá.

6.2. Mở rộng ứng dụng của dầu gốc sinh học trong tương lai

Ngoài các ứng dụng bôi trơn, dầu gốc sinh học từ mỡ cá có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác, như sản xuất hóa mỹ phẩm, nhựa sinh học và nhiên liệu sinh học. Việc mở rộng ứng dụng sẽ giúp tăng giá trị của mỡ cá và thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp dầu gốc sinh học.

Nội dung chính

Nghiên Cứu Ứng Dụng Kỹ Thuật Tạo Bong Bóng Hơi (Cavitation) Trong Công Nghệ Sản Xuất Dầu Gốc Sinh Học Từ Mỡ Cá

---

Tóm tắt nghiên cứu

Nghiên cứu do PGS. Phan Minh Tân cùng nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM chủ trì (được tài trợ bởi Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM) tập trung giải quyết câu hỏi nghiên cứu cốt lõi: Làm thế nào để chuyển hóa hiệu quả nguồn phụ phẩm mỡ cá tra/basa dồi dào thành dầu gốc sinh học chất lượng cao phục vụ pha chế dầu nhờn động cơ, thông qua việc ứng dụng công nghệ tăng cường truyền khối bằng kỹ thuật tạo bong bóng hơi (cavitation)?

Phương pháp nghiên cứu được triển khai theo hai trục công nghệ song song ở quy mô pilot 100 L/h: (1) Tinh chế mỡ cá theo phương pháp vật lý – hóa lý kết hợp cavitator (thủy hóa, tách sáp ở nhiệt độ thấp, trung hòa acid béo tự do); (2) Chuyển hóa hóa học sâu thông qua phản ứng no hóa nối đôi (epoxy hóa bằng hệ peracid $\text{H}_2\text{O}_2/\text{CH}_3\text{COOH}$) và mở vòng epoxy bằng cồn mạch ngắn/nhánh (isopropanol, n-butanol) dưới sự hỗ trợ của cavitation thủy lực.

Kết quả nổi bật của đề tài bao gồm việc thiết kế, chế tạo thành công hệ thống pilot 100 L/h; sản xuất thử nghiệm 200 L dầu gốc sinh học và 100 L dầu nhờn động cơ sinh học đạt các chỉ tiêu kỹ thuật khắt khe (chỉ số độ nhớt VI vượt trội > 200, độ bền oxy hóa cải thiện rõ rệt, điểm chớp cháy cao trên 240°C). Thử nghiệm thực tế trên băng thử động cơ xe máy theo chu trình Japan 10-15 chứng minh dầu nhờn sinh học giúp giảm phát thải ô nhiễm (CO, HC), duy trì nhiệt độ nhớt ổn định và tối ưu hóa mức tiêu hao nhiên liệu. Đề tài mở ra tiềm năng thương mại hóa lớn, đã nộp đơn đăng ký sáng chế độc quyền tại Việt Nam.

---

Bối cảnh và tầm quan trọng

Thực trạng nguồn nguyên liệu và thách thức năng lượng

Việt Nam là một trong những quốc gia xuất khẩu thủy sản hàng đầu thế giới, đặc biệt là cá tra và cá basa tại khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long. Quá trình chế biến cá phi lê xuất khẩu chỉ sử dụng khoảng 30–40% khối lượng nguyên liệu, thải ra hơn 400.000 tấn phụ phẩm mỡ cá mỗi năm. Phần lớn lượng mỡ cá này trước đây chỉ được dùng làm thức ăn gia súc hoặc sản xuất dầu thô giá trị gia tăng thấp, thậm chí gây nguy cơ ô nhiễm môi trường nếu không được xử lý triệt để.

Song song đó, nhu cầu dầu nhờn bôi trơn tại Việt Nam tăng trưởng nhanh chóng phục vụ cho hơn 33 triệu xe máy, hàng triệu ô tô và máy móc công nghiệp. Tuy nhiên, Việt Nam vẫn phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn dầu gốc khoáng nhập khẩu từ dầu mỏ – một nguồn tài nguyên hóa thạch không thể tái tạo và gây áp lực lớn về môi trường do khả năng phân hủy sinh học kém.

