Luận văn thạc sĩ: Ứng dụng mỡ cá làm dầu gốc sinh học trong kỹ thuật hóa dầu

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật hóa dầu nghiên cứu ứng dụng mỡ cá trong sản xuất dầu gốc sinh học, góp phần phát triển bền vững ngành công nghiệp.

• Tác giả: Trương Vĩnh Phước
• Người hướng dẫn: PGS. Phan Minh Tân
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa dầu
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Mỡ Cá Làm Dầu Gốc Sinh Học
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DẦU NHỜN
• 1.1. Khái niệm cơ bản
• 1.2. Phân loại dầu nhờn
• 1.3. Thành phần dầu nhờn
• 1.4. Tổng quan về một số phương pháp sản xuất dầu gốc sinh học
• 1.4.1. Phương pháp vật lý
• 1.4.2. Phương pháp hóa học
• 1.5. Tình hình nghiên cứu trong nước và nước ngoài
• 1.5.1. Các nghiên cứu trong nước
• 1.5.2. Các nghiên cứu ở nước ngoài
• 2. CHƯƠNG 2: HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ, DỤNG CỤ
• 2.1. Các phương pháp phân tích
• 2.2. Quy trình xử lý mỡ cá bằng phương pháp vật lý
• 2.2.1. Thủy hóa mỡ cá nguyên liệu
• 2.2.2. Quá trình tách sáp
• 2.3. Pha chế dầu nhờn sinh học từ mỡ cá sau xử lý vật lý với dầu gốc khoáng
• 2.4. Phân tích các chỉ tiêu chất lượng của mỡ cá vật lý
• 2.5. Pha chế dầu nhờn sinh học từ mỡ cá vật lý, dầu gốc khoáng và phụ gia
• 2.6. Quy trình xử lý mỡ cá bằng phương pháp hóa học
• 2.6.1. Giai đoạn mở vòng epoxy
• 2.7. Pha chế dầu nhờn sinh học từ dầu mở vòng, dầu gốc khoáng và một số phụ gia
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ - BÀN LUẬN
• 3.1. Kết quả xử lý mỡ cá bằng phương pháp vật lý
• 3.1.1. Kết quả giai đoạn thủy hóa
• 3.1.2. Kết quả giai đoạn tách sáp
• 3.2. Kết quả phối trộn mỡ cá vật lý với dầu gốc khoáng và phụ gia
• 3.3. Kết quả chuyển hóa hóa học mỡ cá vật lý
• 3.3.1. Kết quả giai đoạn epoxy hóa mỡ cá vật lý
• 3.3.2. Giai đoạn mở vòng epoxy
• 3.3.3. Kết quả pha trộn dầu mở vòng với dầu gốc khoáng và phụ gia
• 3.4. Tính toán sơ bộ về tính kinh tế của sản phẩm dầu nhờn sinh học
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Giới thiệu về mỡ cá và dầu gốc sinh học

Mỡ cá, đặc biệt là mỡ cá tra, là một nguồn nguyên liệu phong phú tại Việt Nam. Trong bối cảnh hiện nay, việc sử dụng mỡ cá để sản xuất dầu gốc sinh học đang trở thành một xu hướng quan trọng. Mỡ cá chứa nhiều axit béo có giá trị, có thể được biến đổi để tạo ra các sản phẩm dầu nhờn sinh học có tính chất tương đương hoặc tốt hơn so với dầu gốc khoáng. Việc nghiên cứu ứng dụng mỡ cá không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường từ phế phẩm cá mà còn tạo ra nguồn nguyên liệu bền vững cho ngành công nghiệp dầu nhờn. Theo nghiên cứu, mỡ cá có thể được xử lý bằng các phương pháp vật lý và hóa học để nâng cao tính chất của nó, từ đó tạo ra các sản phẩm dầu nhờn sinh học chất lượng cao.

1.1. Tính chất của mỡ cá

Mỡ cá có chứa triglyceride, là thành phần chính trong dầu nhờn. Các axit béo trong mỡ cá có thể được phân tích để xác định tính chất hóa học và vật lý của chúng. Nghiên cứu cho thấy rằng mỡ cá có khả năng tạo ra các sản phẩm dầu nhờn với độ nhớt và độ bền nhiệt cao. Việc xử lý mỡ cá bằng phương pháp thủy hóa và tách sáp giúp cải thiện điểm rót chảy, làm cho nó trở thành một lựa chọn khả thi cho dầu gốc sinh học.

