TẬP ĐOÀN CÔNG NGHIỆP HÓA CHẤT VIỆT NAM
VIỆN HÓA HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
DUNG MÔI SINH HỌC TỪ CÁC NGUỒN
NGUYÊN LIỆU TÁI TẠO
Nhiệm vụ hợp tác quốc tế
về khoa học và công nghệ theo Nghị định thư
3/2008 – 3/2010
Cơ quan chủ trì:
Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam
Chủ nhiệm nhiệm vụ: ThS. Nguyễn Thị Thu Trang
Đồng chủ nhiệm:
TS. Vũ Thị Thu Hà
8073
HÀ NỘI 4/2010
1
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
6
Chương I: TỔNG QUAN
8
1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở NƯỚC NGOÀI
9
1.1 Khái niệm về dung môi hữu cơ
9
1.2 Đặc điểm của dung môi hữu cơ
9
1.3 Thay thế một phần dung môi hữu cơ bằng dung môi sinh
9
1.3.1 Dung môi sinh học từ este dầu thực vật và mỡ động vật
10
1.3.2 Dung môi sinh học từ etyl lactat
11
1.3.3 Hỗn hợp DMSH
12
học
1.4 Ứng dụng của DMSH
13
1.5 Nguyên liệu sản xuất DMSH
14
1.5.1 Nguồn gốc cây Jatropha Curcas
15
1.5.2 Đặc điểm cây Jatropha Curcas
15
1.5.3 Giá trị cây Jatropha Curcas
15
1.5.4 Kế hoạch phát triển cây Jatropha Curcas
16
1.6 Công nghệ sản xuất metyl este dầu mỡ động thực vật
19
1.6.1 Giới thiệu chung
19
1.6. 2 Quá trình este hóa chéo sử dụng chất xúc tác đồng thể
19
1.6.3 Các quá trình xúc tác dị thể
24
1.7 Công nghệ sản xuất Etyl lactat
25
1.7.1 Nguyên liệu axit lactic
25
1.7.2 Quá trình chuyển hoá axit lactic thành etyl lactat
27
1.8 Phối trộn hỗn hợp DMSH
32
2. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC
32
3. KẾT LUẬN TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH LÝ THUYẾT
33
Chương 2: THỰC NGHIỆM
35
1. ĐIỀU CHẾ METYL ESTE QUI MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM
2
36
1.1 Chuẩn bị nguyên liệu dầu hạt Jatropha
36
1.2 Xử lý nguyên liệu bằng phản ứng este hóa
36
36
1.2.1 Thiết bị thí nghiệm
1.2.2 Nguyên liệu
36
1.2.3 Qui trình thực nghiệm
37
1.3 Phản ứng este hóa chéo với xúc tác đồng thể và tinh chế sản
phẩm
37
1.3.1 Thiết bị thí nghiệm
37
1.3.2 Nguyên liệu
37
1.3.3 Quá trình thực nghiệm
37
1.4 Phản ứng este hóa chéo với xúc tác dị thể
2. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG METYL ESTE
2.1 Đánh giá các tính chất của metyl este
2.2 Xác định hàm lượng metyl este
2.2.1 Định tính và chuẩn các cấu tử khác nhau của hỗn hợp
phản ứng
2.2.2 Chuẩn bị mẫu phân tích
3. SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM METYL ESTE QUI MÔ 10
LÍT/MẺ
38
39
39
39
40
41
41
3.1 Xử lý nguyên liệu
41
3.2 Phản ứng transeste hóa
42
3.2.1 Mô tả thiết bị
42
3.2.2 Thành phần nguyên liệu
42
3.2.3 Mô tả quá trình
43
4. NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ ETYL LACTAT
43
4.1 Xúc tác
43
4.2 Đặc trưng tính chất hóa lý của xúc tác
44
4.3 Thực nghiệm phản ứng và phân tích sản phẩm
4.3.1 Hoá chất và dụng cụ
44
44
4.3.2 Quy trình thực nghiệm
44
4.3.3 Quy trình lấy mẫu và chuẩn bị mẫu phân tích
44
3
4.3.4 Phân tích sản phẩm
45
4.4 Thực nghiệm nghiên cứu độ bền của xúc tác
45
4.5 Tinh chế sản phẩm etyl lactat
45
4.6 Sản xuất thử nghiệm etyl lactat qui mô 10 lít nguyên liệu/mẻ
46
5. PHA CHẾ VÀ THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG CỦA DUNG MÔI
SINH HỌC
46
46
5.1 Pha chế dung môi sinh học
5.2 Đánh giá chất lượng và thử nghiệm khả năng ứng dụng của
dung môi sinh học
5.2.1 Đánh giá các tính chất của DMSH
5.2.2 Thử nghiệm khả năng ứng dụng
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
1. NGUYÊN LIỆU DẦU HẠT JATROPHA CURCAS
1.1 Ép dầu từ hạt Jatropha Curcas trồng thử nghiệm tại Việt
Nam
1.2 Đánh giá chất lượng dầu hạt Jatropha
2. XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU BẰNG PHẢN ỨNG ESTE HÓA
46
46
46
48
49
49
49
50
2.1 Khảo sát sự ảnh hưởng của hàm lượng metanol
50
2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng xúc tác axit H2SO4
51
2.3 Nghiên cứu sự ảnh hưởng của tốc độ khuấy
52
2.4 Nghiên cứu sự ảnh hưởng của thời gian phản ứng
53
3. QUÁ TRÌNH ESTE HÓA CHÉO VÀ TINH CHẾ SẢN PHẨM
54
4. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG METYL ESTE
59
5. SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM METYL ESTE QUI MÔ 10
LÍT/MẺ
6. NGHIÊN CỨU THĂM DÒ CÔNG NGHỆ TRANSETE HÓA
TRÊN XÚC TÁC DỊ THỂ
60
7. ĐỀ XUẤT QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP METYL
ESTE DẦU HẠT JATROPHA CURCAS
63
7.1 Qui trình xử lý sơ bộ nguyên liệu
7.2 Qui trình tổng hợp metyl este
62
63
66
8. NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP ETYL LACTAT
4
69
8.1 Nghiên cứu đặc trưng tính chất xúc tác
69
8.2 Nghiên cứu xây dựng phương pháp định lượng sản phẩm
69
8.3 Khảo sát phản ứng este hoá axit lactic với etanol trên các
xúc tác khác nhau
72
8.3.1 Nghiên cứu phản ứng este hoá axit lactic không sử
dụng xúc tác
72
74
8.3.2 Nghiên cứu phản ứng este hóa axit lactic sử dụng xúc tác
74
8.3.3 Nghiên cứu phản ứng este hoá axit lactic sử dụng xúc
75
đồng thể
tác dị thể
8.4 Xác định các điều kiện phản ứng thích hợp
77
8.4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng
77
8.4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ mol etanol/axit lactic
78
8.4.3 Nghiên cứu sử dụng dung môi để thay đổi thành phần
cuối cùng của phản ứng
78
8.5 Nghiên cứu độ bền của xúc tác
80
8.6 Tinh chế sản phẩm etyl lactat
81
9. SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM ETYL LACTAT Ở QUI MÔ 10
LÍT/MẺ
81
10. PHA CHẾ VÀ THỬ NGHIỆM KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG
CỦA DMSH
82
10.1 Pha chế DMSH
82
10.2 Đánh giá các tính chất của DMSH
84
10.3 Thử nghiệm khả năng ứng dụng của DMSH trong phòng
thí nghiệm
84
10.4 Thử nghiệm khả năng ứng dụng của DMSH trên thực tế
86
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
89
TÀI LIỆU THAM KHẢO
95
5
LỜI MỞ ĐẦU
Thị trường dung môi thế giới hiện nay đang có xu hướng phát triển rất mạnh.