Khoảng trống nghiên cứu (Research Gap)

Mỡ cá giàu triglyceride chứa các acid béo không no (acid oleic, acid linoleic chiếm trên 50%), là tiền chất lý tưởng để tổng hợp dầu bôi trơn sinh học có khả năng phân hủy sinh học cao và thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, rào cản kỹ thuật lớn nhất trong các nghiên cứu trước đây là:

• Độ nhớt cao và tính kỵ nước của pha dầu mỡ cản trở quá trình truyền khối dị thể giữa dầu và các tác nhân phân cực (nước, dung dịch kiềm, dung dịch $\text{H}_2\text{O}_2$, cồn).
• Thời gian phản ứng kéo dài, tiêu hao năng lượng và lượng hóa chất lớn nếu chỉ sử dụng phương pháp khuấy cơ học truyền thống.
• Cấu trúc mạch acid béo tự nhiên dễ bị ôi hóa nhiệt nếu không được no hóa và biến tính hợp lý.

Tính cấp thiết và tác động kỳ vọng

Ứng dụng kỹ thuật tạo bong bóng hơi thủy lực (hydrodynamic cavitation) là giải pháp đột phá giúp tạo ra kích thước hạt nhũ siêu mịn (1–10 $\mu\text{m}$), gia tăng đột biến diện tích tiếp xúc liên pha và sinh ra các điểm vi nhiệt độ/vi áp suất cao cục bộ. Điều này không chỉ rút ngắn thời gian xử lý mà còn nâng cao hiệu suất phản ứng, tạo ra chuỗi giá trị tuần hoàn khép kín cho ngành thủy sản Việt Nam.

---

Methodology và tiếp cận nghiên cứu

    【QUY TRÌNH TINH CHẾ VẬT LÝ】     【QUY TRÌNH BIẾN TÍNH HÓA HỌC】
    - Lọc nóng / Lọc nguội           - Tinh chế nguyên liệu
    - Thủy hóa + Cavitation          - Epoxy hóa: H2O2/CH3COOH + Cavitator
    - Tách sáp (Winterization, 8°C)  - Mở vòng Epoxy: Isopropanol / n-Butanol
    - Trung hòa acid béo tự do       - Tách chiết, rửa và sấy chân không
    - Rửa cặn xà phòng & Sấy         
     Dầu cá tinh chế (DCTC)          Dầu cá mở vòng (DCMV)

Thiết kế công nghệ và thiết bị pilot (100 L/h)

Nghiên cứu thiết kế và chế tạo cụm thiết bị cavitator dạng tấm chặn một lỗ tâm (orifice plate), tích hợp bơm ly tâm áp lực cao (70 psi) và bồn phản ứng gia nhiệt điều khiển tự động:

1. Quy trình tinh chế mỡ cá:

   • Tách tạp chất cơ học: Lọc nóng ở 50°C và lọc nguội ở 20°C.
   • Thủy hóa tách phospholipid/protid: Bổ sung 2% nước nóng, tuần hoàn qua cavitator trong 3 phút (áp suất 70 psi), lắng tách cặn trong 4 giờ.
   • Tách sáp (Winterization): Làm lạnh sâu ở 8°C trong 4 giờ, đun nhẹ lên 20°C để giảm độ nhớt và lọc chân không qua màng lọc $5\ \mu\text{m}$ ở áp suất tuyệt đối $0.1\ \text{atm}$.
   • Trung hòa acid béo tự do (FFA): Bổ sung dung dịch NaOH 1M (tỷ lệ 1.5 lần lượng FFA), tuần hoàn qua cavitator trong 4 phút, hỗ trợ phân tách bằng dung dịch NaCl 3–4%, lắng tách xà phòng trong 4 giờ.
   • Rửa và sấy chân không: Rửa sạch bằng nước muối 8–10% và nước nóng 60°C, sấy chân không ở $0.1\ \text{atm}$ để loại bỏ hoàn toàn ẩm.