II. Quy trình sản xuất dầu gốc sinh học từ mỡ cá

Quy trình sản xuất dầu gốc sinh học từ mỡ cá bao gồm nhiều bước quan trọng. Đầu tiên, mỡ cá cần được xử lý vật lý để loại bỏ tạp chất và cải thiện tính chất. Sau đó, các phản ứng hóa học như epoxy hóa và mở vòng epoxy được thực hiện để nâng cao tính chất của mỡ cá. Kết quả cho thấy rằng việc sử dụng mỡ cá đã qua xử lý có thể tạo ra các sản phẩm dầu nhờn sinh học với tính chất kỹ thuật tốt hơn so với dầu gốc khoáng. Tỷ lệ phối trộn tối ưu giữa dầu gốc khoáng và mỡ cá là 70/30, cho thấy khả năng đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật của dầu nhờn.

2.1. Phương pháp xử lý vật lý

Phương pháp xử lý vật lý bao gồm các bước như thủy hóa và tách sáp. Thủy hóa giúp loại bỏ các tạp chất không mong muốn, trong khi tách sáp giúp giảm điểm rót chảy của mỡ cá. Kết quả cho thấy rằng sau khi xử lý, mỡ cá có thể được phối trộn với dầu gốc khoáng để tạo ra sản phẩm dầu nhờn sinh học có tính chất tốt hơn. Việc này không chỉ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn góp phần bảo vệ môi trường bằng cách sử dụng nguồn nguyên liệu sẵn có.

III. Đánh giá và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu về ứng dụng mỡ cá trong sản xuất dầu gốc sinh học đã chỉ ra rằng đây là một giải pháp khả thi cho ngành công nghiệp dầu nhờn tại Việt Nam. Việc sử dụng mỡ cá không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tạo ra giá trị kinh tế cho người nuôi cá. Các sản phẩm dầu nhờn sinh học từ mỡ cá có thể đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về dầu nhờn trong bối cảnh Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ. Hơn nữa, việc phát triển công nghệ sản xuất dầu nhờn sinh học từ mỡ cá có thể mở ra cơ hội cho các doanh nghiệp trong ngành chế biến thủy sản và dầu nhờn.

3.1. Lợi ích kinh tế và môi trường

Việc ứng dụng mỡ cá trong sản xuất dầu gốc sinh học không chỉ mang lại lợi ích kinh tế cho người nuôi cá mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Sản phẩm dầu nhờn sinh học từ mỡ cá có thể thay thế cho dầu gốc khoáng, giúp giảm thiểu lượng khí thải và ô nhiễm môi trường. Hơn nữa, việc sử dụng nguồn nguyên liệu tái tạo như mỡ cá sẽ giúp Việt Nam hướng tới một nền kinh tế bền vững hơn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam là một trong những quốc gia hàng đầu thế giới về nuôi trồng và xuất khẩu cá tra, với sản lượng chế biến đạt hơn 1,1 triệu tấn năm 2014 và dự kiến tăng lên khoảng 1,8 - 1,9 triệu tấn vào năm 2020. Quá trình chế biến cá tra tạo ra lượng lớn phế phẩm, trong đó mỡ cá chiếm từ 9,1% đến 11,4% tổng khối lượng cá, tương đương trên một trăm ngàn tấn mỡ cá mỗi năm. Nếu không được xử lý hợp lý, lượng phế phẩm này gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Trong khi đó, mỡ cá tra là nguồn nguyên liệu sinh khối tiềm năng có thể ứng dụng làm dầu gốc sinh học thay thế dầu gốc khoáng nhập khẩu, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về dầu nhờn trong lĩnh vực giao thông vận tải tại Việt Nam, với dự báo khoảng 33 triệu xe máy và 3,5 triệu ô tô vào năm 2020.

