Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ
-
1
LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc nhất tới GS.TS Đinh Thị Ngọ,
người đã tận tình hướng dẫn, chỉ đạo sâu sắc về mặt khoa học, và quan tâm, động viên,
giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn
thành đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong ngành Công Nghệ Hoá Dầu, Khoa
Hoá Môi - Trường, Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng, những người đã tận tình dạy
dỗ và giúp đỡ em rất nhiều trong suốt thời gian học tập.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, người thân, và bạn bè đã chia
sẻ khó khăn, động viên, giúp đỡ, tạo thêm động lực cho em trong suốt thời gian học
tập và làm đồ án tốt nghiệp.
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn!

Hải Phòng, tháng 7 năm 2010
Bùi Thị Thu Thuỷ
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ
-
2
MỞ ĐẦU Ngày nay, dung môi ngày càng có nhiều ứng dụng quan trọng trong công nghiệp và
trong đời sống hằng ngày. Tại Châu Âu, mỗi năm sử dụng đến hơn 5 triệu tấn dung

Để thực hiên được các nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp, em đã nghiên cứu tổng hợp
được etyl este từ mỡ cá là thành phần chủ yếu và quan trọng nhất trong dung môi sinh
học.
Nôi dung cần được giải quyết bao gồm: Xác đinh được thành phần của mỡ cá. Điều
chế xúc tác để tổng hợp etyl este từ mỡ cá, nghiên cứu cấu trúc và các đặc tính hóa lý
của xúc tác. Tổng hợp và đánh giá chất lượng sản phẩm của etyl este thu được để sử
dụng làm dung môi sinh học
Đồ án đã đóng góp được những điểm mới sau đây:
- Xác định được thành phần của mỡ cá từ đó đưa ra được các biện pháp tối ưu nhất
để xử lý các nguồn mỡ có chất lượng thấp: đã ôi thiu hoặc đã qua sử dụng, chỉ số axit
cao và gần như không có giá trị kinh tế. Từ đó, sử dụng mỡ cá đã tinh chế làm nguyên
liệu cho phản ứng tổng hợp etyl este.
- Khảo sát và tìm ra chế độ tối ưu chế tạo xúc tác dị thể KOH/MgSiO
3
để tổng hợp
etyl este từ mỡ cá với hiệu suất cao trên 90%. Với xúc tác di thể KOH/MgSiO
3
thì ta
có thể tiến hành tái sử dụng, tái sinh nhiều lần, dễ tách lọc sản phẩm, ít tiêu tốn năng
lượng.
- Tổng hợp được etyl este từ nguồn nguyên liệu mỡ cá phế thải rẻ tiền, từ đó nâng
cao giá trị kinh tế của mỡ cá và giải quyết việc ô nhiễm môi trường tại các khu chế
biến và và xuất khẩu cá da trơn. Ngoài ra có thể nói, đây là một trong những nghiên
cứu đầu tiên tổng hợp alkyl este từ etanol do quá trình tổng hợp và tinh chế etyl este
khó khăn hơn rất nhiều so với metyl este. Nhưng so với metanol chủ yếu được tổng
hợp hóa học và vô cùng độc hại, etanol lại là một nguồn nguyên liệu có khả năng tổng
hợp sinh học, không độc hại đối với con người và môi trường sống. Bởi vậy dung môi
sinh học đã tổng hợp được hoàn toàn thân thiện với môi trường và con người.
C.
+) Dung môi có nhiệt độ sô trung bình: 100 đến 150
o
C
+) Dung môi có nhiệt độ sôi cao: nhiệt độ sôi > 150
o
C.
b. Độ bay hơi (nếu ta thừa nhận ete ở 20
o
C và độ ẩm tương đối 65 ± 5% là chất có chỉ
số bay hơi bằng 1).
+) Dung môi dễ bay hơi: chỉ số bay hơi < 10.
+) Dung môi bay hơi trung bình: chỉ số bay hơi trong khoảng 10÷35.
+) Dung môi khó bay hơi: chỉ số bay hơi >35.
Độ bay hơi không chỉ phụ thuộc vào điểm sôi mà còn phụ thuộc vào nhiệt hóa hơi
của chất lỏng. [1,13].
c. Độ nhớt (tại 20
o
C).
+) Dung môi ít nhớt: độ nhớt động học < 2 cP.
+) Dung môi có độ nhớt trung bình: độ nhớt động học trong khoảng 2÷10 cP.
+) Dung môi có độ nhớt cao: độ nhớt động học >10 cP.
d. Momen lưỡng cực.
Những dung môi có phân tử với momen lưỡng cực vĩnh cửu gọi là dung môi lưỡng
cực, ngược lại dung môi có phân tử không có momen lưỡng cực vĩnh cửu gọi là dung
môi không lưỡng cực. [1,4,6].
e. Hằng số điện môi.
Những dung môi có hằng số điện môi cao có tác dụng như những dung môi phân
li. Đôi khi người ta còn gọi là dung môi phân cực, ngược lại là những dung môi có
hằng số điện môi thấp gọi là dung môi không phân cực [1,6].