Riêng ở châu Âu, mỗi năm người ta sử dụng đến hơn 5 triệu tấn. Ở Việt nam, mức tiêu
thụ dung môi đạt khoảng vài trăm nghìn tấn mỗi năm và đang phải nhập ngoại gần như
hoàn toàn. Hiện nay, các chuyên gia trong lĩnh vực này chưa dự đoán được các xu
hướng ưu tiên phát triển của thị trường dung môi nhưng sự thay đổi đáng kể đang
được mong đợi là việc mở ra triển vọng thực sự cho việc ứng dụng các dung môi có
nguồn gốc tự nhiên trong lĩnh vực này.
Việc thay thế dung môi công nghiệp có nguồn gốc hoá thạch bằng các dung môi
có nguồn gốc thực vật, hay còn gọi là dung môi sinh học (DMSH) xuất phát từ nhiều
lý do mà những lý do chính là nguồn năng lượng hoá thạch đang dần cạn kiệt, giá dầu
thô tăng từng ngày. Thêm vào đó, việc sử dụng dung môi hoá thạch còn gây hại trực
tiếp cho con người và môi trường sống của chúng ta. Các loại dung môi có nguồn gốc
từ thực vật có khả năng hoà tan tốt. Các dung môi này ít bay hơi, không bắt cháy,
không ảnh hưởng đến sức khoẻ, có khả năng phân huỷ sinh học, có thể sử dụng trong
ngành thực phẩm và không tham gia vào quá trình tạo ra ozon quang hoá [1].
Trong số các DMSH được nghiên cứu, dung môi trên cơ sở metyl este dầu mỡ
động thực vật và metyl este của axit mạch ngắn, đặc biệt là axit lactic, có tiềm năng
ứng dụng rộng rãi nhất. Cả hai loại este này đều có những tính chất dung môi tuyệt vời
nên có thể thay thế cho những dung môi độc hại chứa halogen, hiện nay đang được
tiêu thụ với khối lượng chiếm 80% tổng lượng tiêu thụ dung môi trên toàn thế giới.
Hơn nữa, các este này có thể được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu tái tạo được và
không cạnh tranh với lương thực, chẳng hạn dầu mỡ động thực vật không ăn được
hoặc phế thải, cỏ ngọt, rơm rạ.v.v. Đặc biệt, axit lactic rất phổ biến trong tự nhiên hoặc
có thể được điều chế bằng quá trình lên men với chi phí thấp.
Tuy nhiên, một trong những rào cản lớn nhất từ quá trình sản xuất este lactat
hiện nay là độ chuyển hóa không cao và quá trình tạo ra nhiều sản phẩm phụ, làm cho
quá trình sản xuất khó cạnh tranh kinh tế. Vì thế, các xúc tác và những quá trình tổng
hợp hiệu quả là cần thiết đối với sự phát triển của công nghệ sản xuất etyl lactat.
Phản ứng este hóa của axit lactic thường tiến hành trong pha lỏng sử dụng xúc
tác axit đồng thể như các hydroclorua khan, axit sunfuric. Quá trình đồng thể có nhược
điểm là gây ăn mòn thiết bị, tinh chế sản phẩm phức tạp, tốn kém và gây ô nhiễm môi
trường. Việc khuyến khích các quá trình sản xuất an toàn và có tính hiệu quả cao đã
hướng tới việc sử dụng xúc tác axit dị thể nhằm thay thế cho các xúc tác đồng thể
truyền thống [2].
Ở Việt Nam, nguồn nguyên liệu từ nông nghiệp rất dồi dào. Các vấn đề bảo vệ
môi trường khỏi ô nhiễm đáp ứng chiến lược phát triển bền vững của quốc gia cũng
được đặt lên hàng đầu. Mặc dù vậy, mới có một vài công trình nghiên cứu được công
bố liên quan đến việc phát triển loại dung môi sinh học có nguồn gốc thực vật và thân
thiện với môi trường. Để có thể từng bước đưa DMSH vào ứng dụng có hiệu quả tại
Việt Nam còn cần phải đầu tư thời gian và kinh phí cho những nghiên cứu sâu, rộng
hơn nữa, đặc biệt phải chú trọng hợp tác quốc tế nhằm trao đổi thông tin, tài liệu, kinh
nghiệm nghiên cứu với những nước đi trước.
6
Viện Nghiên cứu quá trình xúc tác và môi trường (IRCELYON), Cộng hòa
Pháp, đối tác hợp tác lâu dài và quan trọng của Viện Hóa học công nghiệp Việt Nam,
một trong những phòng thí nghiệm hàng đầu của Pháp trong lĩnh vực xúc tác và môi
trường, đã có nhiều thành tựu và kinh nghiệm trong việc nghiên cứu ứng dụng xúc tác
dị thể cho các quá trình hóa học.
