Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật tạo bong bóng hơi (cavitation) trong công nghệ sản xuất dầu gốc sinh học từ mỡ cá đại học bách khoa

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO NGHIỆM THU (Đã chỉnh sửa theo góp ý Hội đồng nghiệm thu ngày 23 tháng 10 năm 2018) NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUẬT TẠO BONG BÓNG HƠI (CAVITATION) TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU GỐC SINH HỌC TỪ MỠ CÁ CHỦ NHIỆM NHIỆM VỤ: PGS TS PHAN MINH TÂN Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 10/2018 ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO NGHIỆM THU (Đã chỉnh sửa theo góp ý Hội đồng nghiệm thu ngày 23 tháng 10 năm 2018) NHIÊM VỤ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUẬT TẠO BONG BĨNG HƠI (CAVITATION) TRONG CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU GỐC SINH HỌC TỪ MỠ CÁ CHỦ NHIỆM NHIỆM VỤ (Ký tên) CƠ QUAN CHỦ TRÌ (Ký tên/đóng dấu xác nhận) Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 10/2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp.HCM, ngày tháng năm 2018 BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KH&CN I THÔNG TIN CHUNG Tên nhiệm vụ: Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật tạo bong bong (cavitation) công nghệ sản xuất dầu gốc sinh học từ mỡ cá Thuộc: Chương trình/lĩnh vực: Khoa học Công nghệ lượng - Phát triển nhiên liệu sinh học / Công nghệ vật liệu Chủ nhiệm nhiệm vụ: Họ tên: Phan Minh Tân Ngày, tháng, năm sinh: 1956 Nam/ Nữ: Nam Học hàm, học vị: PGS TS Chức danh khoa học: Chức vụ Điện thoại: Tổ chức: Nhà riêng: Fax: E-mail: pmtanbk@gmail.com Mobile: 0968803688 Tên tổ chức công tác: Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Tp.HCM Địa tổ chức: 268 Lý Thường Kiệt, Phường 14, Quận 10, Tp.HCM Địa nhà riêng: Tổ chức chủ trì nhiệm vụ: Tên tổ chức chủ trì nhiệm vụ: Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Tp.HCM Điện thoại: 02838647256 Fax: 38 653823 E-mail: Website: hcmut.edu.vn Địa chỉ: 268 Lý Thường Kiệt, Phường 14, Quận 10, Tp.HCM Họ tên thủ trưởng tổ chức: PGS TS Mai Thanh Phong Số tài khoản: 3713.0.1056923 Kho bạc: Nhà nước Tp.HCM Tên quan chủ quản đề tài: Sở Khoa học Cơng nghệ Tp.HCM II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN Thời gian thực nhiệm vụ: - Theo Hợp đồng ký kết: từ tháng 10 năm 2016 đến tháng 10 năm 2018 - Thực tế thực hiện: từ tháng 10 năm 2016 đến tháng 10 năm 2018 - Được gia hạn (nếu có): - Lần từ tháng… năm… đến tháng… năm… - Lần … Kinh phí sử dụng kinh phí: a) Tổng số kinh phí thực hiện: 1.477 tr.đ, đó: + Kính phí hỗ trợ từ ngân sách khoa học: 1.335 tr.đ + Kinh phí từ nguồn khác: 142 tr.đ b) Tình hình cấp sử dụng kinh phí từ nguồn ngân sách khoa học: Số TT Theo kế hoạch Thời gian Kinh phí (Tháng, năm) (Tr.đ) 10/2016660 10/2017 10/2017540 9/2018 10/2018 135 Thực tế đạt Thời gian Kinh phí (Tháng, năm) (Tr.