cực lớn (µ > 2,5D). Mặc dù chúng có những nguyên tử hydro, nhưng chúng không phải là
chất cho proton để tạo liên kết hydro. Những dung môi quan trọng của nhóm này là
dimetylfomahit, dimetylaxetamit, dimetylsunfoxit, axeton, nitrometan, axetonitril,
nitrobenzen, lưu huỳnh đioxit, propylencacbonat, axit hexametyltriamit phosphoric [1].
1.1.2.5. Phân loại theo nguồn gốc dung môi.
Dung môi được chia thành hai nhóm: dung môi có nguồn gốc dầu khoáng và dung
môi có nguồn gốc từ thực vật, động vật (hay còn gọi là dung môi sinh học) [1].
1.1.3 Tƣơng tác giữa dung môi và chất tan.
Trong quá trình hòa tan, dung môi tác động vào chất tan để tăng trạng thái phân
tán. Trong quá trình hòa tan thì có tác động của các lực sau:
Tương tác giữa các phân tử: Trong quá trình hòa tan của chất tan A vào trong
dung môi B, lực liên kết giữa các phân tử trong một cấu tử (K
A-A
và K
B-B
) bị triệt tiêu,
và một lực mới được tạo thành giữa dung môi và phân tử chất tan:

BBAA
KK
→
BA
K2

Một chất tan dễ dàng tan trong trong một dung môi nếu lực hấp dẫn nội phân tử
của hai chất này gần giống nhau. [5].
Lực ion (lực Coulomb): Lực hấp dẫn giữa các ion của các điện tích trái dấu được
gọi là lực Coulomb. Lực Coubomb của hai ion 1 và 2 phụ thuộc vào điện tích e
1
và e

quả của sự hòa tan của phân tử phân cực (
1
) trong một dung môi phân cực (
2
)
được biểu diễn theo công thức sau:
12
4
.
DD
K
r

Lực lưỡng cực - lưỡng cực phụ thuộc lớn vào nhiệt độ.
Lực cảm ứng: lực cảm ứng là kết quả của tương tác giữa lưỡng cực vĩnh cửu và
lưỡng cực cảm. Do điện trường của lưỡng cực phân tử dẫn đến việc thay đổi tích điện
trong những phân tử lân cận và dẫn đến hiện tượng cảm ứng. Lực cảm ứng được tính
theo công thức sau:

Trong đó:
K
DDi
: Lực cảm ứng
: Độ phân cực
r : Khoảng cách giữa hai lưỡng cực
Lực liên kết hydro: lực liên kết hydro tồn tại trong các chất có nhóm hydroxyl
hoặc nhóm amino (như trong nước, rượu, axit, glycol và amin) và những phân tử này

Bảng 1.2. Sự phụ thuộc của khả năng pha loãng vào nhiệt độ
(dung môi: Nitrat xellulo, chất pha loãng: Toluen)

Dung môi - 10
0
C 20
0
C 50
0
C
Ety axetat
Butyl axetat
Amyl axetat
Octyl axetat
2,48
2,74
2,66
1,85
2,58
2,70
2,52
1,74
2,62
2,61
2,26
1,44

Nếu một chất không phải là dung môi được thêm từng giọt vào dung dịch nitrat
xenlulo, thì nitrat xellulo sẽ kết tủa hoặc hình thành dạng gel. Tỉ lệ thể tích của chất
không hòa tan/dung môi mà chất tan chưa bị kết tủa gọi là tỉ lệ pha loãng. Tỉ lệ pha