Luận văn tập trung nghiên cứu ứng dụng mỡ cá tra làm nguyên liệu trực tiếp hoặc qua biến đổi hóa học để pha chế dầu nhờn sinh học, nhằm nâng cao các tính chất kỹ thuật như độ nhớt, điểm rót chảy và độ bền nhiệt. Phạm vi nghiên cứu thực hiện tại Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh trong giai đoạn 2016-2017. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có, góp phần phát triển kinh tế nông nghiệp, giảm ô nhiễm môi trường và thúc đẩy sản xuất dầu nhờn sinh học trong nước, giảm phụ thuộc nhập khẩu dầu gốc khoáng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về dầu nhờn sinh học, bao gồm:

• Cấu trúc hóa học triglyceride: Mỡ cá tra chủ yếu là triglyceride chứa các axit béo không no như axit oleic (39,15%), palmitic (29,97%) và linoleic (10,21%), có tỷ lệ không no/bão hòa khoảng 1,1, ảnh hưởng đến tính ổn định oxy hóa của dầu gốc sinh học.
• Phương pháp xử lý vật lý: Thủy hóa, tách sáp nhằm loại bỏ tạp chất, giảm điểm rót chảy và cải thiện tính chất vật lý của mỡ cá trước khi pha chế dầu nhờn.
• Phản ứng epoxy hóa và mở vòng epoxy: Biến đổi cấu trúc hóa học mỡ cá bằng phản ứng epoxy hóa với hydro peroxit và axit axetic, sau đó mở vòng epoxy bằng anhydric axetic để tăng độ nhớt, độ bền nhiệt và cải thiện tính ổn định oxy hóa.
• Tiêu chuẩn kỹ thuật ASTM: Áp dụng các tiêu chuẩn ASTM D445, D2270, D92, D97, D2896 để đánh giá các chỉ tiêu như độ nhớt động học, chỉ số độ nhớt, điểm chớp cháy, điểm rót chảy và trị số kiềm tổng của dầu nhờn sinh học.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Mỡ cá tra nguyên liệu thu mua từ công ty Argifish An Giang, dầu gốc khoáng SN150 và SN500 nhập khẩu từ Singapore, cùng các phụ gia nhập khẩu từ Nga.
• Phương pháp xử lý vật lý: Thủy hóa mỡ cá ở 50°C trong 15 phút với 2% thể tích nước, tách sáp ở nhiệt độ 8-12°C trong 4-6 giờ với tốc độ khuấy 40-300 vòng/phút, sau đó rửa và sấy để loại bỏ nước.
• Phương pháp biến đổi hóa học: Epoxy hóa mỡ cá vật lý với xúc tác axit sulfuric, axit axetic và hydro peroxit ở nhiệt độ 50-70°C trong 3-5 giờ, tỷ lệ mol H₂O₂/nối đôi từ 1 đến 3; mở vòng epoxy bằng anhydric axetic và xúc tác pTSA ở 70-90°C trong 3-5 giờ, tỷ lệ mol anhydric/epoxy từ 1 đến 2.
• Phương pháp phân tích: Xác định thành phần axit béo bằng GC-ISO/CD 5509, đo chỉ số iot, phổ hồng ngoại FT-IR để xác định vòng oxiran, đánh giá các chỉ tiêu vật lý và hóa học theo tiêu chuẩn ASTM.
• Thiết kế thí nghiệm: Sử dụng mô hình quy hoạch thực nghiệm cấp 1 và cấp 2, hồi quy đa biến với phần mềm MODDE 5.0 để tối ưu hóa điều kiện phản ứng và pha chế.
• Cỡ mẫu: Mỗi thí nghiệm sử dụng khoảng 200-400g mẫu mỡ cá hoặc dầu gốc, thực hiện nhiều lần để đảm bảo độ tin cậy số liệu.
• Timeline nghiên cứu: Thực hiện từ tháng 1/2016 đến tháng 12/2016, bao gồm các giai đoạn xử lý vật lý, biến đổi hóa học, pha chế và đánh giá sản phẩm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Xử lý vật lý mỡ cá tra: Qua thủy hóa và tách sáp, điểm rót chảy của mỡ cá giảm từ 24°C xuống còn khoảng 10°C, giúp cải thiện khả năng sử dụng trực tiếp trong pha chế dầu nhờn. Tỷ lệ phối trộn tối ưu là 70% dầu gốc khoáng và 30% mỡ cá vật lý với phụ gia, đạt các chỉ tiêu kỹ thuật tương đương dầu nhờn SG 20W-50 trên thị trường.