đ) 10/2016660 10/2017 10/2017-9/2018 540 10/2018 Ghi (Số đề nghị toán) 660 540 135 135 c) Kết sử dụng kinh phí theo khoản chi: Đối với đề tài: Đơn vị tính: Triệu đồng Số TT Nội dung khoản chi Trả công lao động (khoa học, phổ thông) Nguyên, vật liệu, lượng Thiết bị, máy móc Xây dựng, sửa chữa nhỏ Chi khác Tổng cộng Theo kế hoạch Tổng NSKH 462,075750 462,075750 660 518 354,924250 1.477 354,924250 1.335 Thực tế đạt Nguồn khác Tổng NSKH Nguồn khác 462,075750 462,075750 142 659,573100 517,573100 142 142 354,924250 1.476,573100 354,924250 1.334,573100 142 - Lý thay đổi (nếu có): Tiết kiệm 426.900 đ mua vật tư thấp so với dự toán Đối với dự án: Đơn vị tính: Triệu đồng Số TT Nội dung khoản chi Theo kế hoạch Thực tế đạt Tổng NSKH Nguồn khác Tổng NSKH Nguồn khác Thiết bị, máy móc mua Nhà xưởng xây dựng mới, cải tạo Kinh phí hỗ trợ cơng nghệ Chi phí lao động Ngun vật liệu, lượng Thuê thiết bị, nhà xưởng Khác Tổng cộng - Lý thay đổi (nếu có): Các văn hành q trình thực đề tài/dự án: (Liệt kê định, văn quan quản lý từ công đoạn xét duyệt, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực có); văn tổ chức chủ trì nhiệm vụ (đơn, kiến nghị điều chỉnh có) Số TT Số, thời gian ban hành văn QĐ số 736/QĐ-SKHCN ngày 17/10/2016 HĐ số 145/2016/HĐ-SKHCN ngày 24/10/2016 HĐ số 146/HĐ-ĐHBKKHCN&DA ngày 25/10/2016 Tên văn Ghi Phê duyệt nhiệm vụ nghiên cứu khoa học công nghệ Hợp đồng thực nhiệm vụ KHCN Hợp đồng giao nhiệm vụ Tổ chức phối hợp thực nhiệm vụ: Số TT Tên tổ chức đăng ký theo Thuyết minh Tên tổ chức tham gia thực Nội dung tham gia chủ yếu Sản phẩm chủ yếu đạt Ghi chú* - Lý thay đổi (nếu có): Cá nhân tham gia thực nhiệm vụ: (Người tham gia thực đề tài thuộc tổ chức chủ trì quan phối hợp, khơng q 10 người kể chủ nhiệm) Tên cá nhân đăng ký theo Thuyết minh Tên cá nhân tham gia thực PGS TS Phan Minh Tân PGS TS Phan Minh Tân ThS Trần Hải Ưng ThS Trần Hải Ưng ThS Phan Hồng Phương ThS Phan Hồng Phương ThS Đào Thị Kim Thoa ThS Đào Thị Kim Thoa ThS Nguyễn Kim Trung ThS Nguyễn Kim Trung TS Nguyễn Thành Duy Quang TS Nguyễn Thành Duy Quang TS Hồ Quang Như TS Hồ Quang Như Số TT Nội dung Sản phẩm chủ yếu đạt tham gia 1, 2, 3, -Thơng số thiết kế quy trình 4, 5, tinh chế mỡ cá -Thơng số cơng nghệ quy trình tinh chế mỡ cá -Thơng số thiết kế quy trình xử lý hố học mỡ cá -Thơng số cơng nghệ quy trình xử lý hố học mỡ cá -DNSH có khả thay dầu nhờn khống -Báo cáo tổng hợp 1, 3, -Thơng số thiết kế quy trình tinh chế mỡ cá -Thơng số thiết kế quy trình xử lý hố học mỡ cá -DNSH có khả thay dầu nhờn khống 2, 4, 5, -Thơng số cơng nghệ quy trình tinh chế mỡ cá -Thơng số cơng nghệ quy trình xử lý hố học mỡ cá -DNSH có khả thay dầu nhờn khoáng -Báo cáo tổng hợp 2, 4, 5, -Thơng số cơng nghệ quy trình tinh chế mỡ cá -Thơng số cơng nghệ quy trình xử lý hố học mỡ cá -DNSH có khả thay dầu nhờn khoáng -Báo cáo tổng hợp 1, 3, -Thơng số thiết kế quy trình tinh chế mỡ cá -Thơng số thiết kế quy trình xử lý hố học mỡ cá - Thơng số cơng nghệ quy trình xử lý hố học mỡ cá 1, -Thơng số thiết kế quy trình tinh chế mỡ cá -Thơng số thiết kế quy trình xử lý hố học mỡ cá 2, 3, -Thơng số cơng nghệ quy trình tinh chế mỡ cá -Thơng số thiết kế quy trình xử lý hoá học mỡ cá Ghi * TS Phạm Hồ Mỹ Phương TS Phạm Hồ Mỹ Phương 1, 2, 4, CN Nguyễn Thị Hạnh CN Nguyễn Thị Hạnh 4, 10 CN Võ Văn Tuyên CN Võ Văn Tuyên 2, -DNSH có khả thay dầu nhờn khống -Thơng số thiết kế quy trình tinh chế mỡ cá -Thơng số cơng nghệ quy trình tinh chế mỡ cá -Thơng số cơng nghệ quy trình xử lý hố học mỡ cá -Báo cáo tổng hợp -Thơng số cơng nghệ quy trình xử lý hố học mỡ cá -DNSH có khả thay dầu nhờn