Một số dung môi đặc biệt (dung môi có chứa nhóm hydroxyl) là những chất hút ẩm,
chúng hấp thụ ẩm trong không khí đến một mức nào đó khi đạt được cân bằng. Lượng
nước hấp thụ được phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm không khí. Glycol ete và rượu là
những chất có tính hút ẩm khá mạnh [4,9].
1.1.4.6. Tỷ trọng và độ khúc xạ.
Nhiệt độ sôi, tỷ trọng và chỉ số khúc xạ được dùng để đánh giá độ tinh khiết của
dung môi.
Người ta thường xác định tỷ trọng của một dung môi ở 20
o
C và liên hệ với tỷ trọng
của nước ở 4
o
C. Tỷ trọng của hầu hết các dung môi giảm khi tăng nhiệt độ [1,2,6].
1.1.4.7. Khả năng bay hơi của dung môi.
Dung môi được phân loại dựa theo nhiệt độ sôi của nó:
+ Dung môi có nhiệt độ sôi thấp: nhỏ hơn 100
o
C.
+ Dung môi có nhiệt độ sô trung bình: 100 đến 150
o
C.
+ Dung môi có nhiệt độ sôi cao: lớn hơn 150
o
C.
Tỷ lệ bay hơi của dung môi phụ thuộc vào những yếu tố sau đây:
+ Áp suất bay hơi của nhiệt độ làm việc.
+ Nhiệt cung cấp.
+ Độ liên kết phân tử.
+ Sức căng bề mặt.
+ Khối lượng phân tử dung môi.

Bảng 1.3. Mật độ hơi tương đối của một số dung môi.

TT Dung môi Mật độ hơi (g/m
3
)
1 Toluen 3
2 Xylen 3
3 Etanol 1

Mật độ hơi là khối lượng của hơi dung môi trên một m
3
thể tích không khí trong
điều kiện cân bằng ở 101,3 kPa. Mật độ hơi tương ứng với lượng dung môi trong
không khí ở trạng thái bão hòa và phụ thuộc vào nhiệt độ.

Mật độ hơi tương đối ds được tính theo công thức sau:
Trong đó:
o ds: Mật độ hơi tương đối
o M
s
: Khối lượng phân tử của dung môi
o M
air
: Khối lượng phân tử trung bình của không khí. M
air
= 28,95 g/mol.
Trong điều kiện lý tưởng, mật độ hơi tương đối không phụ thuộc vào nhiệt độ. Mật

hơn thông thường.
Tuy nhiên, hỗn hợp đẳng phí cũng có những bất lợi như: điểm chớp cháy thấp hơn
(so với từng cấu tử thành phần), giới hạn cháy nổ cao hơn, tỉ lệ bay hơi cao hơn sẽ dẫn
đến ảnh hưởng không tốt trên bề mặt sơn.
Dung môi có thông số tan và liên kết hydro trung bình thích hợp để làm chất bắc
cầu, đặc biệt là xeton và glycol ete. Butyl glycol, diglycol, và triglicol thường được sử
dụng bởi nhóm kị nước và nhóm ưa nước [1,6].
1.1.4.12. Thông số Hidebrand.
Đây là một trong những thông số quan trọng để dự đoán khả năng hòa tan của dung
môi

Trong đó:
: Thông số Hildebrand

c
: mật độ năng lượng liên kết

H
: Nhiệt bay hơi
R : Hằng số khí
V
m
: Thể tích phân tử
T : Nhiệt độ
1.1.5 Tính chất hóa học của dung môi.
Tính trơ về mặt hóa học là điều kiện tiên quyết để sử dụng một chất lỏng như dung
môi. Hydrocacbon dãy béo và dãy thơm là những chất hóa học trơ và thỏa mãn điều
kiện này. Alcohol là chất bền vững về mặt hóa học nhưng lại phản ứng với kim loại
kiềm, kim loại kiềm thổ và nhôm tạo ra muối.
Este và xeton là những chất hóa học khá bền vững trong điều kiện bình thường. Vì

butylic-kauri một lượng lớn mà chưa làm cho dung dịch bị vẩn đục. Những dung dịch
yếu có giá trị Kauri-butanol thấp như hexan thì ngược lại [9,10].
Phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa trị số Kauri-butanol và tham số hòa tan
Hidelbrand :

0,04 14,2KB
[12]

Trong đó: : Tham số hòa tan Hildelbrand
KB : Trị số Kauri-Butanol.

