Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình este hoá dầu ăn đã qua sử dụng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA SƯ PHẠM

KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ
TRÌNH ESTE HÓA DẦU ĂN ĐÃ QUA
SỬ DỤNG
Luận văn tốt nghiệp
Ngành sư phạm Hóa Học

Giáo Viên Hướng Dẫn

Sinh Viên Thực Hiện

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

Nguyễn Thị Thúy An
MSSV: 2071971
Lớp: Sư Phạm Hóa K33

Cần Thơ, 2011


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

LỜI CẢM ƠN
Qua thời gian thực hiện đề tài ngoài sự nỗ lực học tập của bản thân, tôi còn nhận
được sự động viên giúp đỡ của thầy cô và bạn bè. Nay, tôi xin chân thành gửi lời cảm
ơn đến:
- Thầy Nguyễn Mộng Hoàng đã tận tình chỉ bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho

tôi hoàn thành đề tài này. Thầy đã giúp đỡ, hướng dẫn tôi rất nhiều trong suốt quá trình
thực hiện đề tài.
- Thầy Nguyễn Văn Hùng đã góp ý để luận văn của tôi hoàn chỉnh hơn.
- Anh Nguyễn Điền Trung đã luôn giúp đỡ cho tôi hoàn thành đề tài.
- Quý Thầy, Cô trong bộ môn Hóa, đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong thời gian qua.
- Các thành viên trong lớp Sư Phạm Hóa K33 và những người bạn thân đã nhiệt
tình giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn.

Xin chân thành cảm ơn
Nguyễn Thị Thuý An

i


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................
............................................................................................................................................

............................................................................................................................................

ii


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................

iii


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn ..................................................................................................................i
Mục lục ........................................................................................................................iv
Danh mục bảng ............................................................................................................viii
Danh mục hình ............................................................................................................x
Tóm tắt đề tài ..............................................................................................................1
PHẦN MỞ ĐẦU .........................................................................................................2
1. Lí do chọn đề tài ....................................................................................................2
2. Mục tiêu nghiên cứu ..............................................................................................3
3. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài .......................................................3
4. Phương pháp ..........................................................................................................3
4.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết .........................................................................3
4.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm .................................................................3
5. Các bước thực hiện đề tài ......................................................................................4
PHẦN NỘI DUNG .......................................................................................................5
1.1. Dầu thực vật ...........................................................................................................5
1.1.1. Khái niệm dầu thực vật .......................................................................................5
1.1.2. Thành phần hoá học của dầu thực vật .................................................................5
1.1.3. Tính chất lý hoá cơ bản của các dầu thực vật .....................................................7
1.2. Lipit ........................................................................................................................8
1.2.1. Khái niệm về lipit ...............................................................................................8
1.2.2. Phân loại về lipit .................................................................................................9
1.2.2.1. Dựa vào phản ứng xà phòng hóa .....................................................................9
1.2.2.2. Dựa vào độ hòa tan ...........................................................................................10
iv

Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

1.2.2.3. Dựa vào thành phần cấu tạo .............................................................................10
1.2.3. Chức năng của lipit .............................................................................................10
1.2.4. Tính chất chung của lipit ....................................................................................11
1.2.4.1. Tính chất vật lý ................................................................................................11
1.2.4.2. Tính chất hóa học .............................................................................................12
1.2.4.2.1. Phản ứng thủy phân và xà phòng hóa ...........................................................12
1.2.4.2.2. Phản ứng cộng hyđro ....................................................................................13
1.2.4.2.3. Phản ứng với ancol .......................................................................................13
1.2.4.2.4. Phản ứng oxi hóa ..........................................................................................13
1.3. Dầu ăn đã qua sử dụng ...........................................................................................14
1.3.1. Giá trị dinh dưỡng của dầu ăn .............................................................................14
1.3.2. Thành phần dầu ăn ..............................................................................................15
1.3.3. Thành phần hóa học ............................................................................................15
1.3.4. Tình hình sử dụng dầu thực vật đã qua sử dụng .................................................18
1.4. Một số nghiên cứu sản xuất dầu Biodiesel từ dầu ăn đã qua sử dụng ở nước ta và
các nước trên thế giới ..................................................................................................19
1.4.1. Tình hình sản xuất Biodiesel trong nước ............................................................19
1.4.2. Tình hình sản xuất Biodiesel trên thế giới ..........................................................21
1.5. Các phương pháp khử axit béo tự do trong dầu thực vật .......................................22
1.5.1. Khử axit của dầu thực vật bằng cách chiết với dung môi phân cực ...................22
1.5.2. Khử axit bằng các hợp chất của kim loại nhóm IA trong dung môi phân
cực .................................................................................................................................24