2. Quy trình biến tính hóa học (Epoxy hóa & Mở vòng Oxirane):

   • Epoxy hóa: Phản ứng giữa mỡ cá và $\text{H}_2\text{O}_2\ 30%$ với sự hiện diện của acid acetic ($\text{CH}_3\text{COOH}$) và xúc tác $\text{H}_2\text{SO}_4\ 2%$. $\text{H}_2\text{O}_2$ được cấp nhỏ giọt kiểm soát trong 30 phút dưới tác động phân tán của cavitation ở 40–80°C.
   • Mở vòng epoxy: Dùng tác nhân cồn (isopropanol ở 90°C hoặc n-butanol ở 100°C) kết hợp xúc tác acid, thực hiện qua buồng cavitation để gắn nhóm ether/hydroxy vào mạch hydrocarbon, triệt tiêu nối đôi không bền.

Phương pháp phân tích và kiểm soát độ tin cậy

• Chỉ tiêu hóa lý theo tiêu chuẩn quốc tế: Xác định độ nhớt động học tại 40°C và 100°C (ASTM D445), chỉ số độ nhớt VI (ASTM D2270), điểm chớp cháy cốc hở (ASTM D92), điểm rót chảy (ASTM D97), trị số acid TAN (ASTM D664), trị số kiềm tổng TBN (ASTM D2896).
• Phân tích cấu trúc & độ bền: Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) xác định nhóm chức oxirane và hydroxyl; phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) và đo độ bền oxy hóa Rancimat.
• Thử nghiệm trên động cơ thực tế: Đánh giá trên băng thử xe gắn máy chuyên dụng theo chu trình tiêu chuẩn Japan 10-15, đo khí xả bằng máy phân tích Hesbon HG520 và cân điện tử đo suất tiêu hao nhiên liệu.

---

Phát hiện chính của nghiên cứu

1. Hiệu ứng vượt bậc của kỹ thuật Cavitation lên động học phản ứng

Ứng dụng cavitation thủy lực đã giải quyết triệt để bài toán rào cản truyền khối giữa 2 pha lỏng không đồng tan. Kích thước hạt nhũ tương nước-dầu đạt ngưỡng siêu mịn ($1–10\ \mu\text{m}$), giúp giảm thời gian thủy hóa và trung hòa từ vài giờ xuống chỉ còn 3–4 phút lưu thông qua cavitator. Trong phản ứng epoxy hóa và mở vòng, cavitation cho phép đạt hiệu suất chuyển hóa trên 90% ở điều kiện áp suất và nhiệt độ êm dịu hơn so với phương pháp khuấy cơ truyền thống.

2. Tinh chế vật lý loại bỏ triệt để sáp và hạ điểm đông đặc

Mỡ cá sau quy trình thủy hóa và tách sáp ở 8°C cho sản phẩm dầu trong suốt, không bị vẩn đục ngay cả khi làm lạnh xuống 0°C. Điểm rót chảy được kéo giảm từ +24°C ở mỡ thô xuống còn +4°C ở dầu tinh chế vật lý, và tiếp tục giảm xuống dưới -8°C khi được biến tính hóa học mở vòng epoxy.

3. Cải thiện toàn diện tính chất nhớt – nhiệt và độ bền oxy hóa

Dầu cá sau khi mở vòng epoxy bằng isopropanol tạo ra các nhóm phân nhánh ether-polyol mang lại các đặc tính vượt trội:

• Chỉ số độ nhớt (VI): Đạt trên 165, cao hơn đáng kể so với dầu khoáng chuẩn SN500 ($\text{VI} \approx 98$).
• Độ bền nhiệt: Phân tích TGA cho thấy nhiệt độ bắt đầu phân hủy nhiệt của dầu biến tính cao hơn so với dầu khoáng tương đương.
• Độ an toàn cháy nổ: Điểm chớp cháy cốc hở luôn duy trì ở mức cao (> 270°C), an toàn vượt trội trong vận hành động cơ tải trọng nặng.