Hình 1.2. Chỉ số Kauri-butanol của một số chất

Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ
-
12
1.1.6.4. Khả năng phân hủy sinh học của sản phẩm.
Các thử nghiệm đánh giá khả năng phân hủy sinh học đơn giản được thực hiện dựa

dung môi. Thử nghiệm này nhằm đánh giá sự có mặt của axit trong dung môi sinh học.
1.1.6.7. Tỷ trọng.
Tỷ trọng là tỷ số giữa trọng lượng riêng của một vật ở một nhiệt độ nhất định và
trọng lượng riêng của một vật khác được chọn là chuẩn, xác định ở cùng vị trí. Đối với
các loại sản phẩm dầu lỏng đều được lấy nước cất ở nhiệt độ 4
0
C và áp suất 760
mmHg làm chuẩn.
Có ba phương pháp xác định tỷ trọng là:
+ Dùng phù kế.
+ Dùng cân thủy tĩnh.
+ Dùng picnomet.
Phương pháp dùng picnomet là phương pháp phổ biến nhất, dùng cho bất kể loại
chất lỏng nào. Phương pháp này dựa trên sự so sánh trọng lượng của mỡ với nước cất
trong cùng một thể tích và nhiệt độ. Phương pháp dùng phù kế thì không chính xác
bằng phương pháp picnomet nhưng nhanh hơn [1,4,6].
1.1.7. Độc tính, nguy cơ của dung môi và vấn đề thay thế dung môi khoáng.
Ngày nay, người ta lại càng đặc biệt chú ý tới những nguy hiểm liên quan tới việc
sử dụng dung môi và có khuynh hướng thay thế những loại dung môi mang nhiều
nguy cơ, được sử dụng trong thời gian dài vì những lí do lịch sử, bằng những dung
môi ít nguy hại hơn. Ví dụ, benzen, một dung môi có nhiều công dụng nhưng là chất
gây ung thư được thay thế bằng những dung môi ít độc hơn (như toluen hay xylen).
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ
-
13
Dung môi có tác động khác nhau tới con người, cây cối. Ảnh hưởng của nó phụ
thuộc vào lượng dung môi và thời gian tiếp xúc. Trong một thời gian tiếp xúc ngắn,
một lượng lớn dung môi có thể ảnh hưởng ngay lập tức. Tuy nhiên, nếu hấp thụ một
lượng nhỏ dung môi nhưng trong thời gian dài có thể gây ra ảnh hưởng mãn tính. [9].
Hơi dung môi sau khi hít phải sẽ đi vào phổi, vào mạch máu rồi tích tụ lại ở những

nghiệp. Nó chiếm tới hơn 90% sản lượng dung môi trên toàn thế giới. Dung môi có
nguồn gốc dầu mỏ được phân thành các loại sau:
• Dung môi dầu mỏ.
• Ete dầu mỏ.
• Nhóm xăng dung môi gồm có: xăng dung môi dùng cho công nghiệp cao su, xăng
dung môi dùng cho công nghiệp sơn và xăng dung môi dùng trong các mục đích kỹ
thuật. [1,3,6].

Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ
-
14
1.2.1.1. Ete dầu mỏ.
Ete dầu mỏ là hỗn hợp của các loại hydrocacbua dãy metan và được chế tạo từ
các sản phẩm chưng cất trực tiếp, sản phẩm alkyl hóa và các sản phẩm tổng hợp.

Bảng 1.4. Đặc trưng kỹ thuật của các loại Ete dầu mỏ (ΓOCT.11992)

Các chỉ tiêu kỹ thuật Loại 40-70 Loại 70-100
1. Khối lượng riêng ở 20
0
C, g/cm
2
max 0,650 0,695
2. Nhiệt độ cất -10%,
0
C min
- 95% min
36
70
70