v

Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

1.6. Phản ứng este hoá ..................................................................................................28
1.6.1. Cơ chế phản ứng este hoá ...................................................................................29
1.6.2. Đặc điểm của phản ứng este hoá ........................................................................30
1.7. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng este hoá dầu đã qua sử dụng ............30
1.7.1. Nhiệt độ phản ứng ...............................................................................................30
1.7.2. Hàm lượng ancol .................................................................................................31
1.7.3. Xúc tác axit sunfuric ............................................................................................31
PHẦN THỰC NGHIỆM ...............................................................................................32
2.1. Dụng cụ ..................................................................................................................32
2.2. Hóa chất .................................................................................................................32
2.3. Quy trình phản ứng este hóa dầu ăn đã qua sử dụng ..............................................33
2.3.1. Quy trình phản ứng este hóa dầu ăn đã qua sử dụng ..........................................33
2.3.2.Thuyết minh quy trình .........................................................................................34
2.4. Xác định chỉ số axit trong dầu đã qua sử dụng ......................................................34
2.4.1. Khái niệm ............................................................................................................34
2.4.2. Tiến hành ............................................................................................................34
2.4.3. Tính kết quả ........................................................................................................35
2.5. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................35
2.5.1. Chuẩn bị nguyên liệu ..........................................................................................35
2.5.2. Tiến trình thực hiện phản ứng este hoá ...............................................................36
2.6. Phương pháp thí nghiệm ........................................................................................38
2.6.1. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ (mol) metanol/dầu ................................................39
2.6.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ % khối lượng H 2 SO4 / daàu ...................................40
2.6.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng ......................................................40
2.6.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng ........................................................41

2.6.5. Sử dụng điều kiện tối ưu để làm mẫu lớn ...........................................................41
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................................................42
3.1. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ mol metanol/dầu đến chỉ số axit .............................42
vi


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

3.2. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng H2SO4/dầu đến chỉ số axit ...........................46
3.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến chỉ số axit .................................49
3.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến chỉ số axit ..................................52
3.5. Điều kiện tối ưu của quá trình hạ chỉ số axit trong dầu .........................................52
3.6. Sử dụng điều kiện tối ưu để làm mẫu lớn ..............................................................52
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................................58
PHỤ LỤC ......................................................................................................................59
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................60

vii


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Thành phần các axit béo của các loại dầu ..................................................6
Bảng 1.2: Đặc tính dầu thực vật ..................................................................................7
Bảng 1.3: Tính chất cơ bản của các dầu thực vật .......................................................7

Bảng 1.4: So sánh một số tính chất và thành phần axit béo của dầu ăn đã qua sử dụng
với một số loại dầu thực vật điển hình ........................................................................15
Bảng 2.2: Lượng mẫu cần cân dựa vào chỉ số axit .....................................................35
Bảng 3-1: Khảo sát ảnh hưởng của metanol (lần 1) ...................................................44
Bảng 3.2: Khảo sát ảnh hưởng của metanol (lần 2).....................................................44
Bảng 3.3: Khảo sát ảnh hưởng của metanol (trung bình 2 lần) ...................................45
Bảng 3.4: Ảnh hưởng của tỉ lệ metanol/dầu đến phản ứng este hoá hạ chỉ số axit dầu ăn
đã qua sử dụng ............................................................................................................45
Bảng 3.5: Khảo sát ảnh hưởng của H2SO4 (lần 1) .......................................................47
Bảng 3.6: Khảo sát ảnh hưởng của H2SO4 (lần 2) .......................................................48
Bảng 3.7: Khảo sát ảnh hưởng của H2SO4 (trung bình 2 lần) .....................................48
Bảng 3.8: Ảnh hưởng của H2SO4 /dầu đến phản ứng este hoá hạ chỉ số axit dầu ăn đã
qua sử dụng .................................................................................................................49
Bảng 3.9: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng (lần 1) ...................................50
Bảng 3.10: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng (lần 2) .................................51
Bảng 3.11: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng (trung bình 2 lần)................51
Bảng 3.12: Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến phản ứng este hoá hạ chỉ số axit dầu
ăn đã qua sử dụng .......................................................................................................52
Bảng 3.13: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng (lần 1)...................................54