4. Kết quả thử nghiệm động cơ thực tế ấn tượng

Khi pha trộn dầu gốc sinh học từ mỡ cá (20–40%) với dầu gốc khoáng và gói phụ gia thương mại thành dầu nhờn động cơ SAE 20W-50:

• Suất tiêu hao nhiên liệu: Giảm 1.5 – 3.2% so với khi sử dụng dầu nhờn gốc khoáng thông thường nhờ hệ số ma sát màng dầu sinh học thấp hơn.
• Nồng độ khí thải độc hại: Khí CO giảm 8–15%, hydrocarbon chưa cháy (HC) giảm rõ rệt nhờ quá trình cháy kiệt hơn.
• Nhiệt độ nhớt và động cơ: Nhiệt độ nhớt vận hành trên băng thử ổn định tương đương hoặc mát hơn 2–3°C so với dầu nhớt đối chứng.

---

Đóng góp khoa học và công nghệ

Đóng góp về mặt lý thuyết và học thuật

• Bổ sung cơ sở dữ liệu khoa học toàn diện về đặc tính hóa lý, thành phần triglyceride và hành vi chuyển hóa của mỡ cá da trơn nhiệt đới (Pangasius hypophthalmus).
• Làm sáng tỏ cơ chế tăng cường phản ứng hóa học dị thể (epoxy hóa peracid và mở vòng nucleophile bằng cồn) dưới tác động của hiện tượng cavitation thủy lực.

Đổi mới phương pháp và công nghệ chế tạo

• Tiên phong thiết kế, tích hợp thành công cụm cavitator tấm chặn vào dây chuyền pilot sản xuất liên tục 100 L/h, chứng minh tính khả thi kỹ thuật vượt bậc so với công nghệ khuấy trộn cơ học gián đoạn.
• Tối ưu hóa các thông số vận hành (áp suất bơm 70 psi, tỷ lệ mol tác chất, thời gian lưu 3–4 phút), tạo tiền đề cho việc tự động hóa hoàn toàn quy trình.

Ứng dụng thực tiễn và giá trị kinh tế - xã hội

• Kinh tế tuần hoàn: Biến nguồn phụ phẩm giá trị thấp (mỡ cá tra phế phẩm) thành sản phẩm bôi trơn kỹ thuật cao, gia tăng chuỗi giá trị cho ngành thủy sản xuất khẩu Việt Nam.
• Bảo vệ môi trường: Giảm phát thải khí nhà kính và ô nhiễm độc hại từ động cơ, giảm thiểu sự phụ thuộc vào khai thác và nhập khẩu dầu mỏ hóa thạch.
• Sở hữu trí tuệ: Đã nộp đơn xin cấp Bằng Độc quyền Sáng chế số 1-2018-04522 cho quy trình sản xuất dầu gốc và dầu nhờn sinh học từ mỡ cá.

---

Đối tượng quan tâm và giá trị ứng dụng

1. Doanh nghiệp sản xuất dầu mỡ bôi trơn & Hóa chất công nghiệp

• Lợi ích: Nắm bắt công nghệ chế biến dầu gốc sinh học đạt chuẩn SAE, mở rộng danh mục sản phẩm xanh (Bio-lubricants) đón đầu xu hướng tiêu dùng bền vững và tiêu chuẩn ESG.

2. Các tập đoàn chế biến thủy hải sản

• Lợi ích: Giải pháp công nghệ hoàn chỉnh để bao tiêu và nâng cao giá trị gia tăng gấp nhiều lần cho hàng chục ngàn tấn mỡ cá phế phẩm hàng năm, thay vì bán thô cho các đơn vị thức ăn gia súc.

3. Nhà nghiên cứu trong lĩnh vực Hóa dầu & Kỹ thuật Hóa học

• Lợi ích: Nguồn tài liệu tham khảo giá trị cao về ứng dụng cavitation trong kỹ thuật phản ứng hóa học dị thể và công nghệ hóa học xanh (Green Chemistry).

4. Cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách

• Lợi ích: Cung cấp cơ sở thực tiễn để ban hành các quy chuẩn, chính sách khuyến khích phát triển năng lượng sinh học, vật liệu tái tạo và kinh tế xanh tại Việt Nam.

---

Các câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Phát hiện quan trọng nhất của đề tài này là gì?

Đề tài đã chứng minh mỡ cá tra hoàn toàn có thể sản xuất thành công dầu gốc sinh học chất lượng cao nhờ công nghệ tạo bong bóng hơi (cavitation). Sản phẩm dầu nhờn thành phẩm có chỉ số độ nhớt cao (VI > 165–200), điểm chớp cháy an toàn (> 270°C) và vận hành thực nghiệm trên động cơ xe máy giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải độc hại.

2. Kỹ thuật tạo bong bóng hơi (cavitation) đóng vai trò gì đặc biệt?

Kỹ thuật cavitation đóng vai trò là tác nhân tăng cường truyền khối cực mạnh. Khi dòng chất lỏng chảy qua tấm chặn áp suất cao, hàng triệu bọt khí vi mô hình thành và vỡ tung liên tục, tạo ra lực cắt siêu lớn phân tán các tác nhân không đồng tan thành hạt nhũ 1–10 $\mu\text{m}$. Nhờ đó, thời gian thủy hóa, trung hòa và phản ứng hóa học giảm từ hàng giờ xuống chỉ còn vài phút.

3. Kết quả nghiên cứu có khả năng mở rộng quy mô công nghiệp (Scale-up) không?

Hoàn toàn khả thi. Toàn bộ quy trình đã được kiểm chứng ổn định trên hệ pilot 100 L/h với các thiết bị công nghiệp tiêu chuẩn (thép không gỉ SS304, bơm ly tâm chịu áp, bồn lắng PVC). Việc nâng công suất lên quy mô nhà máy hàng chục ngàn tấn/năm chỉ đòi hỏi tăng kích thước tấm orifice và lưu lượng bơm tương ứng.

4. Dầu nhờn sinh học từ mỡ cá có bị ôi thiu hoặc đông đặc khi trời lạnh không?

Không. Nhờ công đoạn tách sáp sâu ở 8°C kết hợp với phản ứng hóa học epoxy hóa và mở vòng bằng cồn phân nhánh, các liên kết đôi không no kém bền đã được bão hòa hoàn toàn, triệt tiêu nguy cơ ôi hóa. Đồng thời, cấu trúc nhánh mới giúp hạ điểm rót chảy xuống dưới -8°C, đảm bảo tính lưu chuyển mượt mà ở điều kiện khí hậu nhiệt đới và ôn hòa.

5. Dầu gốc sinh học này có thể thay thế hoàn toàn dầu gốc khoáng không?

Ở giai đoạn hiện tại, phương án tối ưu nhất về kỹ thuật và giá thành là phối trộn dầu gốc sinh học với dầu khoáng (tỷ lệ 20–40% dầu sinh học) kết hợp phụ gia chuyên dụng. Hỗn hợp này phát huy tối đa ưu điểm chỉ số nhớt cao, bôi trơn êm ái của este sinh học và độ bền bền bỉ của dầu khoáng.

---

Kết luận

Báo cáo nghiên cứu nhiệm vụ KH&CN do PGS. Phan Minh Tân chủ nhiệm đã khẳng định tính đột phá và khả thi thực tiễn trong việc ứng dụng kỹ thuật cavitation để sản xuất dầu gốc sinh học từ mỡ cá tra. Đề tài không chỉ hoàn thành xuất sắc các mục tiêu chế tạo hệ pilot 100 L/h, sản xuất 200 L dầu gốc và 100 L dầu nhờn động cơ đạt chuẩn, mà còn mở ra hướng đi chiến lược cho ngành kinh tế tuần hoàn tại Việt Nam.

Trong tương lai, các hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc thử nghiệm độ bền dầu nhớt trên các chu trình vận hành dài hạn (5.000 – 10.000 km) và hoàn thiện dự án đầu tư nhà máy sản xuất quy mô công nghiệp thương mại. Các doanh nghiệp và nhà đầu tư quan tâm đến chuyển giao công nghệ được khuyến khích liên hệ đơn vị chủ trì (Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM) để cùng hợp tác phát triển dòng sản phẩm bôi trơn xanh đầy tiềm năng này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về dầu nhờn 1. Thành phần dầu nhờn Dầu nhờn là hỗn hợp gồm dầu gốc và phụ gia, hay còn gọi là dầu nhờn thương phẩm. Phụ gia thêm vào với mục đích giúp cho dầu nhờn thương phẩm có được những tính chất phù hợp với chỉ tiêu đề ra mà dầu gốc không có được.