120
160
3. Độ hóa hơi theo xylen max 2
4. Hàm lượng lưu huỳnh,% khối lượng max 0,10
5. Hàm lượng các chất bị sulfonic hóa, %KL min 85
6. Nhiệt độ chớp cháy cốc hở,
o
C min 17
7. Axit và kiềm tan trong nước Không có
1.2.1.3. Xăng dung môi.
Xăng dung môi là hỗn hợp của các paraffin, các xycloparafin và các hydrocacbon
có giới hạn sôi từ 150 ÷ 220
0
C. Xăng dung môi là chất lỏng trong suốt, ổn định hóa
học, không ăn mòn và có mùi êm dịu.
Xăng dung môi được ứng dụng rộng rãi để chiết dầu và mỡ thực vật, sản xuất keo
trong công nghiệp cao su, chế tạo sơn và vecni. Ngoài ra, chúng còn được sử dụng cho
các mục đích kỹ thuật khác nhau như: rửa các chi tiết máy, giặt quần áo, tổng hợp da
nhân tạo…[1,3,4,6].
* Xăng dung môi dùng cho công nghiệp cao su
Xăng dung môi dùng cho công nghiệp cao su là phân đoạn có nhiệt độ sôi thấp,
chưng cất trực tiếp từ dầu mỏ hoặc từ quy trình reforming xúc tác đã khử thơm. Xăng
dung môi có giới hạn trong khoảng sôi hẹp (80
0
C ÷120
0
C), nhằm đảm bảo cho chúng
có khả năng bay hơi nhanh.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ

Công nghiệp cao su
ΓOCT-443-76
ЬP-1 ЬP-2
1.Tỷ trọng , max
2.Thành phần cất,
o
C, max
- Điểm sôi đầu
- 10%TT
- 50% TT
- 90% TT
- 97,5% TT
% thể tích cất được, min
-Trước 110
o
C
-Trước 120
o
C
-Trước 200
o
C
-

45
88
105
145
170


-
-

93/98
98
-
3. Hàm lượng S, % KL max 0,025 0,025 0,020 0,020
4.Chỉ số iot, g/100 g, max 2,0 - - -

5. Độ axit mgKOH/100 ml, max 0,6 - - -
6. Hàm lượng nhựa,mg/100g, max 2,0 - - -
7. Chớp cháy cốc kín
o
C, max - 33 - -

8. Test trên các vết dầu - - chịu được chịu được
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ
-
16
* Xăng dung môi dùng cho mục đích kỹ thuật
Xăng dung môi dùng cho mục đích kỹ thuật có thành phần phân đoạn rộng hơn
ứng với khoảng sôi 45 ÷ 170
0
C. Loại xăng này có nhiệt độ sôi đầu nhỏ nhất trong các
loại xăng dung môi (không thấp hơn 45
0
C), là loại chất lỏng dễ bay hơi, độc hại và dễ
cháy nổ.
* Xăng chiết
Xăng chiết thu được thông qua quá trình reforming bằng chất xúc tác, đã được tách

Khả năng sản xuất với số lượng lớn.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ
-
17
1.2.3.2. Ưu điểm của dung môi sinh học.
Dung môi sinh học có nhiều ưu điểm nên ngày nay người ta đã đang nghiên cứu và
sản xuất dung môi sinh học.
Dung môi sinh học không độc hại tới sức khỏe con nguời. Đây là ưu điểm lớn nhất
của dung môi sinh học. Khi sử dụng dung môi sinh học người công nhân không cần sử
dụng các thiết bị bảo hộ đặc biệt, dung môi sinh học không gây kích ứng da và mắt,
gây nhức đầu, choáng váng nên năng suất của người lao động được cải thiện, giảm
thiểu các bệnh nghề nghiệp. Ưu điểm này làm cho dung môi sinh học được ứng dụng
trong y tế, mỹ phẩm, dược phẩm.
Dung môi sinh học có nguồn gốc từ thực vật nên hầu hết đều phân hủy dễ dàng. Ưu
điểm này là nhân tố góp phần vào sự phát triển bền vững của xã hội vì dung môi sinh
học không làm ảnh hưởng tới hệ sinh thái [9,13].
Có điểm chớp cháy và điểm sôi cao hơn dung môi từ dầu mỏ. Đặc điểm này làm
cho dung môi sinh học an toàn hơn dung môi có nguồn gốc từ dầu mỏ. Nguy cơ cháy
nổ do dung môi giảm đi.
Hàm lượng chất làm thủng tầng ozone (ODCs) thấp, chất gây ô nhiễm thấp
(HAPs), chất hữu cơ bay hơi (VOAs) thấp. Ưu điểm này có dung môi sinh học có ý
nghĩa lớn trong việc bảo vệ môi trường
Không có mùi khó chịu và không gây kích ứng da. Dung môi sinh học có thể được
ứng dụng làm mỹ phẩm.
1.2.3.3. Nhược điểm của dung môi sinh học
Ngoài những ưu điểm kể trên thì dung môi sinh học có những nhược điểm đáng kể
làm cho nó chưa được sử dụng rộng rãi.
Giá thành cao. Đây là nhược điểm lớn nhất của dung môi sinh học. Dung môi
sinh học thướng đắt hơn dung môi dầu mỏ từ 2 - 4 lần nên vì lợi ích kinh tế nên người
ta vẫn tiếp tục sử dụng dung môi hóa thạch. Để khắc phục vấn đề này cần phải tìm