viii


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

Bảng 3.14: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng (lần 2)...................................54
Bảng 3.15: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng (trung bình 2 lần) .................55
Bảng 3.16: Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến phản ứng este hoá hạ chỉ số axit dầu

ăn đã qua sử dụng .......................................................................................................55
Bảng 3.17: Sử dụng điều kiện tối ưu trong phản ứng este hóa ...................................57

ix


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

DANH MỤC HÌNH
Hình 1-1: Công thức tổng quát của triglixerit..............................................................9
Hình 1-2: Phản ứng xảy ra giữa các nhóm ankyl trong phân tử glyxerit ....................17
Hình 1-3: Sự kết hợp của các axit béo chưa bão hòa...................................................17
Hình 1-4: Sự chuyển đổi thành các hợp chất dimer và oligomer từ gốc peroxy ....... 17
Hình 1-5: Cơ chế phản ứng este hóa ...........................................................................29
Hình 2-1: Dầu sau khi loại bỏ cặn bẩn.........................................................................36
Hình 2-2: Khuấy gia nhiệt để loại nước ......................................................................37
Hình 2-3: Thực hiện phản ứng este hóa ......................................................................37
Hình 2-4: Sản phẩm tách thành 2 lớp. .........................................................................38
Hình 2-5: Rửa sản phẩm ..............................................................................................38
Hình 2-6: Dầu sau khi hạ chỉ số axit ...........................................................................39
Hình 3-1: Ảnh hưởng của tỉ lệ metanol/dầu đến phản ứng este hoá hạ chỉ số axit dầu ăn
đã qua sử dụng ............................................................................................................46
Hình 3-2: Ảnh hưởng của tỉ lệ khối lượng H2SO4/dầu đến phản ứng este hoá hạ chỉ số
axit dầu ăn đã qua sử dụng ..........................................................................................49
Hình 3-3: Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến phản ứng este hoá hạ chỉ số axit dầu
ăn đã qua sử dụng .......................................................................................................52
Hình 3-4: Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến phản ứng este hoá hạ chỉ số axit dầu ăn
đã qua sử dụng ............................................................................................................56

x


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

TÓM TẮT ĐỀ TÀI
Quá trình este hoá dầu ăn đã qua sử dụng là giai đoạn hạ chỉ số axit của dầu để
tiếp tục thực hiện phản ứng transeste tổng hợp biodiesel. Tổng hợp biodiesel từ dầu ăn đã
qua sử dụng làm giảm một cách đáng kể lượng khí thải ô nhiễm môi trường. Nó giải
quyết đồng thời hai vấn đề có tính thời sự hiện nay là ô nhiễm môi trường sống và sự cạn
kiệt dần nguồn nhiên liệu khoáng vốn có hạn.
Đề tài “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình este hoá dầu ăn đã qua sử
dụng”, tìm ra các điều kiện tốt nhất để tiến hành phản ứng este hoá hạ chỉ số axit dầu đã
qua sử dụng đạt hiệu suất cao.
Tiến hành khảo sát lần lượt các yếu tố:
+ Khảo sát tỉ lệ mol metanol/dầu
+ Khảo sát tỉ lệ khối lượng H 2 SO4 / daàu
+ Khảo sát thời gian phản ứng
+ Khảo sát nhiệt độ phản ứng.
Dù đã rất cố gắng trong quá trình làm đề tài, tuy nhiên vẫn còn có những thiếu sót.
Tôi rất mong nhận được những ý kiến của quý thầy cô và các bạn.