khống -Thơng số cơng nghệ quy trình tinh chế mỡ cá -Thơng số thiết kế quy trình xử lý hoá học mỡ cá - Lý thay đổi ( có): Thay đổi nhân Tình hình hợp tác quốc tế: Số TT Theo kế hoạch (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia ) Thực tế đạt (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số đoàn, số lượng người tham gia ) Ghi chú* - Lý thay đổi (nếu có): Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị: Theo kế hoạch Số (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa TT điểm ) Thực tế đạt (Nội dung, thời gian, kinh phí, địa điểm ) Ghi chú* - Lý thay đổi (nếu có): Tóm tắt nội dung, công việc chủ yếu: (Nêu mục 15 thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát nước nước ngoài) Số TT Các nội dung, công việc chủ yếu (Các mốc đánh giá chủ yếu) Thời gian (Bắt đầu, kết thúc - tháng … năm) Theo kế Thực tế đạt hoạch Người, quan thực Nội dung 10/2016 – 01/2017 10/2016 – 01/2017 Nội dung 01/2017 – 06/2017 01/2017 – 06/2017 Nội dung 10/2016 – 04/2017 10/2016 – 04/2017 Nội dung 03/2016 – 02/2018 03/2016 – 02/2018 Nội dung 01/2018 – 08-2018 01/2018 – 08-2018 Nội dung 05/2018 – 09/2018 05/2018 – 09/2018 PGS TS Phan Minh Tân ThS Trần Hải Ưng ThS Nguyễn Kim Trung TS Nguyễn Thành Duy Quang TS Phạm Hồ Mỹ Phương PGS TS Phan Minh Tân ThS Phan Hồng Phương ThS Đào Thị Kim Thoa TS Hồ Quang Như TS Phạm Hồ Mỹ Phương CN Võ Văn Tuyên PGS TS Phan Minh Tân ThS Trần Hải Ưng ThS Nguyễn Kim Trung TS Nguyễn Thành Duy Quang TS Hồ Quang Như CN Võ Văn Tuyên PGS TS Phan Minh Tân ThS Phan Hồng Phương ThS Đào Thị Kim Thoa ThS Nguyễn Kim Trung TS Phạm Hồ Mỹ Phương CN Nguyễn Thị Hạnh PGS TS Phan Minh Tân ThS Trần Hải Ưng ThS Phan Hồng Phương ThS Đào Thị Kim Thoa TS Hồ Quang Như CN Nguyễn Thị Hạnh PGS TS Phan Minh Tân ThS Phan Hồng Phương ThS Đào Thị Kim Thoa TS Phạm Hồ Mỹ Phương - Lý thay đổi (nếu có): III SẢN PHẨM KH&CN CỦA NHIỆM VỤ Sản phẩm KH&CN tạo ra: a) Sản phẩm Dạng I: Số TT Tên sản phẩm tiêu chất lượng chủ yếu Mỡ cá sau tinh chế có khả sử dụng dầu gốc sinh học Mỡ cá sau chuyển hố có khả sử Đơn vị đo Số lượng Theo kế hoạch Thực tế đạt L 100 100 100 L 100 100 100 dụng dầu gốc sinh học Hệ thống thiết bị tinh chế mỡ cá Hệ thống thiết bị phản ứng no hố mở vịng epoxy Dầu gốc sinh học Dầu nhờn động Hệ thống Hệ thống 1 1 1 L L 200 100 200 100 200 100 - Lý thay đổi (nếu có): b) Sản phẩm Dạng II: Số TT Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học cần đạt Theo kế hoạch Thực tế đạt Ghi - Lý thay đổi (nếu có): c) Sản phẩm Dạng III: Số TT Tên sản phẩm Bài báo khoa học Yêu cầu khoa học cần đạt Theo Thực tế kế hoạch đạt 01 01 Số lượng, nơi công bố (Tạp chí, nhà xuất bản) Tạp chí Khoa học Công nghệ Số lượng Theo kế hoạch Thực tế đạt 01 02 Ghi (Thời gian kết thúc) 2017 - Lý thay đổi (nếu có): d) Kết đào tạo: Số TT Cấp đào tạo, Chuyên ngành đào tạo Thạc sỹ đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp: Số TT Tên sản phẩm đăng ký Quy trình sản xuất dầu gốc sinh học từ mỡ cá quy trình sản xuất dầu nhờn sinh học Kết Theo kế hoạch Không Thực tế đạt Đã nộp đơn xin cấp sáng chế số 12018-04522 Ghi (Thời gian kết thúc) 2018 e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN ứng dụng vào thực tế 10 Số TT Tên kết ứng dụng Thời gian Địa điểm (Ghi rõ tên, địa nơi ứng dụng) Kết sơ 2 Đánh giá hiệu nhiệm vụ mang lại: a) Hiệu khoa học công nghệ: (Nêu rõ danh mục công nghệ mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình độ cơng nghệ so với khu vực giới…) b) Hiệu kinh tế xã hội: (Nêu rõ hiệu làm lợi tính tiền dự kiến nhiệm vụ tạo so với sản phẩm loại thị trường…) Tình hình thực chế độ báo cáo, kiểm tra nhiệm vụ: Số TT I II III Nội dung Báo cáo tiến độ Lần Lần Báo cáo giám định Lần Nghiệm thu sở Chủ nhiệm đề tài (Họ tên, chữ ký) Thời gian thực Ghi (Tóm tắt kết quả, kết luận chính, người chủ trì…) 15-02-2017 30-05-2017 09-2017 14-10-2018 Thủ trưởng tổ chức chủ trì (Họ tên, chữ ký đóng dấu) 11 - Thiết bị đo khí thải Hesbon HG-520 thơng số bảng 3.25 , hình 3.49 Hình 40 Thiết bị phân tích khí xả Hesbon HG520 Bảng 24 Thơng số kỹ thuật máy đo khí xả Hesbon HG520 - Thơng số Giá trị Sai số Hydrocarbon (HC) ÷ 9999 ppm ppm Carbonmonoxyde (CO) ÷ 9.999 % 0.01 % Carbondioxyde (CO2) ÷ 20 % 0.01 % Oxygen (O2) ÷ 25 % 0.01 % NOx ÷ 9999 ppm ppm Chu trình đo tiêu hao nhiên liệu theo tiêu chuẩn: Japan 10-15 Mode, hình 3.50 108 Hình 41 Máy tính hiển thị chu trình thử Japan 10-15 Nội dung thử nghiệm Các nội dung thử nghiệm thực bao gồm a) Thử nghiệm theo chu trình thử tiêu chuẩn Japan 10-15 Mode Các thông số đánh giá bao gồm - Tiêu thụ nhiên liệu theo chu trình - Nhiệt độ nhớt theo chu trình - Nhiệt độ khí nạp theo chu trình - Nhiệt độ khí thải theo chu trình b) Thử nghiệm tốc độ ổn định Các thông số đánh giá bao gồm - Tiêu hao nhiên liệu tốc độ ổn định - Nhiệt độ nhớt tốc độ ổn định - Nhiệt độ khí tốc độ ổn định - Nhiệt động khí thải tốc độ ổn định - Phát thải CO tốc độ ổn định - Phát thải CO2 tốc độ ổn định - Phát thải HC tốc độ ổn định - Nồng độ O2 tốc độ ổn định 109 Kết thử nghiệm thảo luận a) Thử nghiệm theo chu trình thử tiêu chuẩn Japan 10-15 Mode Các thơng số đánh giá bao gồm: - Tiêu thụ nhiên liệu theo chu trình Hình 42 So sánh đối chứng tiêu hao nhiên liệu theo chu trình Mức tiêu hao nhiên liệu xe máy sử dụng dầu nhờn sinh học đo 58.5 g/chu trình (4.16 km), giảm khoảng 1.57 % so với sử dụng mẫu nhớt thương mại, hình 3.51 - Nhiệt độ nhớt theo chu trình Hình 43 So sánh đối chứng nhiệt độ nhớt theo thời gian đo chu trình 110 Nhiệt độ nhớt động xe máy sử dụng dầu nhờn sinh học thấp xe sử dụng dầu nhớt thương mại khoảng 1/3 thời gian trình thử Khi cuối chu trình trình thử khắc nghiệt với vận tốc 70 km/h nhận thấy nhiệt độ dầu sinh học giảm trung bình 6.5 oC, hình 3.52 - Nhiệt độ khí nạp theo chu trình Hình 44 So sánh đối chứng nhiệt độ khí nạp theo thời gian đo chu trình Nhiệt độ khí nạp động xe máy sử dụng hai loại dầu nhớt dao động từ 31 oC đến < 32.5 oC Tùy điều kiện nhiệt độ đo mà kết cho khác Nhìn chung nhiệt độ thay đổi suốt q trình thử nghiệm đảm bảo điều kiện hoạt động ổn định động cơ, hình 3.53 - Nhiệt động khí thải theo chu trình Hình 45 So sánh đối chứng nhiệt độ khí thải theo thời gian đo chu trình 111 Nhiệt độ khí thải động xe máy sử dụng dầu nhờn sinh học so với dầu thương mại thấp đồ thị thể thay đổi nhiệt độ diễn suốt q trình đo tương tự khơng có điểm bất thường xảy Mức độ giải nhiệt profile nhiệt độ dầu sinh học thấp dẫn đến trình sinh nhiệt từ sản phẩm cháy thấp Khoảng giảm nhiệt độ nhiều diễn