phần.
Cải thiện được những điều kiện làm việc của người sử dụng (không khói, không
mùi, không kích ứng da và mắt).
Độ an toàn cao, điểm chớp cháy lớn hơn 200
o
C.
Có độ kết dính tự nhiên giữa các hạt đá rất tốt.
* Ứng dụng trong tẩy rửa các bề mặt công nghiệp.
Trong số các dung môi được nghiên cứu, dung môi trên cơ sở etyl este mỡ thực vật
có ứng dụng trong tẩy mực in, tẩy sơn trên nền hoặc rửa súng phun sơn, tẩy dầu mỡ
của nhựa đường, thay thế cho các hợp chất chứa clo, axeton, các hydrocacbon mạch
thẳng.
Ưu điểm:
Phân hủy sinh học 100%.
Dễ dàng và không tốn kém khi thu hồi và tái sử dụng.
Hòa tan nhựa, polyme và mực in tốt.
Đặc tính thẩm thấu cao.
1.3 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO DUNG MÔI SINH HỌC TỪ NGUỒN NGUYÊN
LIỆU MỠ ĐỘNG VẬT THẢI.
Dung môi sinh học được chế tạo từ nhiều thành phần khác nhau bao gồm: alkyl
este, alkyl lactate và phụ gia. Đây là những thành phần tốt để chế tạo dung môi sinh
học vì chúng đáp ứng được các chỉ tiêu kỹ thuật của dung môi sinh học, nhưng trong
đó alkyl este là các tiền chất chính để pha chế dung môi. Vì vậy trong phạm vi đồ án
này, em nghiên cứu chế tạo etyl este từ nguồn nguyên liệu mỡ động vật thải và etanol,
từ đó sử dụng để pha chế dung môi sử dụng cho các mục đích được yêu cầu [10,15].
1.3.1 Nguyên liệu sản xuất.
Nguyên liệu sản xuất etyl este là các loại mỡ động vật với thành phần chính là các
este của glyxerin với các axit béo bậc cao, có tên là triglyxerit.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ
-

- Axit béo : Thành phần khác nhau của mỡ động vật đó là các axit béo. Các axit
béo có trong mỡ động vật phần lớn ở dạng kết hợp trong glyxerit và một lượng nhỏ ở
trạng thái tự do. Các glyxerit có thể thủy phân thành các axit béo theo phương trình
phản ứng sau:
CH
2
-O-CO-R
1
CH
2
-OH R
1
-COOH
| |
HC-O-CO-R
2
+ 3H
2
O ↔ HC-OH + R
2
-COOH
| |
CH
2
-O-CO-R
3
CH
2
-OH R
3

Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ
-
21
Bảng 1.7. Thành phần axit béo của một số loại mỡ động vật [31].

Thành phần các
axit béo(% trọng
lƣợng)
Loại mỡ
Mỡ bò Mỡ lợn Mỡ gia
cầm
Cá
trích
Cá
mòi
Cá mòi
dầu
Cá
basa/tra
C12:0 - - - 0.1 0.1 0.15 -
C14:0 2.8-4.0 1.3-1.8 0.2-2 6.1 6.7 7.3 1-4
C14:1 0.5-1.0 - ≤0.2 - - - -
C15:0 0.4-0.5 0-0.2 ≤ 0.2 0.4 0.7 0.6 -
C16:0 23-27 23-26 19-27(22) 10.8 17.8 19 22-30
C16:1 2.3-4.2 1.4-3.7 5-10(6) 7.3 6.0 9.0 1-3
C16:2 - - - 0.6 1.1 1.8 -
C16:3 - - - 6.7 0.6 1.6 -
C16:4 - - - 1.3 1.7 2.5 -
C17:0 1.0-1.4 0.3-0.5 ≤0.3 0.3 0.8 0.9 -
C17:1 - 0.2-0.4 ≤0.3 0.3 0.3 - -