2. Phản ứng epoxy hóa: Độ nhớt động học của mỡ cá tăng từ 37,8 cSt lên khoảng 50-60 cSt ở 40°C, chỉ số độ nhớt tăng từ 207 lên trên 250, đồng thời độ bền nhiệt được cải thiện rõ rệt với nhiệt độ phân hủy 10% khối lượng tăng từ 250°C lên trên 300°C. Hiệu suất phản ứng epoxy đạt khoảng 85% dưới điều kiện tối ưu (nhiệt độ 60°C, thời gian 4 giờ, tỷ lệ mol H₂O₂/nối đôi = 2).

3. Phản ứng mở vòng epoxy: Sản phẩm mở vòng epoxy có điểm rót chảy giảm thêm khoảng 5-7°C so với mỡ cá epoxy, độ nhớt và độ bền oxy hóa tiếp tục được cải thiện. Tỷ lệ phối trộn dầu mở vòng với dầu gốc khoáng 70/30 vẫn đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật ASTM cho dầu nhờn động cơ.

4. So sánh với dầu nhờn khoáng: Dầu nhờn sinh học từ mỡ cá sau xử lý vật lý và hóa học có chỉ số độ nhớt và điểm chớp cháy tương đương hoặc vượt trội so với dầu nhờn khoáng SG 20W-50, đồng thời có khả năng phân hủy sinh học cao và thân thiện môi trường hơn.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy việc xử lý vật lý giúp loại bỏ tạp chất và sáp, giảm điểm rót chảy, làm tăng tính ổn định của mỡ cá khi phối trộn với dầu gốc khoáng. Phản ứng epoxy hóa và mở vòng epoxy là phương pháp hiệu quả để biến đổi cấu trúc hóa học, tăng độ nhớt và độ bền nhiệt, khắc phục nhược điểm về độ bền oxy hóa thấp của mỡ cá nguyên liệu. So với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả này phù hợp với xu hướng sử dụng phản ứng epoxy hóa để cải thiện tính chất dầu gốc sinh học.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ so sánh độ nhớt động học, điểm rót chảy và nhiệt độ phân hủy giữa các mẫu mỡ cá nguyên liệu, mỡ cá xử lý vật lý, mỡ cá epoxy và dầu nhờn khoáng SG 20W-50, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của từng bước xử lý.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai sản xuất dầu nhờn sinh học từ mỡ cá tra: Khuyến khích các doanh nghiệp chế biến thủy sản và dầu nhờn hợp tác để tận dụng nguồn nguyên liệu mỡ cá dồi dào, áp dụng quy trình xử lý vật lý và hóa học đã nghiên cứu nhằm sản xuất dầu nhờn sinh học chất lượng cao, giảm nhập khẩu dầu gốc khoáng. Thời gian thực hiện: 1-2 năm.

2. Nâng cao công nghệ xử lý và biến đổi hóa học: Đầu tư nghiên cứu phát triển quy trình epoxy hóa và mở vòng epoxy tối ưu, sử dụng xúc tác thân thiện môi trường, giảm chi phí và tăng hiệu suất sản xuất. Chủ thể thực hiện: các viện nghiên cứu, trường đại học, doanh nghiệp công nghệ hóa dầu.

3. Phát triển phụ gia chuyên dụng cho dầu nhờn sinh học: Nghiên cứu và sản xuất các loại phụ gia phù hợp để cải thiện tính ổn định oxy hóa, chống mài mòn và hạ điểm đông cho dầu nhờn sinh học từ mỡ cá, nâng cao hiệu quả sử dụng trong động cơ. Thời gian: 2-3 năm.

4. Xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật và quy chuẩn môi trường: Bộ ngành liên quan cần xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật cho dầu nhờn sinh học từ mỡ cá, đồng thời khuyến khích sử dụng sản phẩm thân thiện môi trường, góp phần giảm phát thải khí nhà kính. Chủ thể thực hiện: Bộ Công Thương, Bộ Tài nguyên và Môi trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Doanh nghiệp sản xuất dầu nhờn và hóa dầu: Có thể ứng dụng quy trình xử lý và biến đổi mỡ cá tra để phát triển sản phẩm dầu nhờn sinh học, giảm chi phí nguyên liệu và nâng cao giá trị sản phẩm.