cuối chu trình trung bình khoảng 63 o C, hình 3.54 b) Thử nghiệm tốc độ ổn định Các thông số đánh giá bao gồm: - Tiêu hao nhiên liệu tốc độ ổn định Hình 46 So sánh đối chứng tiêu hao nhiên liệu tốc độ ổn định Mức tiêu hao nhiên liệu tốc độ ổn định từ đến 40 km/h sử dụng hai loại dầu nhờn sinh học dầu nhờn thương mại Kết cho thấy chênh lệch không lớn, tốc độ 10 km/h 40 km/h tiêu hao nhiên liệu dầu nhờn sinh học thấp % %, hình 3.55 - Nhiệt độ nhớt tốc độ ổn định Nhiệt độ nhớt động xe máy sử dụng dầu nhờn sinh học quan sát thấy tăng so với dầu nhờn thương mại tốc độ thấp (từ - 10 km/h) Khi tăng tốc, có xu hướng giảm so với dầu nhờn thương mại, nhiệt độ ghi nhận 40 km/h giảm khoảng gần oC, hình 3.56 112 Hình 47 So sánh đối chứng nhiệt độ nhớt tốc độ ổn định - Nhiệt độ khí nạp tốc độ ổn định Hình 48 So sánh đối chứng nhiệt độ khí nạp tốc độ ổn định Nhiệt độ khí nạp động xe máy ghi nhận trình đo, thời điểm khác bị ảnh hưởng yếu tố từ nhiệt độ phòng nên có chênh lệch kết khoảng chênh lệch khơng cao trung bình khoảng oC, hình 3.57 113 - Nhiệt động khí thải tốc độ ổn định Hình 49 So sánh đối chứng nhiệt độ khí thải tốc độ ổn định Nhiệt độ khí thải động xe máy sử dụng dầu nhờn sinh học giảm tốc độ thử nghiệm so với dầu nhớt thương mại Các trường hợp thử nghiệm chu trình theo tốc độ cho kết có xu hướng giống nhau, hình 3.58 - Phát thải CO tốc độ ổn định Hình 50 So sánh đối chứng khí thải CO tốc độ theo tốc độ Khí thải CO động xe máy sử dụng dầu nhờn sinh học thấp so với dầu nhờn thương mại tốc độ thử nghiệm Nồng độ CO thấp tốc độ cầm chừng xe máy Đây điều kiện thường áp dụng trạm đăng kiểm xe giới Vì 114 vậy, giá trị CO thấp tốt cho q trình kiểm tra thành phần khí thải xe máy, hình 3.59 - Phát thải CO2 tốc độ ổn định Hình 51 So sánh đối chứng khí thải CO2 tốc độ theo tốc độ Khí thải CO2 động xe máy sử dụng dầu nhờn thương mại cao so với dầu nhờn sinh học tốc độ từ 10 km/h đến 40 km/h Tùy vào độ nhớt dầu mà tốc độ cầm chừng cao hay hay thấp từ dẫn đến q trình đốt cháy nhiên liệu khí thải thay đổi theo, hình 3.60 - Phát thải HC tốc độ ổn định Hình 52 So sánh đối chứng khí thải HC tốc độ ổn định 115 Khí thải HC động xe máy sử dụng dầu nhờn sinh học thấp dầu nhờn thương mại tốc độ thử nghiệm Nồng độ HC thấp tốc độ cầm chừng xe máy khoảng 500 ppm, hình 3.61 Đây điều kiện thường áp dụng trạm đăng kiểm xe giới Tại tốc độ cao, giá trị nồng độ HC giảm dần hịa khí hịa trộn tốt Kết nhận thấy giảm khoảng 170 ppm tốc độ 10 km/h 66 ppm tốc độ 30 km/h Vì vậy, giá trị HC thấp tốt cho q trình kiểm tra thành phần khí thải xe máy - Nồng độ O2 tốc độ ổn định Hình 53 So sánh đối chứng thành phần O2 tốc độ ổn định Thành phần O2 động xe máy sử dụng dầu nhờn sinh học tương đối cao so với dầu nhờn thương mại, điều hợp lý với thành phần khí thải động cơ, hình 3.62 Khi mà thành phần CO oxy hóa tốt sử dụng dầu nhờn sinh học kéo theo thành phần O2 tăng số tốc độ ổn định Nhìn chung mặt khí thải, dầu nhờn sinh học sử dụng xe máy bước đầu cho kết khả quan việc giảm lượng phát thải động 3.6 Nội dung 6: Báo cáo khoa học tổng kết đề tài Báo cáo khoa học tổng kết đề tài thực nghiêm túc, trung thực, đầy đủ, xác có tính học thuật cao, theo quy định đề tài nghiên cứu khoa học 116 KẾT LUẬN Trên sở