Hầu hết các loại dầu nhờn đều được pha chế từ các loại dầu gốc và các chất phụ gia. Dầu gốc là thành phần chủ yếu, có thể chiếm từ 85 đến 100 % khối lượng dầu nhờn thành phẩm và có vai trò chính đối với tính năng của dầu nhờn [4, 5]. Dầu gốc Phần lớn dầu gốc được chế biến từ dầu thô và được gọi là dầu gốc khoáng. Ngoài ra còn có các loại dầu gốc được chế biến từ việc tổng hợp các olefin hydrocacbon được gọi là dầu tổng hợp, và dầu gốc có nguồn gốc từ dầu mỡ động, thực vật.

Dầu gốc được sử dụng chủ yếu để làm chất bôi trơn. Tùy theo nguồn gốc hoặc phương pháp sản xuất mà sẽ có các loại dầu gốc có tính chất khác nhau. Dầu gốc khoáng thương mại trên thị trường được chia thành 3 loại: SN150, SN500, và BS. Phụ gia Phụ gia được thêm vào với mục đích là giúp cho dầu nhờn thương phẩm có được những tính chất phù hợp với chỉ tiêu đề ra mà dầu gốc không có được.

Chúng làm tăng đặc tính của chất nền, góp phần vào đặc tính của dầu nhờn. Phụ gia là những hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ được thêm vào chất bôi trơn, nhằm nâng cao hay mang lại những tính chất mong muốn. Thông thường, hàm lượng phụ gia đưa vào là 0.01 – 5 %, trong một số trường hợp phụ gia được dùng từ vài phần triệu cho đến vài phần trăm. Ngày nay, để đạt được các tính năng bôi trơn thì dầu nhờn có chứa nhiều phụ gia khác nhau.

Chúng có thể được pha riêng lẻ vào dầu nhờn hoặc phối trộn với nhau để tạo thành một phụ gia đóng gói rồi mới đưa vào dầu nhờn. Các loại phụ gia thường được sử dụng: phụ gia tăng chỉ số độ nhớt, phụ gia chống oxy hóa, phụ gia ức chế ăn mòn, phụ gia 20 hạ điểm đông đặc. Ngoài ra còn có những loại phụ gia khác như: phụ gia ức chế tạo bọt, phụ gia giảm ma sát, phụ gia ức chế gỉ, phụ gia phân tán, phụ gia tẩy rửa, … 1.1 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng dầu nhờn Dầu nhờn sau khi xuất xưởng cần được đánh giá đầy đủ về mặt chất lượng và quá trình lưu thông trên thị trường cũng như cần được kiểm soát chặt chẽ, thông qua việc thử nghiệm, đánh giá về chất lượng [4]. Các chỉ tiêu cơ bản được sử dụng để đánh giá chất lượng dầu nhờn bao gồm: ❖ Độ nhớt Độ nhớt là một chỉ tiêu đặc biệt quan trọng.

Khi xác định độ nhớt ở 40 oC và 100 oC có thể đánh giá được dầu tốt hay xấu, có còn sử dụng được hay không và có bị lẫn nhiên liệu hay không. Độ nhớt của dầu động cơ đặc biệt quan trọng ở nhiều khía cạnh. Nó ảnh hưởng đến độ kín, sự tổn hao công ma sát, khả năng chống mài mòn, khả năng tạo cặn. Độ nhớt quá cao sẽ gây ra sức cản lớn khi nhiệt độ xung quanh thấp, làm giảm tốc độ trục cơ và do đó tăng lượng nhiên liệu tiêu hao, kể cả sau khi động cơ đã khởi động.

Độ nhớt quá thấp sẽ làm tăng mài mòn và tăng lượng tiêu hao dầu [5]. Chính vì vậy độ nhớt là một trong những tính chất quan trọng nhất của dầu nhờn nói chung và của dầu nhờn động cơ nói riêng. Độ nhớt còn dùng để phân loại các dầu bôi trơn nói chung và dầu nhờn động cơ nói riêng. ❖ Chỉ số độ nhớt Chỉ số độ nhớt (CSĐN) là một chỉ số chuyên dùng để đánh giá sự thay đổi độ nhớt của dầu bôi trơn theo nhiệt độ.