Với mong muốn tạo tiền đề cho việc phát triển và ứng dụng DMSH ở Việt
Nam, đáp ứng được một phần nhỏ xu thế phát triển của thị trường dung môi, trong
khuôn khổ nhiệm vụ này, chúng tôi đã đặt ra mục tiêu:
− Hợp tác với Viện nghiên cứu xúc tác và môi trường, Cộng hoà Pháp để
nghiên cứu công nghệ sản xuất hỗn hợp DMSH mà thành phần chính là
metyl este dầu thực vật và este etyl lactat từ các nguồn nguyên liệu Việt
Nam.
− Hợp tác với Đại sứ quán Pháp tại Việt Nam, Trung tâm nghiên cứu khoa
học quốc gia, Viện nghiên cứu Xúc tác và Môi trường, Cộng hoà Pháp tổ
chức các cuộc hội thảo khoa học có nội dung liên quan đến công việc của
đề tài và tổ chức lớp học chuyên đề về xúc tác và môi trường.
− Đưa ra công thức pha trộn hỗn hợp dung môi để tạo ra loại dung môi có
khả năng dung môi tốt, ít bay hơi, không bắt cháy, không ảnh hưởng đến
sức khoẻ, có khả năng phân huỷ sinh học, có thể sử dụng trong ngành thực
phẩm và không tham gia vào quá trình tạo ra ozon quang hoá, nhằm thay
thế một phần dung môi có nguồn gốc hoá thạch.
− Sản xuất thử và thử nghiệm khả năng ứng dụng của hỗn hợp DMSH
7
Chương I
TỔNG QUAN
8
1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở NƯỚC NGOÀI
1.1 Khái niệm về dung môi hữu cơ
Dung môi là chất lỏng có khả năng hoà tan chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí để
tạo thành một hỗn hợp phân tán đồng nhất (dung dịch) ở mức độ ion hay phân tử. Các
dung môi hoặc là phân cực hoặc là không phân cực. Dung môi thông dụng nhất mà
chúng ta gặp hàng ngày là nước và có hằng số điện môi là 81 [3, 4].
Khái niệm dung môi hữu cơ chỉ ra tất cả các dung môi là hợp chất hữu cơ có chứa
nguyên tử cacbon. Nhóm dung môi hiđrocacbon, không phân cực, gồm có ankan,
ancol và chất thơm. Nhóm dung môi hữu cơ khác là este, ete, xeton, amin,
hiđrocacbon nitrat và hiđrocacbon halogen [3]. Thông thường dung môi hữu cơ có
điểm sôi thấp và dễ dàng bay hơi hoặc có thể được loại bỏ nhờ chưng cất để thu được
chất đã hoà tan trong dung môi [4].
1.2 Đặc điểm của dung môi hữu cơ
Trên thế giới, khoảng 20% các chất hữu cơ dễ bay hơi thải vào khí quyển có
nguồn gốc từ dung môi. Các hợp chất hữu cơ này gây ảnh hưởng trực tiếp tới sức khoẻ
người sử dụng và cộng đồng. Một vài các hợp chất hữu cơ như các chất thơm, các
olefin gây cay mắt, các aldehyde phá hủy niêm mạc. Một số hợp chất khác như
benzene, hiđrocacbon thơm đa vòng có thể gây ung thư; nhiều dung môi có thể gây
ngất nếu người ta hít phải một lượng lớn.
Trong môi trường, các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và các oxit nitơ (NOx) tham
gia với vai trò là tiền chất tạo nên ozone và các hợp chất oxi hoá khác dưới tác dụng
của tia tử ngoại. Ozone và các hợp chất quang hoá khác là các chất ô nhiễm thứ cấp
(gây hại cho sức khoẻ con người, gây hiệu ứng nhà kính, làm thay đổi hoạt tính quang
tổng hợp của thực vật…).
Ngoại trừ một số dung môi chứa clo như dichloro methane và chloroform, hầu hết
các dung môi hữu cơ là các chất bắt cháy hoặc dễ bắt cháy vì chúng rất dễ bay hơi.
Hỗn hợp của hơi dung môi và không khí có thể gây nổ. Hơi dung môi nặng hơn không
khí, chúng sẽ lắng xuống phía dưới và di chuyển một khoảng cách khá lớn mà không
bị pha loãng ra. Chính vì vậy, nguy cơ gây cháy nổ do việc sử dụng dung môi hữu cơ
rất khó kiểm soát tại địa điểm sử dụng dung môi.
Các ete như dietyl ete và tetrahydrofuran (THF) có thể tạo thành các peroxit có
khả năng bắt nổ cao khi tiếp xúc với oxi và ánh sáng. Các peroxit này sẽ tích tụ lại
trong quá trình chưng cất vì chúng có điểm sôi cao hơn. Vì vậy, việc bảo quản dung
môi loại này rất phức tạp và tốn kém (bảo quản trong bóng tối, trong thùng kín với tác
nhân ức chế) [1].
1.3 Thay thế một phần dung môi hữu cơ bằng dung môi sinh học
Hầu hết các dung môi hữu cơ có nguồn gốc dầu mỏ dễ bắt cháy và rất độc, do đó,
nó đe dọa đến sức khỏe con người và môi trường (bao gồm việc phá hủy tầng ozone,
gây ô nhiễm không khí, ô nhiễm nước). Ngoài ra, nguồn nguyên liệu để sản xuất dung
môi hữu cơ là dầu mỏ đang ngày càng cạn kiệt và giá cả rất bấp bênh.
9
Vì vậy, cần thiết phải phát triển nghiên cứu các dung môi có tính an toàn hơn
đồng thời ít phụ thuộc vào thị trường dầu mỏ.
Các dung môi được coi là thân thiện với môi trường cần đáp ứng các tiêu chuẩn sau:
− Trước tiên nó phải là một dung môi có hiệu quả
− Thứ hai, nó có khả năng áp dụng được về mặt kinh tế
− Thứ ba, nó phải có tiện ích rộng rãi, nhìn chung là không độc hại đến môi
trường đặc biệt là đối với sức khỏe con người
Các phát minh ngày nay đã tạo ra DMSH thân thiện môi trường và đạt được các
tiêu chuẩn trên. Những dung môi này có khả năng phân hủy sinh học ở hệ thống xử lý
nước thải và ở các cống rãnh thông thường và có độ bay hơi thấp nên có thể được sử
dụng ngay cả trong các nơi ít thông thoáng [3].