kết thu rút số kết luận sau: Đã xác định yếu tố cơng nghệ thích hợp xử lý vật lý mỡ cá bao gồm thuỷ hoá, tách sáp trung hoà Mỡ cá sau xử lý vật lý sử dụng làm dầu gốc pha chế dầu nhờn sinh học Đã thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị (quy mô 100 L/h) tinh chế mỡ cá sở kỹ thuật tạo bong bóng (cavitation) xác định điều kiện thích hợp xử lý vật lý mỡ cá sau: - Thủy hóa thiết bị cavitator áp suất làm việc 70 psi thời gian min, độ giảm trị số acid đạt 2.31 % - Tách sáp nhiệt độ làm lạnh oC thời gian h, điểm rót chảy đạt oC - Trung hịa thiết bị cavitator áp suất làm việc 70 psi thời gian min, trị số acid giảm từ 2.85 xuống 0.390 mgKOH/g Trên sở thơng số tối ưu q trình xử lý hóa học tiến hành xây dựng cơng nghệ hệ thống thiết bị phản ứng tổng hợp dầu gốc sinh học phản ứng epoxy no hoá mạch acid béo triglyceride mỡ cá với H2O2 mở vòng epoxy, sử dụng kỹ thuật cavitation Kỹ thuật cavitation hỗ trợ tiến hành phản ứng hóa học nhằm sản xuất dầu gốc sinh học nguồn nguyên liệu thay thân thiện với mơi trường Phản ứng epoxy hóa mỡ cá thực điều kiện áp suất 70 psi, nhiệt độ 60 oC, tỷ lệ mol H2O2/CH3COOH/= 5/2.5/1 hệ thống cavitation đạt kết quả: • Thời gian phản ứng 140 • Độ chuyển hóa nối đơi 94.8 % • Hàm lượng epoxy thu 9.6 % Việc kết hợp khuấy trộn hệ thống cavitation 60 oC, áp suất 70 psi khuấy 60 oC với tỷ lệ tác chất sử dụng H2O2/CH3COOH/= 5/2.5/1 đạt được: • Thời gian thực phản ứng rút ngắn: 10 khuấy trộn hệ cavitation 60 khuấy 60 oC 117 • Hàm lượng epoxy đạt 10.7 Phản ứng mở vòng epoxy thực điều kiện áp suất 70 psi, nhiệt độ 80 oC, tỷ lệ mol isopropanol/epoxy 2/1 Với việc ứng dụng kỹ thuật cavitation tăng tiếp xúc hai pha, giảm thời gian phản ứng nâng cao hiệu suất phản ứng Đã sử dụng dầu cá xử lý vật lý dầu cá xử lý hoá học phối trộn với dầu gốc phụ gia với tỷ lệ thay đổi từ 10/90 đến 50/50 tạo thành dầu nhờn sinh học Trên c7 sở kết xác định tiêu dầu nhờn sinh học theo TCVN độ nhớt, số độ nhớt, nhiệt độ chớp cháy, điểm chảy, đặc biệt độ bền oxy hoá cho thấy dầu nhờn sinh học chứa 25 % dầu cá mở vịng có tính chất phù hợp nhất, đáp ứng yêu cầu chất lượng dầu nhờn Đã tiến hành thử nghiệm dầu nhờn sinh học chứa 25 % dầu cá mở vòng động xe máy theo chu trình tốc độ ổn định Kết cho thấy: - Mức tiêu hao nhiên liệu giảm 1.57 % so với dầu nhờn thương mại - Phát thải CO, CO2 hydrocarbon thấp so với dầu nhờn thương mại Tóm lại, việc sử dụng dầu nhờn sinh học từ mỡ cá tra thay cho dầu nhờn khoáng với sữ hỗ trợ cavitation không bảo đảm mặt kỹ thuật mà cịn bảo đảm phưng diện mơi trường Bên cạnh đó, cịn nguồn ngun liệu có khả tái tạo hướng đến phát triển bền vững đồng thời hướng đầy tiềm cho việc chuyển đổi nguồn phụ phế phẩm nơng nghiệp thành Một sản phẩm có giá trị kinh tế cao 118 KIẾN NGHỊ Đề tài mở hướng việc sử dụng mỡ cá phụ phẩm trình chế biến cá tra với sản lượng hàng năm lên tới 250000 - 300000 tỉnh đồng sông Cửu Long Mỡ cá sử dụng làm dầu nhờn sinh học nâng cao đáng kể hiệu kinh tế cho ngành nuôi, chế biến cá da trơn nước ta, so với việc sử dụng mỡ cá sản xuất biodiesel Trong giá thành dầu DO dao động khoảng 20000 đ/l giá dầu nhờn khoảng > 100000 đ/l Dầu nhờn sinh học từ mỡ cá cịn sản phẩm thân thiện với mơi trường, góp phần quan trọng vào phát