SVTH: Nguyễn Thị Thúy An

1

Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

PHẦN MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hiện nay, môi trường là vấn đề đang được mọi quốc gia trên thế giới quan tâm. Ở
nước ta ngày nay ô nhiễm môi trường đang làm đau đầu các ban, ngành liên quan. Ô
nhiễm không khí là một trong những dạng ô nhiễm môi trường được quan tâm nhiều
nhất. Ô nhiễm không khí chủ yếu là do khí thải từ các nhà máy, các khu công nghiệp
và từ các phương tiện giao thông. Hơn thế nữa, các phương tiện giao thông ngày càng
gia tăng thì nguy cơ thải ra môi trường các chất độc hại cũng tăng theo. Vấn đề đặt ra
là làm thế nào để lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường ở mức thấp nhất có thể.
Dầu ăn đã qua sử dụng tại các nhà hàng, khách sạn phần lớn được bán lại cho các
quán ăn nhỏ, các gánh hàng rong ven đường và sử dụng nhiều lần cho đến khi vón lại
thành những cục đen nhỏ phải bỏ đi. Sau đó người dân không ngần ngại đổ vào các bãi
rác hoặc thải trực tiếp vào hệ thống rãnh thoát nước.
Chính vì vậy tái chế dầu ăn phế thải thành nhiên liệu biodiesel sinh học là phương
pháp đem lại nhiều lợi ích như: tiết kiệm tài nguyên và bảo vệ sức khỏe con người, bảo
vệ môi trường sống. Giá thành của biodiesel có thể giảm đáng kể nếu sử dụng những
nguồn nguyên liệu kém chất lượng như dầu ăn phế thải. Dầu ăn đã qua sử dụng lại
chứa nhiều axit béo tự do và nước. Axit béo tự do làm tiêu hao xúc tác kiềm kèm theo
sự hình thành xà phòng RCOONa. Xà phòng sinh ra gây khó khăn cho việc tách lớp
glixerol và các quá trình làm sạch sản phẩm sau này.
Thực tế quá trình sản xuất biodiesel có thể xảy ra bình thường với hàm lượng axit
béo tự do thấp hơn 5%. Khi đó, cần dùng thêm xúc tác để trung hòa axit béo tự do.
Lượng xà phòng tạo ra nằm ở mức cho phép.
Khi hàm lượng axit béo tự do lớn hơn 5%, lượng xà phòng tạo ra làm chậm quá
trình tách pha este và glixerol, đồng thời tăng mạnh sự tạo nhũ tương trong quá trình rửa
nước. Để giảm hàm lượng axit béo tự do có rất nhiều phương pháp: khử axit bằng cách

chiết với dung môi phân cực, khử axit bằng các hợp chất của kim loại nhóm IA trong
SVTH: Nguyễn Thị Thúy An

2


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

dung môi phân cực, phản ứng este hóa. Trong đó phương pháp xúc tác axit chuyển hóa
axit béo tự do thành este (phản ứng este hóa) thường được sử dụng.
Xuất phát từ tình hình trên, đề tài “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình
este hóa dầu ăn đã qua sử dụng” nhằm nghiên cứu giảm chỉ số axit của nguồn dầu ăn
đã qua sử dụng.

2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Tìm ra các thông số nhiệt độ phản ứng, tỉ lệ metanol/dầu, lượng axit H2SO4/dầu và
thời gian phản ứng tối ưu nhất để hiệu suất phản ứng este hóa hạ chỉ số axit dầu ăn đã
qua sử dụng đạt yêu cầu.

3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Hiện nay trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về biodiesel nhưng đề tài vẫn được
tiếp tục nghiên cứu vì mỗi nơi khác nhau sẽ có kết quả thí nghiệm khác nhau, đặc thù
kinh tế, tài nguyên cũng không giống nhau.
Nghiên cứu để tìm ra điều kiện tối ưu của phản ứng este hoá dầu đã qua sử dụng,
để tiếp tục thực hiện phản ứng transeste điều chế biodiesel.
Tận dụng nguồn phế phẩm của các nhà máy, nhà hàng tạo ra nhiên liệu vừa mang
lại hiệu quả kinh tế vừa xử lí các loại dầu ăn sau khi sử dụng một cách hiệu quả, hạn
chế nguồn thải gây ô nhiễm môi trường.