Những DMSH được sử dụng thông dụng nhất là các metyl este của dầu mỡ động
thực vật, etyl este của axit lactic, hoặc hỗn hợp của các este này.
1.3.1 Dung môi sinh học từ este dầu thực vật và mỡ động vật
Các metyl este dầu thực vật hoặc mỡ động vật là các dung môi thay thế có nhiều
ưu điểm. Bảng 1.1 trình bày các tính chất chính của dung môi sinh học trên cơ sở
metyl este dầu thực vật [5].
10
Bảng 1.1: Các đặc tính chính của dung môi sinh học trên cơ sở metyl este dầu, mỡ
Tính chất
Phương pháp đo
Đơn vị
Giá trị
Áp suất hơi bão hoà
ASTM D 5191
mmHg
1 max
Độ nhớt ở 400C
ASTM D 445
cSt
>2
Điểm sương
ASTM D 2500
0
C
2 max
Điểm chớp cháy cốc kín
ASTM D 93
0
C
80 - 300
-
<10ppm đến 10%
-
0.84 -1.2
Độ tan trong nước
-
Tỷ trọng
ASTM D 1298
Khả năng phân hủy sinh học
-
%
> 95%
Độc tính ( LD 50 )
-
mg/kg
2000
ASTM D 130
-
Không
ASTM D 1133
-
57 min
Tính ăn mòn
Giá tri Kauri - Butanol
Khả năng dung môi của một chất được đánh giá thông qua thử nghiệm KauriButanol. Giá trị Kauri-Butanol (KB) của một dung môi biểu thị khối lượng lớn nhất
mà dung môi này có thể được thêm vào một dung dịch của nhựa Kauri (nhựa copal
hoá thạch) trong butyl ancol mà không gây vẩn đục.
Do nhựa Kauri tan hoàn toàn trong butyl ancol nhưng không tan trong các dung
môi hydrocacbon nên dung dịch nhựa chỉ chấp nhận một lượng nhất định chất pha
loãng. Các dung môi “mạnh hơn”, như toluene chẳng hạn, có thể được thêm vào với
lượng lớn hơn (và do đó có trị số KB cao hơn) các dung môi “yếu hơn” (ví dụ n-hexan).
1.3.2 Dung môi sinh học từ etyl lactat
Etyl lactat (CH3CHOHCOOC2H5) là một chất lỏng không màu, có mùi nhẹ, sôi
ở 154 C, có thể tan trong rượu, xeton, este và các hiđrocacbon cũng như trong nước.
Etyl lactat được điều chế bằng phản ứng este hóa giữa axit lactic và ancol etylic.
o
Trong tự nhiên, etyl lactat được tìm thấy trong các loại quả như: táo, cam quýt,
lê, dứa, các đồ uống có cồn, dấm và dừa….
Là một dung môi hữu cơ không độc, etyl lactate được sử dụng trong điều chế
dược phẩm, thực phẩm và mỹ phẩm. Trong chế biến thực phẩm, dung môi này được
ứng dụng làm các phụ gia thêm mùi vị hoa quả cho các loại kem, kẹo và các đồ uống.
Còn trong sản xuất mỹ phẩm, etyl lactat là chất hiệu chỉnh màu vẽ móng, thành phần
trong các loại kem bôi, mỹ phẩm lỏng dùng ngoài da, chất tẩy rửa, xà phòng và hợp
phần điều trị trứng cá.
Bảng 1.2: Một số tính chất của etyl lactat
Tên – Danh pháp
Etyl lactat
11
Lactic axit etyl este
Etyl 2- hidroxi propanoat
Công thức phân tử
C5H10O3
Khối lượng phân tử
118,13
Khối lượng riêng
1,03
Nhiệt độ nóng chảy
- 26oC
Nhiệt độ sôi
154oC
Chỉ số khúc xạ
1,4124
46oC
Điểm chớp cháy cốc kín
Áp suất hơi bão hòa (ở 20oC)
1,2 mmHg
So với các dung môi hóa thạch khác, etyl lactat có những ưu điểm như: phân
hủy tự nhiên 100%, dễ tái sinh, không ăn mòn, không gây ung thư và không làm thủng
tầng ozon bởi hạn chế sinh ra tác nhân gây hiệu ứng nhà kính (CO2). Vì vậy mà càng
ngày, dung môi này càng được ứng dụng nhiều hơn trong các ngành công nghiệp như:
− Chế tạo các chất phủ bề mặt bởi có tính dung môi cao, nhiệt độ sôi cao, áp
suất hơi thấp và sức căng bề mặt nhỏ; nó được sử dụng để phủ lên gỗ,
polistiren và các kim loại.
− Làm dung môi cho nitrocellulose, etyl cellulose, các ete cellulose và nhựa,
trong công nghiệp sơn, sản xuất mực in, tráng men, sơn dầu, vecni…
− Chất tẩy rửa tuyệt vời trong công nghiệp poliure (loại nhựa tổng hợp dùng
chế tạo sơn) bởi nó có khả năng hòa tan nhiều loại nhựa poliure.
− Làm chất tẩy rửa dầu, mỡ, các chất dính và các nhiên liệu rắn cho các bề
mặt kim loại.
− Ngoài ra, etyl lactate còn được ứng dụng trong ngành hóa chất vi điện tử.
Dung môi này được sử dụng làm chất mang trong kỹ thuật quang điện trở,
làm chất loại edge- bead và dung môi tẩy rửa trong công nghiệp sản xuất chất
bán dẫn .
1.3.3 Hỗn hợp DMSH
Như trên đã phân tích, một dung môi sinh học được coi là tốt khi chúng đạt các
tiêu chuẩn dung môi, đặc biệt có khả năng phân hủy sinh học cao, đa công dụng và
phải đảm bảo không độc hại đối với sức khỏe con người. Do khả năng hòa tan các este
dầu thực vật tinh khiết chỉ tương đương dung môi n-hexan nên hiện nay, người ta
thường sử dụng dung môi trên cơ sở hỗn hợp của este dầu thực vật và etyl lactate.