2. Ngành thủy sản và chế biến cá tra: Tận dụng phế phẩm mỡ cá để tạo ra nguồn thu mới, giảm ô nhiễm môi trường và tăng hiệu quả kinh tế cho người nuôi cá.

3. Các viện nghiên cứu và trường đại học: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, thiết kế thí nghiệm và kết quả để phát triển các nghiên cứu tiếp theo về dầu nhờn sinh học và công nghệ hóa dầu.

4. Cơ quan quản lý nhà nước và chính sách: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách phát triển năng lượng sinh học, tiêu chuẩn kỹ thuật và quy định môi trường liên quan đến sản xuất và sử dụng dầu nhờn sinh học.

Câu hỏi thường gặp

1. Mỡ cá tra có thể thay thế hoàn toàn dầu gốc khoáng trong dầu nhờn không?
   Mỡ cá tra sau xử lý vật lý và biến đổi hóa học có thể phối trộn với dầu gốc khoáng ở tỷ lệ tối ưu 30% mỡ cá và 70% dầu khoáng, đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật. Tuy nhiên, chưa thể thay thế hoàn toàn do một số tính chất còn hạn chế như độ bền oxy hóa.

2. Phản ứng epoxy hóa có ảnh hưởng gì đến tính chất dầu nhờn?
   Phản ứng epoxy hóa làm tăng độ nhớt, chỉ số độ nhớt và độ bền nhiệt của mỡ cá, cải thiện tính ổn định oxy hóa, giúp dầu nhờn sinh học phù hợp hơn với yêu cầu kỹ thuật động cơ.

3. Điểm rót chảy của dầu nhờn sinh học từ mỡ cá là bao nhiêu?
   Sau xử lý vật lý và mở vòng epoxy, điểm rót chảy của dầu nhờn sinh học từ mỡ cá giảm từ 24°C xuống còn khoảng 10-15°C, phù hợp với điều kiện sử dụng trong khí hậu Việt Nam.

4. Quy trình xử lý vật lý mỡ cá gồm những bước nào?
   Quy trình gồm thủy hóa để loại bỏ photpholipit và protein, tách sáp ở nhiệt độ thấp để giảm điểm rót chảy, rửa và sấy để loại bỏ nước, đảm bảo chất lượng dầu gốc trước khi pha chế.

5. Lợi ích môi trường khi sử dụng dầu nhờn sinh học từ mỡ cá?
   Dầu nhờn sinh học có khả năng phân hủy sinh học cao, giảm phát thải khí nhà kính và ô nhiễm môi trường so với dầu nhờn khoáng, đồng thời tận dụng phế phẩm thủy sản, giảm lượng chất thải ra môi trường.

Kết luận

• Mỡ cá tra là nguồn nguyên liệu dồi dào và tiềm năng để sản xuất dầu nhờn sinh học tại Việt Nam, góp phần nâng cao giá trị kinh tế ngành thủy sản và bảo vệ môi trường.
• Xử lý vật lý và biến đổi hóa học bằng phản ứng epoxy hóa và mở vòng epoxy giúp cải thiện đáng kể các tính chất kỹ thuật của mỡ cá, đáp ứng tiêu chuẩn ASTM cho dầu nhờn động cơ.
• Tỷ lệ phối trộn tối ưu giữa mỡ cá và dầu gốc khoáng là 30/70, đảm bảo hiệu suất và tính ổn định của sản phẩm dầu nhờn sinh học.
• Nghiên cứu mở ra hướng phát triển công nghiệp dầu nhờn sinh học trong nước, giảm nhập khẩu dầu gốc khoáng và thúc đẩy sử dụng năng lượng tái tạo.
• Các bước tiếp theo bao gồm triển khai sản xuất quy mô công nghiệp, phát triển phụ gia chuyên dụng và xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật phù hợp.