triển bền vững sản xuất thủy sản xây dựng thương hiệu cá da trơn Việt Nam Nhóm nghiên cứu số kiến nghị với Sở KHCN Tp.HCM sau: Cho phép nhóm nghiên cứu tiếp xúc với doanh nghiệp ngành chế biến cá tra doanh nghiệp sản xuất dầu nhờn để thông báo kết đạt đề tài xem xét khả hợp tác để thương mại hóa kết nghiên cứu Tài trợ kinh phí cho nhóm nghiên cứu nhằm hồn thiện cơng nghệ sản xuất dầu nhờn sinh học từ mỡ cá tra sử dụng kỹ thuật cavitation thử nghiệm, đánh giá toàn diện loại dầu nhờn sinh học Nếu Sở KHCN Tp.HCM tài trợ kinh phí nhóm nghiên cứu có điều kiện để đưa kết nghiên cứu vào sản xuất, tạo sản phẩm thân thiện với môi trường nâng cao lực cạnh tranh doanh nghiệp Việt Nam 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn, "Quyết định Phê duyệt quy hoạch nuôi, chế biến cá tra vùng Đồng sông Cửu Long đến năm 2020", 2014 [2] M Torbacke, Å Kassman Rudolphi, E Kassfeldt , “Lubricants”, John Wiley & Sons Ltd., 2014 [3] Đỗ Thị Thanh Hương, Trương Thị Mộng Thu, "Giá trị dinh dưỡng cá tra (pangasianodon hypophthalmus) khai thác sản phẩm giá trị gia tăng", Đại học Cần Thơ, 2014 [4] J.C.J Bart, E Gucciardi, S Cavallaro, “Biolubricants Science and Technology”, Woodhead Publishing, 2013 [5] Trần Thị Thanh Trúc, "Giáo trình Cơng nghệ chế biến dầu mỡ thực phẩm", Đại học Cần Thơ, 2005 [6] R D O’Brien, “Fats and Oils: Formulating and Processing for Applications”, 2nd ed., CRC Press LLC, 2004 [7] P S Lathi and B Mattiasson, “Green approach for the preparation of biodegradable lubricant base stock from epoxidized vegetable oil,” Appl Catal B Environ., 69, 3–4, 207–212, 2007 [8] A Campanella, E Rustoy, A Baldessari, and M A Baltanás, “Lubricants from chemically modified vegetable oils,” Bioresour Technol., 101, 1, 245-254, 2010 [9] J Salimon, N Salih, and B M Abdullah, “Improvement of physicochemical characteristics of monoepoxide linoleic acid ring opening for biolubricant base oil,” J Biomed Biotechnol., 2011, 2011 [10] M T Siniawski, N Saniei, B Adhikari, and L Doezema, “Influence of Fatty Acid Composition on the Tribiological Performance of Two Vegetable-Based Lubricants,” J Synth Lubr., 25, 45–55, 2008 [11] K M Talkit, D T Mahajan, V H Masand, "Analytical Study of vegetable oils and their blends as base oil for industrial lubricant" International Journal of Advanced Scientific and Technical Research, 6, 2, 656-663, 2012 [12] K M Talkit, D T Mahajan, V H Masand, "Study on physicochemical properties of vegetable oils and their blends use as possible ecological lubricant" Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, 4, 12, 5139-5144, 2012 120 [13] L A Quinchia, M A Delgado, C Valencia, J M Franco, and C Gallegos, “Viscosity modification of high-oleic sunflower oil with polymeric additives for the design of new biolubricant formulations”, Environ Sci Technol., 43, 6, 2060–2065, 2009 [14] L A Quinchia, M A Delgado, C Valencia, J M Franco, and C Gallegos, “Viscosity modification of different vegetable oils with EVA copolymer for lubricant applications” Ind Crops Prod., 32, 3, 607–612, 2010 [15] N H A Shamsuddin, R Abdullah, Z Hamzah, and S J H M Yusof, “The improvement of screening the significant factors of oil blends as biolubricant base stock”, Malaysian J