Bằng cách điều chỉnh chiều dài mạch cacbon và điều chỉnh thành phần phối chế hỗn
hợp dung môi, người ta có thể thu được hỗn hợp dung môi có tính chất hòa tan tương
đương với những dung môi có nguồn gốc hóa thạch mạnh nhất.
Hỗn hợp dung môi này cho thấy khả năng làm tăng hiệu quả đối với việc tẩy rửa
sơn, tẩy mực, loại mỡ như là một tác nhân làm sạch bề mặt và là một dung môi không
12
độc, chi phí sản xuất thấp hơn so với các dung môi độc đang được sử dụng phổ biến
[3]. Hỗn hợp dung môi này chính là đối tượng nghiên cứu của nhiệm vụ này.
1.4 Ứng dụng của DMSH
Dung môi hữu cơ có ứng dụng hầu hết trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là
trong các lĩnh vực sơn, in, nhựa trải đường, cao su, giấy, thuốc bảo vệ thực vật, sản
xuất đồ gỗ mỹ nghệ, vệ sinh công nghiệp và tổng hợp hoá học. Trong số các ứng dụng
nói trên, ngành công nghiệp sơn và nhựa rải đường sử dụng một lượng lớn dung môi
hữu cơ và các chất dễ bay hơi.
Ứng dụng trong ngành sơn
Có thể phân hủy sinh học và có khả năng dung môi tương đương, thậm chí cao
hơn khả năng dung môi của các sản phẩm có nguồn gốc dầu mỏ thường được sử dụng
(hydrocacbon), các metyl este dầu thực vật có ứng dụng đặc biệt trong ngành sơn
(nhựa alkyde); là một dung môi không bay hơi ở nhiệt độ thường, chúng “bảo đảm”
việc “tăng tính bền của sơn sau khi phủ trên bề mặt nhờ sự trung gian của các phản
ứng hoá học trong sự có mặt của oxy không khí” từ đó đảm bảo được chức năng “dung
môi hoạt tính” của chúng. Ở châu Âu, trong thành phần của các sơn alkyde thường có
từ 5 – 10 % metyl este của dầu cây aleurits fordii nhập khẩu từ Trung Quốc (chứa
80% axit béo C18:3 liên hợp). Từ năm 1998, do khó khăn trong việc nhập khẩu
nguyên liệu này từ Trung Quốc, người ta đã nghiên cứu thay thế chúng bằng metyl
este dầu cây Calendula (Calendula officinalis – chứa 60 % axit calendic, C18:3 liên
hợp) và đã thu được kết quả khả quan [6].
Ứng dụng trong ngành in
Ở các nước Bắc Âu và Thụy sĩ, từ vài năm nay, để đáp ứng được những đòi hỏi
về vấn đề an toàn môi trường, người ta đã nghiên cứu và đã thương mại hoá loại mực
in offset trên cơ sở các metyl este dầu thực vật để in bao bì đựng thực phẩm nhằm thay
thế loại mực in có nguồn gốc từ dầu mỏ (loại mực in thông thường có chứa 40% dung
môi là dầu khoáng) [7]. Loại mực 100% thực vật này có các ưu điểm chính là:
− Thân thiện với môi trường nhờ việc thay thế một sản phẩm có nguồn gốc
dầu mỏ bằng một sản phẩm sử dụng nguồn nguyên liệu có thể tái tạo được
và có khả năng phân hủy sinh học.
− Ít độc hại vì loại bỏ được dư lượng hiđrocacbon thơm chứa trong dầu
khoáng.
− Dễ sử dụng hơn các loại mực thông thường.
Ứng dụng dung môi để sản xuất nhựa đường biến tính
Dung môi sinh học trên cơ sở metyl este dầu thực vật được ứng dụng trong công
nghiệp chế biến nhựa đường từ khoảng năm 1997.
Những ưu điểm của loại nhựa rải đường biến tính này là:
− Thân thiện với môi trường (không có các chất hữu cơ dễ bay hơi trong thành
phần, được sản xuất từ nguồn nguyên liệu tái tạo được).
13
− Cải thiện được các điều kiện làm việc của người ứng dụng (không khói,
không mùi).
− Độ an toàn cao (điểm chớp cháy > 200°C).
− Có độ kết dính tự nhiên giữa các hạt đá rất tốt.
Ứng dụng dung môi sinh học để tẩy rửa bề mặt công nghiệp
Từ năm 1994, phòng thí nghiệm các dung dịch tẩy rửa bề mặt của Mỹ đã bắt đầu
nghiên cứu khả năng ứng dụng của một số dung môi sinh học [8]. Trong số các dung
môi được nghiên cứu, dung môi trên cơ sở este dầu thực vật có thể ứng dụng để tẩy
mực in (trên trống mực của máy in offset), tẩy sơn trên nền hoặc rửa súng phun sơn,
tẩy dầu mỡ và nhựa đường thay thế cho các hợp chất chứa clo, axetone, các
hiđrocacbon mạch thẳng. Đặc biệt, các dung môi sinh học đã được ứng dụng một cách
có hiệu quả trong việc xử lý những vùng bờ biển bị nhiễm bẩn do sự cố tràn dầu.
Ngoài ra dung môi sinh học cho thấy những ưu điểm vượt trội như:
− Phân hủy sinh học 100%
− Dễ dàng và không tốn kém khi thu hồi và tái sử dụng
− Sản xuất từ nguồn nguyên liệu tái tạo được
− Ít thải ra các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi
− Khả năng bay hơi thấp
− Điểm sôi cao
− Hoà tan nhựa, polime và mực in tốt
− Đặc tính thẩm thấu cao
− Không tham gia quá trình tạo ozone quang hoá
− Không gây ô nhiễm môi trường
− Không gây ung thư
− Không ăn mòn
Với những tính năng vượt trội và khả năng ứng dụng rộng rãi như đã nêu trên,
càng ngày, dung môi sinh học càng được sử dụng rộng rãi. Người ta ước tính, trong
một vài năm tới, nhu cầu sử dụng dung môi sinh học ở Châu Âu sẽ đạt 250000
tấn/năm [1].