Đối với dầu bôi trơn thì khi nhiệt độ càng tăng độ nhớt của dầu càng giảm. Mức độ giảm độ nhớt của dầu nhờn khi nhiệt độ tăng phụ thuộc vào thành phần của dầu. Loại dầu có CSĐN thấp thì độ nhớt của dầu thay đổi rất nhiều theo nhiệt độ (các loại dầu naphthene). Ngược lại các loại dầu có CSĐN cao thì độ nhớt của dầu này thay đổi ít theo nhiệt độ (các loại dầu paraffin).

Đây là một chỉ tiêu rất quan trọng đối với dầu bôi trơn. Đối với dầu bốn mùa thì chỉ số độ nhớt rất cần thiết, vì dầu có CSĐN cao hơn sẽ ít gây ra sự cản nhớt khi khởi động máy ở nhiệt độ thấp, do đó chiều dày màng dầu dày hơn làm cho khả năng làm kín và chống ăn mòn tốt hơn, tiêu hao dầu ít, … trong phạm vi nhiệt độ hoạt động rất rộng. Tuy nhiên đối với điều kiện Việt Nam chỉ cần dùng dầu một mùa - 21 tức là dầu cho động cơ không phải khởi động lạnh thì chỉ số này thường yêu cầu từ 90 trở lên. ❖ Điểm chớp cháy và bắt lửa Điểm chớp cháy của dầu là nhiệt độ thấp nhất mà tại áp suất khí quyền, mẫu được nung nóng đến bốc hơi và bắt lửa trong những điều kiện đặc biệt của phương pháp thử.

Mẫu sẽ bốc cháy khi có ngọn lửa và lan truyền tức thì trên khắp bề mặt của mẫu. Nhiệt độ thấp nhất mà tại đó mẫu tiếp tục cháy được trong 5 s được gọi là điểm bắt lửa. Điểm chớp cháy được coi là đại lượng biểu thị cho tính an toàn cháy nổ trong quá trình sử dụng và bảo quản dầu bôi trơn. ❖ Độ ổn định ôxy hóa Độ ổn định oxy hóa biểu hiện khả năng chống lại những tác động bên ngoài làm thay đổi chất lượng của dầu nhờn.

Dầu có độ ổn định cao thì thành phần hóa học và tính chất của nó ít thay đổi. Độ ổn định oxy hóa phụ thuộc vào thành phần của dầu nhờn. Dầu nhờn bị oxy hóa khi tiếp xúc với oxi ở nhiệt độ cao. Quá trình oxy hóa gia tăng do quá trình tiếp xúc giữa oxy và kim loại ở nhiệt độ cao.

Do đó có thể giảm quá trình oxy hóa bằng cách giảm sự tiếp xúc với oxy, giảm nhiệt độ tại các điểm tiếp xúc hoặc loại bỏ các mảnh vụn do mài mòn. ❖ Điểm rót chảy ĐRC của dầu nhờn là nhiệt độ thấp nhất mà dầu nhờn có thể chảy được. Tùy thuộc vào những nơi khác nhau trên thế giới, ví dụ tại bán cầu bắc yêu cầu có thể khắt khe hơn do nhiệt độ thấp vào mùa đông. Các phân tử chất nền có thể di chuyển tự do trong dầu nhờn lỏng nhưng việc này sẽ giảm khi dầu nhờn được làm lạnh.

Do đó, độ nhớt và tỷ trọng sẽ tăng khi nhiệt độ được giảm xuống. Ở nhiệt độ đủ thấp, một mạng tinh thể được hình thành và dầu nhờn bị đóng rắn. Điểm đông có thể được xác định bởi rót dầu nhờn vào trong một beaker sau đó làm lạnh chúng. Nghiêng beaker mỗi khi nhiệt độ giảm 3 oC.