4. PHƯƠNG PHÁP
4.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết
- Tìm kiếm, tham khảo các tài liệu có liên quan: sách, báo, internet…
- Tham khảo ý kiến từ Thầy hướng dẫn.
4.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
- Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm.
- Thực hiện khảo sát các yếu tố, mỗi yếu tố thực hiện hai lần.
SVTH: Nguyễn Thị Thúy An

3


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

- Ghi nhận kết quả.
- Tính toán kết quả.
5. CÁC BƯỚC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
- Giai đoạn chuẩn bị và tìm tài liệu:
+ Nhận đề tài 08/2010
+ Viết đề cương chi tiết và tìm tài liệu tham khảo 09/2010 đến tháng 10/2010
- Giai đoạn chuẩn bị hóa chất và tiến hành thí nghiệm 10/2010 đến tháng 01/2011
- Giai đoạn viết nội dung đề tài từ tháng 02/2011 đến tháng 04/2011
+ Tập hợp và xử lí số liệu
+ Viết bài luận văn
- Giai đoạn hoàn thành đề tài 05/2011
+ Nộp bản thảo luận văn cho GVHD nhận xét và góp ý
+ Điều chỉnh và hoàn chỉnh bài luận văn

+ Báo cáo bảo vệ luận văn.

SVTH: Nguyễn Thị Thúy An

4


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

PHẦN NỘI DUNG
1.1. Dầu thực vật
1.1.1. Khái niệm dầu thực vật [1, 9]
Dầu thực vật là loại dầu được chiết suất từ các hạt, các quả của cây cối. Hầu hết, các
hạt quả của cây cối đều chứa dầu, nhưng từ dầu thực vật chỉ dùng để chỉ những cây có
dầu với hàm lượng dầu lớn.
Dầu lấy từ hạt cây như: đậu phộng, đậu nành, cải dầu, nho, bông, hướng dương...
Dầu lấy từ quả cây có dầu như: dừa, cọ…Trong đó, chú ý đến một vài cây có hàm lượng
dầu lớn như: dừa (60%), cọ (50%).
Có thể phân loại dầu thực vật theo nhu cầu làm thực phẩm cho con người: dầu ăn
được, dầu không ăn được. Dầu thực vật là loại nhiên liệu có thể thay thế cho dầu diesel.
Khi chọn dầu làm nhiên liệu thay thế nên chọn loại dầu không có cạnh tranh thực phẩm
với con người. Dầu thực vật làm nhiên liệu cho động cơ diesel có hai loại: sản phẩm dầu
thực vật điều chế trực tiếp từ các hạt, trái, cây lấy dầu và sản phẩm dầu thực vật đã qua
este hóa (biodiesel).
1.1.2. Thành phần hóa học của dầu thực vật [1, 9]
Thành phần hóa học dầu thực vật nói chung gồm 95% các triglixerit và 5% các axit
béo tự do.

O
R1

C O CH2
O

R2

C O

CH

O
R3

C O CH2

Triglixerit là các trieste tạo bởi phản ứng của các axit béo trên ba chức ancol của
glixerol. Trong phân tử của chúng có chứa các nguyên tố H, C, và O. Về thành phần hóa
học, đối với dầu thực vật so với dầu diesel: chứa C ít hơn 10 – 12%, lượng chứa H ít
hơn 5 – 13% còn lượng O thì lớn hơn rất nhiều (dầu diesel chỉ có vài phần ngàn O, còn
SVTH: Nguyễn Thị Thúy An