1.5 Nguyên liệu sản xuất DMSH
DMSH trên cơ sở metyl este dầu thực vật có thể được sản xuất từ nhiều nguồn
dầu mỡ động thực vật khác nhau. Xu hướng thế giới hiện nay là tránh sử dụng các
nguồn nguyên liệu tái tạo cạnh tranh với lương thực. Vì vậy, dầu mỡ động thực vật
phế thải, dầu mỡ động thực vật không ăn được là những nguồn nguyên liệu nên được
lựa chọn. Trong khuôn khổ nhiệm vụ này, chúng tôi hướng tới nguồn nguyên liệu dầu
hạt cây Jatropha Curcas. Lý do lựa chọn nguồn nguyên liệu này sẽ được làm rõ trong
những phân tích ở các phần sau.
14
1.5.1 Nguồn gốc cây Jatropha Curcas
Jatropha Curcas còn có các tên gọi khác như cây cọc rào, cây cọc giậu, cây li, cây
diesel, cây dầu mè hay cây Ba đậu nam. Đây là một loài cây có lịch sử 70 triệu năm,
nguồn gốc từ Mexico (nơi duy nhất có hóa thạch của cây này) và Trung Mỹ, được
người Bồ Đào Nha đưa qua Cape Verde, rồi lan truyền sang châu Phi, châu Á. Hiện
nay, Jatropha Curcas được trồng ở nhiều nước, trở thành cây bản địa ở khắp các nước
nhiệt đới và cận nhiệt đới.
1.5.2 Đặc điểm cây Jatropha Curcas
Cây Jatropha Curcas cao 1 - 5m (trong tự nhiên có thể cao 8 - 10m), thân mọng
nước rất khó cháy nên không gây cháy rừng, mà còn có thể làm hàng rào ngăn lửa.
Trâu, bò, gia súc, chuột sợ mùi cây nên cây ít bị chúng phá [9]. Jatropha Curcas có thể
được trồng bằng hạt hay bằng thân cây. Cây lớn nhanh, sau 1 năm có thể cho quả, đến
5 năm cho năng suất cao và sống tới 50 - 60 năm. Cây có thể cho quả quanh năm nếu
được tưới nên dễ rải vụ. Năng suất quả phụ thuộc vào canh tác, nhưng trung bình có
thể đạt 3 -12 tấn hạt/hécta (giống siêu năng suất có thể đạt 32 tấn/hécta); với tỷ lệ dầu
31-37% [10, 11].
Hình 1.1: Cây, quả và hạt Jatropha Curcas
Mặt khác, cây Jatropha Curcas ít bị sâu bệnh, chịu hạn (hạn hán 8, 9 tháng nó vẫn
không bị chết), thích hợp với đất cát nhưng cũng có thể mọc ở nhiều loại đất khác, kể
cả đất sỏi đá và nhiễm mặn. Cho đến nay, trên đất dốc của các vùng đồi núi vẫn chưa
tìm kiếm được bất cứ cây gì khả dĩ trồng được trên diện tích lớn, có thu nhập cao, lại
có thị trường ổn định như cây Jatropha.
1.5.3 Giá trị cây Jatropha Curcas
Jatropha Curcas vốn dĩ là một cây dại, bán hoang dại mà người dân các nước
trồng chỉ để làm bờ rào và làm thuốc, nhưng với những phát hiện mới của khoa học đã
cho thấy Jatropha Curcas có tiềm lực giá trị to lớn, được đánh giá rất cao, nếu khai
thác tốt những giá trị sinh học của cây này.
Ví dụ, loại cây này khi trồng cho nhiều sản phẩm ích lợi như: khô dầu nhiều chất
đạm (38% protein), có thể làm phân hữu cơ, thức ăn cho gia súc, cho tôm, cá…(sau
khi đã tách hết độc tố). Sinh khối vỏ, quả, thân cây, lá, rễ có thể làm năng lượng sinh
khối hay sản xuất biogas, phân hữu cơ, hóa chất màu, hoạt chất kích thích sinh trưởng
thực vật [12], thuốc chữa bệnh cổ truyền như: nhuận tràng, xổ tẩy, cầm máu (nhựa),
15
trĩ, phù, rắn cắn (rễ), thuốc chống sốt rét (lá); các nhà nghiên cứu ở Nhật còn phát hiện
thấy trong Jatropha Curcas còn chứa chất chống ung thư, chữa bệnh bạch cầu… Có tài
liệu còn cho biết có thể chữa cả bệnh lở mồm, long móng ở gia súc [9].
Jatropha Curcas còn cho tanin thuộc da, thuốc trừ sâu và tiết ra nhiều chất có thể
xua đuổi chuột. Riêng ngọn lá non của loại cây này còn có thể làm rau xanh, nuôi một
loại tằm cho tơ (tassar silk worm), thân cây thích hợp để thả nuôi cánh kiến. Một số
công ty ở Malaysia đã trồng Jatropha Curcas cho biết thu nhập trên mỗi hec-ta
Jatropha Curcas có thể gấp 3 lần cây cao su và có thể tăng năng suất nhờ trồng xen với
gừng, nghệ, nêm, keo, bạch đàn…[9].
Gần đây, người ta phát hiện ra rằng hạt Jatropha có thể ép lấy dầu để chế biến
thành metyl este dầu hạt Jatropha làm nhiên liệu sinh học. Trong đề tài này, chúng tôi
ứng dụng metyl este dầu hạt Jatropha làm hợp phần chính cho DMSH.
Thông thường mỗi cây cho từ 5 – 6kg hạt và trên 1 ha có khoảng 2500 cây. Nếu
khai thác tốt mỗi ha trồng Jatropha Curcas có thể thu 4,5 tấn dầu/1 năm [13].
Nghiên cứu về giá trị kinh tế, giả thiết một ha Jatropha Curcas đạt 10 tấn
hạt/ha/năm sẽ thu được các loại sản phẩm chủ yếu có giá trị cao như sau:
- Dầu diesel sinh học: 3 tấn x 700 USD/tấn = 2.100 USD.
- Bã khô dầu: 7 tấn x 300 USD/tấn = 2.100 USD.
Như vậy 1 ha Jatropha Curcas tạo ra giá trị khoảng 4.200 USD/năm (hơn 60 triệu
đồng/ha/năm), lợi nhuận thu được sẽ phân phối cho nông dân sản xuất nguyên liệu và
nhà đầu tư công nghiệp chế biến dầu.