Điểm rót chảy được xác định tại nhiệt độ dầu nhờn không chảy khi ta nghiêng beaker. 22 ❖ Trị số acid và kiềm Trị số acid chính là trị số trung hòa và được dùng để xác định độ acid và độ kiềm của dầu bôi trơn, được biểu thị bằng lượng kiềm và acid chuẩn cần thiết để trung hòa 1 g dầu nhờn. Trị số trung hòa là tên gọi chung cho trị số acid tổng (TAN) và trị số kiềm tổng (TBN). Trị số acid là số mg KOH cần thiết để trung hòa lượng acid có trong 1 g dầu mẫu được xác định theo phương pháp ASTM-D664.

Trị số kiềm là lượng acid đã được tính chuyển ra số mg KOH tương ứng, cần thiết để trung hòa lượng kiềm có trong 1 g mẫu, được xác định theo ASTM-D2896. Hiện nay nhiều loại phụ gia sử dụng nhằm nâng cao chất lượng dầu nhờn, tùy thuộc vào thành phần của phụ gia mà dầu sẵn có tính kiềm hay acid. Nhiều phụ gia hiện đang được sử dụng cho dầu động cơ, đặc biệt phụ gia tẩy rửa có chứa các hợp chất kiềm, nhằm trung hòa sản phẩm acid của quá trình cháy, lượng tiêu hao thành phần kiềm này là một chỉ số về tuổi thọ sử dụng của dầu.2 Tổng quan về mỡ cá Nguồn mỡ cá da trơn có tiềm năng được sử dụng để sản xuất dầu nhờn sinh học hiện nay ở Việt Nam là mỡ cá tra và cá basa. Về mặt phân loại, cá tra và cá basa thuộc bộ cá nheo (Siluriformes), họ cá tra (Pangasidae), loài Pangasius.

Cá basa được nuôi truyền thống trong bè trên sông Mekong ở Việt Nam, Lào, Thái Lan và Campuchia. Cá tra trước đây nuôi nhiều trong ao, hầm ở Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL). Cá tra có cơ quan hô hấp phụ, có thể hô hấp bằng bóng khí và da nên chịu được môi trường thiếu oxy hòa tan. Cá basa có lượng mỡ rất lớn, không có cơ quan hô hấp phụ, chịu đựng kém ở môi trường nước có hàm lượng oxy hòa tan thấp.

Khi chế biến cá tra, khối lượng thịt phi lê chỉ chiếm khoảng 30 – 40 % tổng khối lượng cá, phần còn lại là phế phẩm thường được dùng để ép dầu và sản xuất bột cá. Thành phần mỡ chiếm từ 9.4 % khối lượng cá tra, do đó mỗi năm ở Việt Nam có thể sản xuất trên một trăm ngàn tấn mỡ cá. Đây là nguồn nguyên liệu dồi dào để dùng sản xuất dầu gốc sinh học. Các sản phẩm đó thường được dùng làm thức chăn trong chăn nuôi và xuất khẩu, do 23 đó, giá trị kinh tế của nó thấp.

Tuy nhiên, đây là nguồn nguyên liệu có thể sản xuất ra các sản phẩm có giá trị kinh tế cao. Từ da cá tra có thể sản xuất thành các mặt hàng giá trị gia tăng như collagen, gelatin. Còn mỡ cá có thể sản xuất biodiesel, dầu ăn, dầu mỡ bôi trơn, … Trong đó, hướng sản xuất dầu gốc sinh học từ mỡ cá mới được nghiên cứu từ những năm gần đây. Đây là một hướng mới có thể đem lại giá trị gia tăng cao từ cá tra.3 Tổng quan về các phương pháp sản xuất dầu gốc sinh học Dầu nhờn sinh học là dầu nhờn có nguồn gốc từ dầu thực vật hoặc mỡ động vật.

Dầu nhờn sinh học có thể được sản xuất trực tiếp từ các loại dầu thực vật, mỡ động hoặc qua các giai đoạn phản ứng hóa học để biến đổi thành phần và cấu trúc hóa học, chuyển hóa dầu thực vật thành những hợp chất khác nhằm cải thiện tính chất đáp ứng những yêu cầu chức năng của dầu nhờn. Các phương pháp sản xuất dầu gốc sinh học từ dầu/mỡ được tóm tắt như sau.