, C
20
thì khi tổng hợp alkyl este, sản phẩm có tỷ trọng, độ nhớt lớn. Với các
axit béo có hàm lượng không no cao thì các alkyl este sản phẩm dễ dàng bị oxi hóa,
làm biến chất sản phẩm. Nhưng nếu hàm lượng axit béo no cao, thì sản phẩm lại có độ
nhớt cao, ứng dụng làm biodiesel và dung môi sinh học không đủ tiêu chuẩn chất
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ
-
22
lượng. Hơn nữa, so sánh alkyl este từ mỡ động vật và dầu thực vật thì alkyl este mỡ
động vật không có các chất chống oxi hóa tự nhiên như dầu thực vật nên sản phẩm dễ
bị oxi hóa và biến chất hơn. Do đó, với alkyl este từ mỡ động vật, cần pha chế thêm
các phụ gia chống oxi hóa để đảm bảo chỉ tiêu chất lượng [19,20].
1.3.1.2. Tính chất vật lý của mỡ động vật
- Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ đông đặc: Vì các mỡ khác nhau có thành phần hóa
học khác nhau. Do vậy, các loại mỡ khác nhau có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ đông
đặc khác nhau. Các giá trị này không ổn định thường nằm trong một khoảng nào đó.
Do trong thành phần của mỡ động vật chủ yếu là các triglyxerit của các axit béo có
gốc hydrocacbon no, nên nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ đông đặc của mỡ động vật
thường rất cao. Chúng thường đóng rắn ngay ở nhiệt độ thường. Nhiệt độ này dao
động trong khoảng từ 25÷55
o
C.
- Tính tan của mỡ động vật: Vì mỡ động vật không phân cực do vậy chúng tan rất
tốt trong dung môi không phân cực, tan rất ít trong rượu và không tan trong nước. Độ
tan của mỡ phụ thuộc vào nhiệt độ.
- Màu của mỡ động vật: Thành phần các hợp chất trong dầu quyết định màu của
mỡ. Mỡ tinh khiết có màu vàng nhạt hoặc màu trắng ngà do carotenoit và các dẫn xuất
của nó.
- Khối lượng riêng: Khối lượng riêng của mỡ động vật thường nhẹ hơn nước, d

Đây là phản ứng cơ bản trong quá trình sản xuất xà phòng và glyxerin từ mỡ động
vật.
- Phản ứng cộng hợp: Trong điều kiện thích hợp, các axit béo không no sẽ cộng
hợp với các chất khác.
- Phản ứng hydro hóa: Là phản ứng được tiến hành ở điều kiện nhiệt độ, áp suất
thấp và sự có mặt của xúc tác Ni.
Trong những điều kiện thích hợp, mỡ động vật có chứa các axit béo không no có
thể cộng hợp với các halogen.
- Phản ứng trao đổi este: Các glyxerin trong điều kiện có mặt của xúc tác vô cơ
(H
2
SO
4
, HCl hoặc NaOH, KOH) có thể tiến hành este chéo hóa với các rượu bậc một
(như metylic, etylic)…tạo thành các alkyl este của axit béo và glyxerin:
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ
-
23
C
3
H
5
(OCOR)
3
+ 3C
2
H
5
OH →3 RCOOC
2