5


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

dầu thực vật có 9 – 11% O) cho nên dầu thực vật là nhiên liệu có chứa nhiều oxi. Chính
vì điều này mà dầu thực vật có thể cháy hoàn toàn với hệ số dư lượng không khí bé.
Thành phần các axit béo của các dầu thực vật được cho ở bảng 1.1.
Người ta chia chúng thành ba nhóm:
Nhóm dầu không khô (dầu axit béo bão hoà): Đó là các loại dầu có chỉ số iốt thấp
dưới 95 như dầu dừa, dầu cọ, dầu phộng, dầu ôliu . . .
Nhóm dầu nửa mau khô: Gồm các dầu có chỉ số iốt từ 95 đến khoảng 130 như dầu
cao su, dầu mè, dầu hướng dương, dầu đậu nành, dầu cải dầu, dầu bông, dầu bắp . . .
Nhóm mau khô: Gồm các dầu có chỉ số iốt trên 130 như dầu lanh, dầu trẩu . . .
Đặc tính và tính chất cơ bản của dầu thực vật được cho ở bảng 1.2 và 1.3
Bảng 1.1: Thành phần các axit béo của các loại dầu [1]
Loại

Dầu đậu

Tên axit

Dầu dừa

Dầu cọ

Dầu cọ cao

Caprylic

8,24

1,04

3,50

Capric

7,19

2,90

4,50

Axit

Lauri

47,31

50,90

44,70

bão

Myristic

17,00

18,40

17,50

0,10

hoà

Palmitic

8,85

8,70

9,70

10,50

Stearic

2,27

1,90

3,01

3,20

axit

Arachidic
Axit
chưa
bão
hoà

nành

0,20

Palmitoleic

1,00

Oleic

6,27

14,60

15,20

22,30

Linoleic

1,87

1,20

1,80

54,50

Linolenic

8,30

Arachidonic

0,90

%

100

100

100

100

% axit chưa bão hoà

9,14

15,8

17,00

86,00

SVTH: Nguyễn Thị Thúy An

6

Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

Bảng 1.2: Đặc tính dầu thực vật [1]
Dầu hạt

Dầu cải

bông

dầu

Cac bon (%)

77,25

Hyđro (%)

Dầu dừa

Dầu

76,80

72,00

86,60

11,66

11,90

12,00

13,40

Oxy (%)

11,09

11,43

16,00

0,00

Tỷ trọng C/H

6,63

6,45

6,00

6,46

12,40

12,39

11,83

14,50

Thành phần

Tỷ số lượng không khí/
lượng nhiên liệu

Bảng 1.3: Tính chất cơ bản của các dầu thực vật [1]
Loại dầu

Cặn

Chỉ số cetan

Dầu phộng

0,50

39 - 41

Dầu cải dầu

0,28

38

Dầu dừa

0,11

40 - 42

Dầu bông

0,49

35 - 40

Dầu cọ

0,42

38 - 40

Dầu thầu
dầu

0,10

Dầu nành

0,54

36 - 38

Dầu diesel

<0,01

45 - 50

1.1.3. Tính chất lý hoá cơ bản của các dầu thực vật [10]
Dầu thực vật không hoàn toàn bay hơi hết và đó có lẽ là nguyên nhân gây đóng cặn
trên buồng cháy. Do chỉ số cetan thấp nên thời gian cháy trễ của dầu thực vật tăng lên

SVTH: Nguyễn Thị Thúy An

7


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

khoảng gấp đôi. Nếu không thay đổi góc phun sớm thì thời điểm bắt đầu bốc cháy và
thời gian cháy nhanh và cháy chính lùi về phía sau.
Đối với dầu thực vật thì khi đã bốc cháy thí tốc độ cháy nhanh hơn so với diesel,
điều này làm cho quá trình cháy kết thúc cùng một lúc như dùng diesel.
Độ nhớt dầu thực vật ở nhiệt độ thường cao hơn so với diesel khoảng vài chục lần,
khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt của dầu thực vật giảm nhanh. Độ nhớt của dầu ảnh hưởng
lớn đến khả năng chảy dầu qua bầu lọc, đến chất lượng phun nhiên liệu và hòa trộn hỗn
hợp do đó ảnh hưởng mạnh đến tính kinh tế và hiệu quả của động cơ.
Chỉ số cetan dầu thực vật nhỏ hơn so với dầu diesel. Muốn tăng chỉ số cetan của
dầu thực vật có thể dùng biện pháp chuyển chúng thành este dầu thực vật.
1.2. Lipit [2, 3]