Khuyến nghị hành động: Các doanh nghiệp và cơ quan quản lý cần phối hợp để ứng dụng kết quả nghiên cứu, thúc đẩy sản xuất và sử dụng dầu nhờn sinh học từ mỡ cá tra, góp phần phát triển bền vững ngành công nghiệp hóa dầu Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRƯƠNG VĨNH PHƯỚC NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MỠ CÁ LAM DAU GÓC SINH HỌC Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa dầu Mã số: 60520330 LUẬN VAN THẠC SĨ TP. HO CHÍ MINH, 2017 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRUONG ĐẠI HOC BACH KHOA —DHQG -HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS. Phan Minh Tân (Ghi rõ ho, tên, học hàm, học vi và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 1: TS.

Nguyễn Hữu Lương (Ghi rõ ho, tên, học hàm, học vi và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Hoàng Minh Nam (Ghi rõ ho, tên, học hàm, học vi và chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Truong Dai học Bach Khoa, ĐHQG Tp. HCM ngày 10 thang | năm 2017 Thanh phan Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ ho, tên, học ham, học vi của Hội đồng cham bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1. Nguyén Hitu Luong 3.

Hoang Minh Nam 4. Phạm Hồ Mỹ Phương 5. Nguyễn Thành Duy Quang Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quan ly chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIEM VỤ LUẬN VAN THẠC SĨ Họ tên học viên: Truong Vĩnh Phước.

Ngày, tháng, năm sinh: 26/08/1990 oo. ccccccceeeeeeessstteeeeeeees Noi sinh: Tiền Giang. Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa dầu. TÊN DE TÀI: NGHIÊN CỨU UNG DUNG MO CA LAM DẦU GÓC SINH HỌC.

NHIỆM VU VA NỘI DUNG: .--- E22 1 1 1 1212 2 212121112111 ưeg Nghiên cứu xử lý vật lý mỡ cá tra làm nguồn nguyên liệu trực tiếp pha chế dầu nhờn sinh học Thực hiện phản ứng epoxy hóa và mở vòng epoxy nhăm nâng cao một số tính chất của mỡ cá tra trong dầu nhờn sinh học. NGÀY GIAO NHIỆM VU : 11/01/2016. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU: 04/12/2016. CÁN BO HUONG DÂN: PGS.

Phan Minh Tân. CÁN BỘ HƯỚNG DÂN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC (Họ tên và chữ ký) LỜI CÁM ƠN Trước tiên, tôi xin chân thành cám ơn PGS. Phan Minh Tân. Thay đã tận tình hướng dân, giúp đỡ, định hướng cách giải quyêt các van dé trong đê tài nay, cũng như góp ý, chỉnh sửa cho luận văn này được hoàn thiện.

Tiếp theo, tôi xin cảm ơn TS. Dao Thi Kim Thoa đã tận tìnhgiúp đỡ khi đề tài gặp khó khan, TS. Nguyễn Kim Trung đã giúp phương pháp xử lý số liệu, Th.s Phan Hỗng Phương đã giúp đỡ giải quyết khó khăn những ngày đầu mới nhận đề tài cũng như các thầy cô bộ môn Kỹ Thuật Hóa dầu— Khoa Kỹ Thuật Hóa Hoc — Truong Dai học Bach Khoa — Đại học Quốc gia thành phô Hỗ Chí Minh đã tận tình giảng dạy và trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong những năm học vừa qua, mà chính những kiến thức này đã g1úp tôi có thể vận dụng trong quá trình thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cám ơn nghiên cứu sinh Trần Thị Hong đã luôn sat sao chi bao, giúp đỡ va tận tình hướng dan cách giải quyết những van dé của dé tài cũng như gop y cho luận văn được hoàn thiện.

Tôi cũng cám ơn các bạn làm chung dé tai từ trước đến nay đã giúp đỡ, chia sẻ nhau cùng hoàn thành luận văn này. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn bà nội, bà ngoại, ba mẹ và những người thân trong gia đình đã động viên, chia sẻ, giúp đỡ những lúc gặp khó khăn trong đê tài cũng như trong cuộc sông. Nhờ đó, tôi có động lực hoàn thành nhiệm vụ học tập của mình. Hô Chi Minh, ngày 4 tháng 12 năm 2016 Học viên thực hiện luận văn Trương Vĩnh Phước TÓM TẮT Hiện nay, Việt Nam là một nước nuôi và xuất khẩu nhiều cá tra.