- Chỉ số iot: Là số gam iot tác dụng với 100 gam dầu mỡ. Chỉ số iot biểu thị mức độ
không no của dầu mỡ. Chỉ số này càng cao thì mức độ không no càng lớn và ngược lại.
- Hàm lượng các tạp chất cơ học: Trong mỡ động vật có chứa một lượng các tạp
chất cơ học nhất định. Các tạp chất này bị lẫn vào dầu trong quá trình giết mổ, sử
dụng, bảo quản, vận chuyển. Hàm lượng các tạp chất cơ học phụ thuộc vào nguồn gốc
của mỡ động vật. Chỉ tiêu này được xác định bằng cách lấy một lượng mỡ xác định
sau đó đem lọc bằng giấy lọc, cân lượng cặn thu được trên giấy lọc, từ đó ta sẽ xác
định được hàm lượng cặn trong mỡ. Hàm lượng cặn trong mỡ càng nhỏ càng tốt.
- Hàm lượng nước: Nước lẫn trong mỡ động vật trong quá trình sử dụng, bảo
quản, vận chuyển. Xác định hàm lượng nước trong mỡ có ý nghĩa quan trọng. Nếu
trong mỡ có chứa nước thì ta phải tách hết nước trước khi làm nguyên liệu của quá
trình sản xuất alkyl este. Đây là một bước trong quá trình chuẩn bị nguyên liệu.
1.3.1.5. Một số loại mỡ động vật thông dụng.
Mỡ động vật là một phụ phẩm của ngành chế biến thịt thực phẩm. Các loại mỡ bao
gồm cả các loại ăn được và không ăn được như mỡ bò, mỡ lợn, mỡ gia cầm hay mỡ
cá... Các loại mỡ này được cung cấp ra thị trường bởi các công ty chế biến, xuất khẩu
thực phẩm, hay ngay tại các khu giết mổ gia súc, gia cầm. Thu gom và xử lý các “phế
phẩm” này không chỉ góp phần nâng cao giá trị kinh tế của chúng mà còn góp phần
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ
-
24
giải quyết các vấn để ô nhiễm môi trường, nguy hại cho sức khỏe con người do sự
phân hủy của mỡ động vật [20].
a. Mỡ bò
Mỡ bò là một trong những loại mỡ có nhiều ứng dụng khác nhau trong thực tế đời
sống và công nghiệp. So với các loại mỡ động vật khác, trong thành phần hóa học, mỡ
bò có hàm lượng các axit béo no cao. Bởi vậy, mỡ bò đóng rắn ngay ở nhiệt độ thường
do nó có nhiệt độ nóng chảy rất cao, khoảng 50
o
C đến 55

axit stearic, 1% axit myristic, 44% - 47% axit oleic, 3% axit palmitoleic, 6% - 10%
axit linoleic. Như vậy trong thành phần axit béo của mỡ lợn có hàm lượng các axit béo
không no tương đối lớn, khoảng từ 56% đến 62%. Do đó, nhiệt độ nóng chảy của mỡ
lợn cũng tương đối thấp, khoảng 30 đến 40
o
C. Một số tính chất khác của mỡ lợn như:
tỷ trọng ở 20
o
C: 0,917-0,938; chỉ số iot: 45-75; chỉ số axit: 3,4 mgKOH/g; chỉ số xà
phòng hóa: 190-205mgKOH/g [19,33].
Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ
-
25
c. Mỡ cá
Mỡ cá có thành phần acid béo gần tương tự mỡ heo, trong đó có hàm lượng acid
linoleic cao hơn mỡ heo(11.6-14.5%). Mỡ cá Ba sa (dạng mỡ lá) - là phụ phẩm của
việc sản xuất fillet cá Ba sa đã chiếm khoảng 50 - 60% so với lượng fillet sản xuất.
Tuy nhiên, trong mỡ cá có nhiều acid béo không no, nếu không được xử lý tốt sẽ bị ôi,
kém chất lượng và có thể ảnh hưởng đến sức khoẻ của người tiêu thụ.
Những nghiên cứu thử nghiệm sơ bộ cũng cho thấy mỡ cá tuy có mùi tanh và có
màu vàng, nhưng có thành phần acid béo gần tương tự như mỡ heo và một số dầu thực
vật; có tính chất hóa lý và cảm quan tốt, có thể được xử lý công nghệ tương tự các loại
dầu mỡ khác.
So với các loại mỡ động vật khác, mỡ cá có những điểm khác như:
- Mỡ cá Ba sa có hàm lượng phosphatide thấp (0,034%) so với các loại dầu thực
vật (0,5 – 3%). Như vậy, trong quá trình xử lý tinh chế có thể bỏ qua công đoạn
hydrate hóa để loại các phosphatide.
- Chỉ số Iod của mỡ cá < 100
- Hàm lượng Cholesterol trong mỡ cá Ba sa (85 mg%) thấp hơn nhiều so với mỡ
heo (126 mg%), nó cũng thấp hơn so với hàm lượng có trong cơ của loài cá sống ở