Hơn nữa, trồng cây còn giúp cố định trung bình 10 tấn CO2/hécta/năm, giảm thiểu
về khí thải do vậy, sản phẩm sinh học chế tạo từ cây này thực sự là sản phẩm thân
thiện với môi trường [10].
1.5.4 Kế hoạch phát triển cây Jatropha Curcas
Việc sử dụng dầu hạt cây Jatropha Curcas làm nguyên liệu chế biến nhiên liệu
sinh học chỉ mới bắt đầu được đề cập trong thập niên này nhưng đã thu hút được sự
quan tâm của rất nhiều nhà khoa học và các quỹ phát triển nhiên liệu sạch. Năm 1995,
quỹ Rockơphelơ và Chính phủ Đức tài trợ các nước Braxin, Nepan, Dimbabue chế
biến dầu Jatropha Curcas làm nhiên liệu. Ủy ban Kế hoạch Ấn Độ từ tháng 7 năm
2002 đã lập ra một tổ lãnh đạo phát triển nhiên liệu sinh học, xây dựng qui hoạch phát
triển dầu sinh học quốc gia, phấn đấu đến năm 2011 – 2012 dầu sinh học thay thế 20%
dầu hóa thạch và đưa diện tích đất trồng Jatropha Curcas lên 5 triệu ha. Năm 2003 đến
năm 2007 là giai đoạn thử nghiệm trồng trọt, tách hạt và chiết xuất dầu, chuyển hóa,
pha trộn, tiêu thụ.
Với những lợi ích lớn của cây Jatropha Curcas, hiện nay đã có rất nhiều nước
quan tâm tới việc trồng cây. Ở Indonesia, chính phủ đã quyết định khuyến khích trồng
cây Jatropha Curcas trên qui mô lớn. Ở Braxin, công ty dầu mỏ Petrobras đang tiến
hành một dự án tiên phong với 5000 gia đình nông dân trồng loại cây này [14]. Ở Thái
Lan, các nhà khoa học cũng đang dành sự quan tâm đặc biệt cho việc sử dụng dầu hạt
Jatropha Curcas làm nguyên liệu sản xuất biodiesel. Nếu được Bộ Nông nghiệp Thái
Lan quan tâm đúng mức, diện tích đất trồng Jatropha Curcas ở nước này sẽ tăng lên
16
320.000 ha so với 1600 ha đã có [13]. Như vậy, dự đoán trong nhiều năm tới, Jatropha
Curcas sẽ là loài cây phủ xanh vùng nhiệt đới và tạo ra cuộc “cách mạng” mới trong
nông nghiệp năng lượng. Theo điều tra sơ bộ hiện trên toàn thế giới đang có khoảng
1000 nhóm nghiên cứu về vấn đề này [15] và chỉ dăm năm nữa sự hiểu biết về vấn đề
này sẽ tăng đáng kể.
Ở Việt Nam, Viện Sinh học Nhiệt đới đã bắt đầu nghiên cứu khả năng phát triển
việc trồng cây Jatropha Curcas. Mặc dù cây Jatropha Curcas xuất hiện từ thế kỷ thứ
14, nhưng người dân chỉ trồng làm hàng rào. Do ít người quan tâm đến giá trị kinh tế
của Cọc giậu, nên giống cây này đã bị thoái hóa từ lâu. Nay các nhà khoa học và nhà
kinh tế đánh giá cây này đang tạo ra một “cuộc cách mạng xanh” ở các nước nhiệt đới
và bán nhiệt đới, trong đó có Việt Nam [9]. Theo ông Viện trưởng Viện Sinh học nhiệt
đới, việc trồng cây Jatropha Curcas sẽ giúp người nông dân tăng thu nhập, bảo vệ môi
trường và chống xói mòn đất [10].
Theo ước tính, Việt Nam có một hệ thống giao thông với đầy đủ các phương thức
vận tải: 219.192km đường bộ, 3.143 km đường sắt, 17.139 km đường sông nên việc
trồng cây Jatropha Curcas bên đường giao thông nhằm bảo vệ đường giao thông, góp
phần phòng chống tai nạn giao thông, ô nhiễm khí thải đồng thời thu hoạch quả để sản
xuất diesel sinh học và các sản phẩm đi kèm từ cây này sẽ mang lại hiệu quả cao.
Thật vậy, việc trồng cây sẽ tạo hành lang xanh, hạn chế người và gia súc, thậm
chí kể cả gia cầm, băng qua đường một cách bất ngờ. Ngoài ra, với đặc tính là thân
mềm, dễ uốn, tán lá dày, rậm rạp, cây “diesel” còn có tác dụng hạn chế tai nạn, giảm
thiểu thương vong khi các phương tiện giao thông vì một lý do nào đó đâm húc vào,
không như các cây gỗ cứng khác. Một đặc tính quý báu nữa: nhựa cây là một sản
phẩm thiên nhiên kỳ diệu giúp cầm máu nhanh, chống nhiễm trùng cho các vết thương
nếu không may tai nạn xảy ra ở nơi xa các trung tâm y tế.
Nếu cây Jatropha Curcas được trồng ở hai bên và hành lang an toàn của toàn bộ
hệ thống giao thông của nước ta, tổng lượng khí CO2 hấp thu hàng năm có thể lên tới
2.500.000 - 11.000.000 tấn. Nếu tính giá bán là 10 USD/1 tấn CO2, chúng ta sẽ thu
được 25 - 110 triệu USD/năm.
17
Hình 1.2: Ươm trồng Jatropha Curcas ở Việt Nam
Với mức độ trồng như thế, có thể tạo được lượng diesel sinh học thay thế diesel
nhập khẩu có giá trị tương đương 187.500.000 USD. Số lượng khô dầu còn lại sau khi
ép dầu gấp 2 - 3 lượng dầu diesel sinh học. Nếu chỉ tính giá khô dầu làm phân bón hữu
cơ, với giá khoảng 800.000 đồng/tấn và lượng khô dầu là 750.000 tấn thì thu nhập từ
khoản này sẽ là 375.000 USD/năm. Ngoài ra giá từ các sản phẩm khác như hóa chất và
dược phẩm, nông dược, mỹ phẩm cũng lên đến hàng chục triệu USD/năm [77].