Trong quá trình chế biến cá tra sẽ sinh ra một lượng phế phẩm mỡ cá. Nếu không giải quyết lượng phế phẩm này, nó sẽ gây ra tác hại đến môi trường. Trong khi đó, nó là một năng lượng sinh khối tiêm năng nếu biết cách sử dụng nó. Việt Nam là một nước đang phát triển, do đó nhu câu về giao thông vận tải tang lên.

Hiện nay, Việt Nam lại chưa san xuất được dau gốc khoáng, ma dau cá có tính chất có thé thay thé cho dầu gốc khoáng. Lần đầu tiên trong nước, luận văn này đã nghiên cứu sử dụng trực tiếp mỡ cá tra hoặc biến đổi cấu trúc hóa học mỡ cá dé pha chế dầu nhờn sinh hoc. Ở dé tài này, mỡ cá sẽ được phối trộn trực tiếp với dầu gốc khoáng và phụ gia hoặc qua giai đoạn chuyên. hóa hóa học dầu cá nhăm tăng tính chất cho dau cá, nhăm đáp ứng tốt hơn các tính chất kĩ thuật của dầu nhờn động cơ.

Khi sử dụng trực tiếp, mỡ cá sẽ được thủy hóa, tách sáp nham làm giảm điểm rót chảy cho dâu cá. Trong các tỉ lệ phôi trộn, tỉ lệ 70% dâu gôc khoáng và 30% mỡ cá vật lý với phụ gia là dap ứng tot nhat so với một sô loại dau nhờn có trên thị trường. Đề tăng lượng mỡ cá tra trong dau nhờn sinh học, chúng tôi đã tiến hành biến tính hóa học bằng phản ứng epoxy hóa và mở vòng epoxy mỡ cá. Kết quả đã tăng độ nhớt, độ bền nhiệt của mỡ cá, vì vậy có thể tăng tỉ lệ mỡ cá/dầu gốc khoáng là 70/30 mà vẫn đáp ứng các tiêu chuẩn kĩ thuật của dầu nhờn.

Các kêt quả của luận van cho thay mỡ cá tra là nguồn nguyên liệu săn có tại Việt Nam có thê sử dung pha chê dâu nhờn sinh học vừa góp phân nâng cao kinh tê cho người nuôi cá tra cũng như bảo vệ môi trường. ABSTRACT Vietnamese is expected to have about 33 million motorcycles and 3,5 million cars in 2020. Furthermore, Vietnamese imports completely mineral base oil to produce lubricant. Vietnamese processes and exports more than 1,1 million tons of tra fish in 2014.

Fat fish is by-product in the process fillet tra fish without treatment will pollute the environment. Any way, Viet Nam still doesn’t have ability produced base oil whereas fish oil has potencial properties can be replaced for base oil. In Vietnam, this is the first thesis researched about using directly of tra fish oil (physical method) or changing chemical construction (Chemical method) to blend with base oil. In this thesis, tra fish fat is alloyed directly with base oil and additives or by deriviation of chemical reaction steps in order to get better properties of bio lubricant for engines.

By using directly, tra fish fat will be degumed, dewaxed to reduce the pour point. In the mixing ratios of fish fat, the ration of 70% (mineral base oil) and 30% (physical of fish fat) bend with additive can be made a good properties of bio-lubricant for using in the market. To increase the amount of fish fat in bio lubricants, the fish fat is conducted by using chemical denaturation reaction of epoxy and epoxy ring-opening of fish fat. The result after reaction showed that the viscosity, thermal stability of tra fish fat are better.

Thus, we compare with those ratios, the best ratio of fish fat/base oil is 70/30 beacuse this ratio still can be fellow up with technical standard of lubricant. The results of the thesis show that tra fish fat is a raw material sources that that Vietnam can used as bio-lubricants blending and also contributed to enhancing economic for farmers as well as environmental protection. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn này do tôi thực hiện và các sô liệu, kêt quả trong luận văn này là trung thực, chính xác. Hồ Chí Minh, ngày 4 tháng 12 năm 2016.