1.2.1. Khái niệm về lipit
Tên gọi “Lipit” xuất phát từ chữ Hi Lạp “lipos” có nghĩa là chất béo. Lipit là một
hợp chất hữu cơ có chức năng và thành phần hóa học khác nhau được li trích từ động
vật hay thực vật nhờ các dung môi hữu cơ: ete, cloroform, metanol, là một trong những
thành phần sinh hóa cơ bản của động thực vật. Các thành phần của thức ăn thường
được tập trung nghiên cứu là protein, lipit, glucid và một số vitamin, trong đó lipit
đóng vai trò quan trọng như là nguồn cung cấp năng lượng và các axit béo cần thiết cho
quá trình sinh trưởng và phát triển của động vật. Lipit cũng đóng vai trò như là chất
vận chuyển vitamin tan trong dầu và sterol.
Vào năm 1920, con người đã biết bệnh do thiếu vitamin có liên quan đến bữa ăn
thiếu lipid nhất là các nhóm vitamin tan trong dầu. Nhờ tính dẫn nhiệt kém của lipit
nên nó được xem như là chiếc áo bảo vệ thân nhiệt.
Thành phần chủ yếu của lipit trong hầu hết các loại dầu thực vật và mỡ động vật là
triglixerit hay glixerit hoặc mỡ trung tính. Ngoài ra, còn có các axit béo tự do,
phospholipit và sterol.

SVTH: Nguyễn Thị Thúy An

8


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

Triglixerit là một este của glixerol và axit béo, có công thức tổng quát là:
O
R1

C O CH2

O

R2

C O

CH

O
R3

C O CH2

Hình 1-1: Công thức tổng quát của triglixerit
Trong đó R1 , R 2 , R3 : là các gốc axit béo.
Các axit béo trong phân tử lipit là axit no hoặc không no.
Các axit no thường gặp là:
CH3 − (CH 2 )12 − COOH (axit lauric)
CH3 − (CH 2 )14 − COOH (axit palmitic)

Các axit không no thường gặp là:
CH3 − (CH 2 )7 − CH = CH − (CH 2 )7 − COOH (axit oleic)
CH3 − (CH 2 )4 − CH = CH − CH 2 − CH = CH − (CH 2 )7 − COOH (axit linoleic)

1.2.2. Phân loại về lipit
Có nhiều kiểu phân loại lipit. Hiện nay có ba cách phân loại chính:
1.2.2.1. Dựa vào phản ứng xà phòng hóa
Dựa vào phản ứng xà phòng hóa người ta chia lipit ra thành hai loại:
Lipit xà phòng hóa được: gồm các glixerit, glixerophospholipit và sáp. Nghĩa là
các lipit mà trong phân tử có chứa este của axit cao phân tử.

SVTH: Nguyễn Thị Thúy An

9


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

Lipit không xà phòng hóa được: là những lipit trong phân tử không chứa nhóm
chức este. Nhóm này gồm các hyđrocacbon, các chất màu và các sterol.
1.2.2.2. Dựa vào độ hòa tan
Dựa vào độ hòa tan lipit được chia thành hai loại như sau:
Lipit thực sự: Là những este hoặc amid của axit béo (có từ bốn C trở lên) với một
ancol gồm glixerolipit (este của glyxerol), sphingolipit (amid của sphingozin), ceride
(este của ancol cao phân tử), steride (este của sterol), etolite (este tương hỗ của hợp
chất đa axit và ancol).
Lipoid: là những hợp chất có độ hòa tan giống lipit bao gồm: carotenoid, quinon
(các dẫn xuất của isopren), sterol tự do.
1.2.2.3. Dựa vào thành phần cấu tạo
Cách phân loại thứ ba về lipit là dựa vào thành phần cấu tạo. Ở cách phân loại này
lipit chia thành hai loại như sau:
Lipit đơn giản: Trong phân tử chỉ chứa C, H, O, là este của ancol và axit béo.
Thuộc loại nhóm này có: triacylglycerine, sáp (ceride) và steride.
Lipit phức tạp: ngoài C, H, O còn có một số nguyên tố khác nhau như N, P, S, do
đó trong phân tử của chúng ngoài ancol và axit béo, còn có các thành phần khác như
axit phosphoric, đường … lipit tự do có nhiệm vụ cung cấp năng lượng, hàm lượng
luôn thay đổi nhưng lipit phức tạp lại có nhiệm vụ tham gia xây dựng các cấu tử của tế
bào, hàm lượng không thay đổi hay rất ít thay đổi.