Anal Sci., 19, 1, 88–96, 2015 [16] M Azwar, M Faisal, N Rashid, and M Rahimi, “Physical Property Modification of Vegetable Oil As Bio- Lubricant Using Zddp”, ARPN J Eng Appl Sci., 10, 15, 6525–6528, 2015 [17] Cao Hoai Nhan, Nguyen Vinh Khanh, "Synthesis of bio-base oil from peanut oil", Journal of Science and Technology, 47, 5A, 389-395, 2009 [18] Ngô Thị Ngọc Hân, Bùi Thị Bửu Huê, "Tổng hợp mỡ bôi trơn sinh học từ mỡ cá tra, cá basa dầu thực vật qua sử dụng", Tạp chí Khoa học, 55-58, 2013 [19] R D O’Brien, "Oils and Fats in the Food Industry: Food Industry Briefing Series", A John Wiley & Sons, Ltd., 2008 [20] Amith Aravind, M L Joy, K P Nair, "Lubricant properties of biodegradable rubber tree seed oil", Industrial Crops and Products, 74, 14-19, 2015 [21] "Engine Lubricant - RACER - The technical Requirement", Petrolimex Petrochemical Joint Stock Company: Hanoi, 2012 [22] C Puscas, G Bandur, D Modra, R Nutiu, "Mixtures of vegetable oils and di-2ethylhexyl-sebacate as lubricants", Journal of Synthetic Lubricantion, 23, 185-196, 2006 [23] T W Findley, D Swern and J T Scanlan, “Epoxidation of unsaturated fatty materials with peracetic acid in glacial acetic acid solution”, J Am Chem.Soc., 67, 3, 412-414, 1945 [24] V V Goud, A V Patwardhan and N C Pradhan, “Studies on the epoxidation of mahua oil by hydrogen peroxide”, Bioresurce Technology, 97, 12, 1365-1371, 2006 121 [25] P S Kumar, M S Kumar and A B Pandit, ”Experimental quantification of chemical effects of hydrodynamic cavitation”, Chemical Engineering Science, 55, 9, 1633-1639, 2000 [26] D Ghayal, A.B Pandit and V K Rathod (2012), “Optimization of biodiesel production in a hydrodynamic cavitation reactor using used frying oil”, Ultrasonics Sonochemistry, 20, 1, 322-328, 2013 [27] G L Maddikeri, P R Goagate A B Pandit, “Intensified synthesis of biodiesel using hydrodynamic cavitation reactors based on the intersecterification of waste cooking oil”, Fuel, 137, 285-292, 2014.28 [28] Z Lozada, G J Suppes, Y-C Tu, F-H Hsieh, “Soy-Based Polyols from Oxirane Ring Opening by Alcoholysis Reaction”, Applied Polymer, 113, 4, 2552-2560, 2009 [29] Nguyễn Thị Hải Yến, “Tổng hợp dầu nhờn sinh học từ mỡ cá da trơn phản ứng epoxy hóa với H2O2 có hỗ trợ siêu âm”, Luận văn Thạc sĩ, Đại học Bách Khoa Tp HCM, 2015 [30] M Shahabuddin, H H Masjuki, M A Kalam, “Experimental investigation into tribological characteristics of biolubricant formulated from Jatropha oil”, Procedia Engineering, 56, 597-606, 2013 [31] D I Ahmed, S Kasolang, R S Dwyer-Joyce, “Formulation and physico-chemical characteristics of biolubricant”, Jurnal Tribologi, 3, 1-10, 2014 [32] C J Reeves, P L Menezes, T C Jen, M R Lovell, “The influence of fatty acids on tribological and thermal properties of natural oils as sustainable biolubricants”, Tribology International, 2015 [33] J C O Santos, J P Dantas, “Thermal Stability and Kinetic Study on Thermal Decomposition of Commercial Edible Oils by Thermogravimetry”, Journal of Food Science, 4, 1393-1398, 2002 [34] K Warner, E N Frankel, T L Mounts, “Flavor and Oxidative Stability of Soybean, Sunflower and Low Erucic Acid Rapeseed Oils”, Journal of the American Oil Chemists’ Society, 66, 4, 558-564, 1989 122