Trương Vĩnh Phước MỤC LỤC LOL CAM 090. IV DANH MỤC BANG BIEU. G1119 E91 1191 1 E5 911151 9111815113 E111 ri vi DANH MỤC HINH ANH.9/0:81/0/9547 5000-9022 xi MO ĐẦU. St nh HH He | 1.- cv T H12 HT HT ng TT TT TH HT HT ng.Tống quan về dầu nhờn.- ¿+ - ¿2 5£ SE+E+E£SE£E#EEEE£EEEEEEEEEEEEEE121 2312121111.Phan loại dầu nhờn [A] [5 ].---¿-¿-- 2c ke SE E3 SE SE ESESESEESESEEEESEEESEEEESEEEErEsersereeerred 3 1.Thành phan dầu nhòn.

+ - ¿2 5£ +E+E+E£EE£E#EEEE£E£EEEE£EEEEEEEEEEEEEEEEEErkrkrrkrerrere 4 1.Téng quan Vé mG 001777 .Tổng quan về một số phương pháp sản xuất dau gốc sinh học.Phương pháp vật LY .Phương pháp hóa hỌc.Tinh hình nghiên cứu trong nước va nước ngOài.Cac nghiên cứu trong THƯỚC .Cac nghiên cứu ở nước ngOài.--- - - - - << «s00 ng 22 CHƯƠNG 2.Hóa chất và thiết bị, dụng CỤ.Các phương pháp phân tÍCH.Quy trình xử lý mỡ cá bằng phương pháp vật lý .Thuy hóa mỡ cá nguyên liệu [9] [IŨ].Quá trình tach sáp [8] [LO] .Rita Va SAY n5 -HŒ-.Pha chế dầu nhờn sinh học từ mỡ cá sau xử lý vật lý với dầu gốc khoáng .Phân tích các chỉ tiêu chất lượng của MVÌ,.Pha chế dầu nhờn sinh hoc từ MCVL, DGK và phụ gia.Quy trình xử lý MCVL băng phương pháp hóa học.Giai đoạn mở vòng epoxy [14] [22] [23] [24] .Pha chế dau nhờn sinh học từ DMV, DGK và một số phụ gia.KET QUÁ - BAN LUẬN .- se SE51 S128 E SE EvEsEskrkrereesed 36 3.Kết qua xử lý mỡ cá bang phương pháp vật lý.Kết quả giai đoạn thủy hóa.Kết quả giai đoạn tách sáp.Kết quả phối trộn MCVL với dầu gốc khoáng và phụ gia.Kết quả chuyển hóa hóa học mỡ cá vật lý.Kết quả giai đoạn epoxy hóa mỡ cá vật lÝ.GIai đoạn mở VÒNØ CPOXY.Kết quả pha trộn dầu mở vòng với dau gốc khoáng và phụ gia.Tính toán sơ bộ về tính kinh tế của sản phẩm dau nhòn sinh học. G1112 1E 91919191 3 5111915111 111121211 ng ru 75 TÀI LIEU THAM KHẢO. SE 53% E5 56911 1 E111 11 1 1E 1111115111 1g rke 76 PHUC LUC. ¿5-5 S323 1921212111 211111111111 111111011111 11 111111111101 01 111101 11T Hy 80 DANH MỤC BANG BIEU Bang 1.

Phân loại và tính chất dầu gốc [6]. Một số tính chất của dau gốc parafin, naphten va aromatic [6]_. Sản lượng cá tra trong các năm gan đây va dự kiến đến năm 2020. Thành phan axit béo có trong mỡ cá nguyên liệu theo phương pháp thử GC-ISO/CD 5509:94.

TH nh nhe 14 Bang 1. Thành phan khối lượng của cá tra. Một số tinh chat của mỡ cá nguyên LGU. cece eccesseseessseeesesesesseseseeseseseesesen 26 Bảng 2.

Các hóa chất sử dụng trong thực nghiệm. Thiết bị, dụng cụ sử dụng trong thực nghiỆệm. Các chỉ tiêu của dầu gốc sinh học theo tiêu chudn ASTM. Ma trận quy hoạch thực nghiệm cấp 2 giai đoạn tách sáp.

Một số tính chat của dầu gốc khoáng SN150, SN500. Một số tính chất của dầu nhờn SG 20W-50. Ma trận quy hoạch thực nghiệm cấp 1 giai đoạn epoxy hóa. Ma trận quy hoạch cấp 1 giai đoạn mở vòng epOX.

Kết quả xác định chỉ số axit sau khi thủy hóa.