Với yêu cầu môi trường sinh thái của cây Jatropha Curcas, hầu hết các vùng miền
núi nước ta có điều kiện khí hậu và đất đai phù hợp để trồng loại cây này, đều có khả
năng trở thành vùng trồng Jatropha Curcas thích hợp và rất thích hợp. Trước mắt
người ta đang xúc tiến dự án trồng thử Jatropha Curcas trên khoảng 100.000 ha đất để
rút kinh nghiệm về trồng trọt, công nghiệp, thăm dò thị trường, đánh giá về hiệu quả
kinh tế…, đồng thời chuẩn bị các điều kiện về pháp luật, chính sách, khoa học công
nghệ để phát triển ngành kĩ thuật này trong tương lai. Hiện tại đã có doanh nghiệp đi
tiên phong trong việc trồng thử Jatropha Curcas trên vùng đồi núi trọc ở các tỉnh phía
bắc Việt Nam. Công ty cổ phần Minh Sơn đã trồng hơn 100.000 ha rừng cây Jatropha
tại tỉnh Lai Châu. Hình 1.2 giới thiệu một số hình ảnh về quá trình ươm và trồng cây
Jatropha Curcas tại Việt Nam.
Với xu hướng phát triển như vậy, chỉ một vài năm tới chúng ta sẽ có nguồn
nguyên liệu dầu hạt Jatropha ổn định. Cho đến nay ở nước ta đã có nhiều công trình
sản xuất biodiesel từ dầu dừa, dầu hạt cao su, dầu bông, dầu sở, mỡ cá,… nhưng mới
chỉ có một công trình nghiên cứu về biodiesel từ dầu hạt Jatropha Curcas của Viện
Hóa học Công nghiệp Việt Nam. Vì vậy, đề tài này là một phần nghiên cứu tiếp theo
về điều chế và ứng dụng dầu hạt Jatropha Curcas làm dung môi sinh học.
18
1.6 Công nghệ sản xuất metyl este dầu mỡ động thực vật
1.6.1 Giới thiệu chung
Este dầu thực vật, mỡ động vật có thể được điều chế từ dầu thực vật hoặc mỡ
động vật nhờ quá trình este hóa chéo. Thông thường, dầu thực vật chứa khoảng 90 đến
99% triglixerit, 1 đến 10% axit béo tự do và các hợp chất khác. Dầu, mỡ phế thải chứa
nhiều axit béo tự do hơn. Trong quá trình este hóa chéo, triglixerit trong dầu thực vật
hoặc mỡ động vật được phản ứng hóa học với ancol để tạo thành các ankyl este của
axit béo. Các ancol được sử dụng trong quá trình este hóa chéo thường là các mono ancol mạch thẳng bậc 1 và bậc 2 có từ 1 đến 8 nguyên tử cacbon, ví dụ như metanol,
etanol, propanol, butanol và amyl ancol [16]. Trong số các ancol nói trên, metanol và
etanol được sử dụng nhiều nhất, đặc biệt là metanol vì có tính chất ưu việt hơn (là
ancol phân cực hơn và mạch ngắn hơn). Metanol có thể phản ứng nhanh với
triglyxerit, đồng thời xúc tác NaOH, KOH dễ dàng hòa tan trong nó.
Phản ứng este hóa chéo dầu thực vật với metanol được viết như sau:
Do phản ứng thuận nghịch nên lượng metanol thường cho dư để cân bằng dịch
chuyển về phía tạo ra sản phẩm. Sản phẩm phụ của quá trình là glyxerol (glycerin)
được sử dụng trong ngành dược, mỹ phẩm và các ngành khác. Để sản xuất metyl este,
có thể sử dụng công nghệ truyền thống là công nghệ xúc tác axit hoặc bazơ. Chất xúc
tác đồng thể hoặc dị thể được sử dụng để tăng tốc độ và hiệu suất của phản ứng.
1.6. 2 Quá trình este hóa chéo sử dụng chất xúc tác đồng thể
1.6.2.1 Cơ chế của phản ứng este hóa chéo
Quá trình este hóa chéo bao gồm một loạt các phản ứng thuận nghịch và nối tiếp
[17]. Triglixerit được chuyển hóa từng bước thành diglixerit, monoglixerit, và cuối
cùng thành glixerol [18]:
19
Một mol este được giải phóng ra sau mỗi bước, phản ứng là thuận nghịch nhưng
cân bằng vẫn dịch chuyển về phía tạo ra este của axit béo và glixerol. Cơ chế phản ứng
este hóa chéo với xúc tác bazơ gồm có 3 bước được tóm tắt như hình 1.3 [19]. Bước
đầu tiên là bước tấn công của anion của ancol (ion metoxit) vào nguyên tử cacbon ở
nhóm chức cacbonyl của phân tử triglyxerit để tạo thành hợp chất trung gian kiểu tứ
diện; trong bước thứ hai, hợp chất trung gian này phản ứng với ancol (metanol) để sinh
ra anion của ancol (metoxit); trong bước cuối cùng sự sắp xếp lại của các hợp chất
trung gian tứ diện dẫn đến sự tạo thành este của axit béo và glyxerol. Khi NaOH,
KOH, K2CO3 hoặc các chất xúc tác tương tự khác được trộn với metanol, chất xúc tác
thực – nhóm ancoxit được tạo thành. Một lượng nhỏ nước sinh ra trong phản ứng có
thể gây ra sự tạo thành xà phòng trong quá trình este hóa chéo.
Hình 1.3: Cơ chế phản ứng este hóa chéo triglyxerit với ancol trên xúc tác kiềm [20]
R-OH là glixerol, R1 là alkyl mạch dài, R’ là alkyl mạch ngắn.
1.6.2.2 Xúc tác của quá trình
Phản ứng este hóa chéo dầu thực vật có thể được xúc tác bởi kiềm, axit hoặc
enzym. Quá trình este hóa chéo trên xúc tác kiềm diễn ra nhanh hơn trên xúc tác axit [21].
Tuy nhiên, nếu glixerit có hàm lượng axit béo tự do cao hơn và chứa nhiều ẩm hơn thì
quá trình este hóa chéo sử dụng xúc tác axit lại thích hợp hơn [16, 21]. Xúc tác axit
thường là axit sunfuric, axit sunfonic và axit clohiđric. Xúc tác kiềm gồm có NaOH,
KOH, muối cacbonat và các ancoxit natri hoặc kali chẳng hạn metoxit natri, etoxit
20
- Xem thêm -