Nghiên cứu sản xuất dầu gốc sinh học từ phụ phẩm mỡ cá tra, sử dụng kỹ thuật cavitation - NCS. Trần Thị Hồng

Tên luận án: Nghiên cứu sản xuất dầu gốc sinh học từ phụ phẩm mỡ cá tra, sử dụng kỹ thuật cavitation
Chuyên ngành: Công nghệ hóa dầu và lọc dầu
Mã số chuyên ngành: 62.52.75.10
Họ và tên ncs: Trần Thị Hồng
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Phan Minh Tân, PGS.TS. Huỳnh Quyền
Cơ sở đào tạo: Trường ĐH Bách khoa, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
1. Tóm tắt nội dung luận án
Dầu nhờn có vai trò to lớn đối với sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia, nhưng những dự báo về sự cạn kiệt cùng với khả năng tái tạo thấp của nguồn nguyên liệu dầu mỏ và những tác động tiêu cực đến môi trường bởi dầu nhờn thải đang là một vấn đề nan giải. Việt Nam đang trong quá trình đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước nên cần nhiều máy móc, động cơ, phương tiện vận tải, vận chuyển hàng hóa và phương tiện đi lại… Do đó trong những năm gần đây, nhu cầu sử dụng dầu nhờn của Việt Nam tăng cao nhưng hiện Việt Nam chưa sản xuất được dầu gốc mà phải nhập khẩu toàn bộ dầu gốc từ nước ngoài. Trong khi đó, Việt Nam là một trong những nước xuất khẩu thịt cá tra lớn trên thế giới. Trong quá trình chế biến cá tra sẽ có khoảng 30%(kl) là phụ phẩm và trong đó chủ yếu là mỡ cá. Như vậy hàng năm, Việt Nam có thể cung cấp một nguồn lớn mỡ cá tra. Xử lý và tận dụng lượng mỡ cá tra này một cách hiệu quả mang lại lợi ích gia tăng đang là vấn đề chưa có đáp án thỏa đáng trong nhiều năm qua.
Thành phần chính của mỡ cá tra là các mạch este của triglyxerit nên mỡ cá tra có độ nhớt cao và các tính chất hóa lý tương tự như các lọai dầu gốc khoáng đang được sử dụng để pha chế dầu nhờn. Vì vậy nghiên cứu sản xuất dầu gốc sinh học không chỉ có ý nghĩa về mặt khoa học mà còn có tính khả thi cao. Mặt khác, từ một phụ phẩm của quá trình chế biến cá tra có nguy cơ gây ôi nhiễm môi trường mà sau khi áp dụng công nghệ sản xuất thích hợp sẽ tạo ra sản phẩm dầu gốc sinh học thân thiện với môi trường, có giá trị kinh tế cao được xem như một đóng góp có ý nghĩa trong phát triển kinh tế xanh đối với lĩnh vực nuôi trồng thủy sản ở Việt Nam.
Toàn bộ các quá trình tinh chế, xử lý và chuyển hóa hóa học mỡ cá tra, sản xuất dầu gốc sinh học đều ứng dụng kỹ thuật cavitation. Kỹ thuật cavitation được xem là kỹ thuật hóa học xanh do có thể rút ngắn thời gian phản ứng rất đáng kể, đồng thời tiến hành phản ứng ở nhiệt độ thấp và lượng hóa chất sử dụng thấp. Như vậy, khi ứng dụng kỹ thuật cavitation không chỉ tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm hóa chất mà còn ngăn ngừa một số chuyển hóa phụ, nâng cao hiệu suất quá trình. Hay nói cách khác, ứng dụng kỹ thuật xanh tạo ra sản phẩm xanh, thân thiện với môi trường từ phụ phẩm của quá trình sản xuất nông nghiệp có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao.
Các sản phẩm dầu gốc sinh học thu được đã đáp ứng được theo tiêu chuẩn chất lượng của dầu gốc  khoáng và đã phối trộn tạo ra dầu nhờn sinh học vừa có khả năng sử dụng thay thế dầu nhờn khoáng vừa có tính thân thiện với môi trường. Vì vậy có thể kết luận rằng, nghiên cứu sản xuất dầu gốc sinh học từ mỡ cá tra không những giúp giải quyết vấn đề về môi trường mà còn góp phần giảm sự căng thẳng phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu dầu mỏ.
2. Những kết quả mới của luận án
(i) Luận án đã sử dụng mỡ cá tra làm nguyên liệu sản xuất dầu nhờn sinh học. Đây là một hướng đi hoàn toàn mới, mở ra khả năng sản xuất dầu nhờn sinh học với số lượng lớn không chỉ đáp ứng nhu cầu trong nước mà còn có thể xuất khẩu. Do vậy sử dụng mỡ cá tra sản xuất dầu nhờn sinh học sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao, tạo ra giá trị gia tăng cho ngành nuôi trồng và chế biến cá tra ở Việt Nam.
(ii) Luận án đã xây dựng quy trình công nghệ sản xuất dầu gốc sinh học từ mỡ cá tra gồm 2 công đoạn chính là xử lý, tinh chế và chuyển hóa hóa học. Bước đầu đã xác định được các thông số ảnh hưởng đến hiệu suất quá trình như lượng tác chất phản ứng sử dụng, nhiệt độ và thời gian phản ứng thích hợp đạt được hiệu suất quá trình cao nhất.
(iii) Luận án đã ứng dụng kỹ thuật cavitation trong công nghệ sản xuất dầu gốc sinh học từ mỡ cá tra. Các kết quả thu được thêm một lần nữa cho thấy sự ưu việt của kỹ thuật cavitation như giảm đáng kể thời gian phản ứng, giảm tiêu hao hóa chất, giảm nhiệt độ phản ứng nhưng vẫn đạt hiệu suất quá trình cao và đặc biệt sản phẩm dầu gốc sinh học thu được có độ đồng nhất cao về thành phần hóa học, độ bền oxy hóa được tăng cường, độ nhớt, chỉ số độ nhớt cao… và đã đáp ứng được theo tiêu chuẩn chất lượng của dầu gốc  khoáng.
(iv) Luận án đã tạo ra dầu nhờn sinh học từ mỡ cá tra bằng cách phối trộn dầu gốc sinh học sản xuất từ mỡ cá tra với dầu gốc khoáng và phụ gia với tỉ lệ các hợp phần thích hợp. Dầu nhờn sinh học từ mỡ cá tra có các tính chất cơ bản như độ nhớt, chỉ số độ nhớt, nhiệt độ đông đặc, độ bền oxy hóa ... đã đáp ứng theo tiêu chuẩn TCVN đối với sản phẩm dầu nhờn khoáng.
3. Kiến nghị
• Cần tiếp tục nghiên cứu nhằm tối ưu hóa các thông số công nghệ của quá trình sản xuất dầu gốc sinh học từ mỡ cá tra.
• Nghiên cứu thử nghiệm đánh giá sự thay đổi chất lượng của các sản phẩm dầu nhờn sinh học gốc mỡ cá tra trong sử dụng thực tế trên các phương tiện giao thông làm cơ sở để thương mại hóa các kết quả của nghiên cứu