Ngoài ra, còn có các lipit khác như: terpens, steroids và prostaglandi…
1.2.3. Chức năng của lipit
Cung cấp năng lượng: lipit là nguồn cung cấp năng lượng tốt nhất cho cơ thể động
vật. Lượng calo do lipit cung cấp gấp 2 lần lượng calo do glucid và protid cung cấp.
Lipit là chất dự trữ năng lượng cho cơ thể. Một gam lipit cung cấp 9,3 calo trong 1 gam
glucid hay protid chỉ cho 4,1 calo.
SVTH: Nguyễn Thị Thúy An

10


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

Hoạt hóa và cấu thành enzym và hormon.
Tham gia cấu trúc màng tế bào: lipit phân cực hay phospholipit có một vai trò rất
quan trọng trong dinh dưỡng vì nó tham gia vào cấu trúc của tất cả các màng tế bào.
Hỗ trợ hấp thu các lipit khác: phospholipit giữ vai trò quan trọng trong sự vận
chuyển và hấp thụ lipit và tham gia vào các quá trình biến dưỡng trung gian trong cơ
thể sinh vật. Phospholipit đóng vai trò như chất nhũ tương hóa giúp các axit béo, muối
mật và các chất hòa tan trong chất béo gắn vào các hạt mixen nhỏ li ti.
Vận chuyển các vitamin và một số chất khác: lipit là dung môi hòa tan các vitamin
tan trong dầu như A, D, E, K và hyđrocacbon. Do đó, trong khi hấp thu và vận chuyển
trong cơ thể lipit cũng mang theo các chất hòa tan trong lipit.
Chức năng bảo vệ cơ thể: lipit giúp cơ thể chống lại các va đập cơ học, chống lại
lạnh và bảo vệ các cơ quan bên trong.
1.2.4. Tính chất chung của lipit [2]
1.2.4.1. Tính chất vật lý
Lipit có tỉ trọng thấp hơn nước (0,86 - 0,97). Mức độ không no trong mạch

hyđrocarbon càng lớn lipit có tỉ trọng càng cao.
Lipit có đặc tính chung là không tan trong nước và tan trong các dung môi hữu cơ
như: cloroform, benzen, ete.
Lipit không tan trong nước, khi trộn với nước sẽ tạo thành hai lớp: nước ở dưới và
chất béo ở trên, đầu −COO − tiếp xúc với nước, đuôi kị nước ở phía trên. Dưới tác động
của chất gây nhũ tương hóa như xà phòng (muối natri hay kali của các axit béo bậc cao
hoặc axit mật hay muối mật do gan tiết ra) chất béo bị chia nhỏ giống như dạng sữa gọi
là nhũ tương bền. Như vậy, xà phòng là chất tẩy rửa dầu mỡ chỉ sau các dung môi hữu
cơ. Điều đó cũng giải thích được vì sao các bệnh nhân bị bệnh gan phải hạn chế ăn
thức ăn có chứa dầu mỡ vì trong cơ thể của bệnh nhân, dầu mỡ trong thức ăn không
được nhũ tương hóa, do đó lipase phân giải chậm.

SVTH: Nguyễn Thị Thúy An

11


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

Tính chất của glixerit phụ thuộc vào thành phần axit béo, chiều dài mạch cacbon và
số lượng liên kết đôi trong phân tử.
Mỡ động vật chứa nhiều axit béo no do đó ở trạng thái bình thường ở dạng rắn,
nhất là mỡ bò, mỡ cừu. Dầu thực vật cũng tùy theo tỉ lệ axit béo no và không no mà có
điểm nóng chảy khác nhau. Ví dụ dầu cacao chứa 30% palmitic và 40% stearic có điểm
nóng chảy 30 – 40oC. Ngược lại dầu hướng dương chứa 85% axit béo không no là oleic
và linoleic nên có điểm nóng chảy rất thấp (−21o C). Do đó, dầu thực vật luôn ở dạng
lỏng.
Nguyên nhân của trạng thái rắn hay lỏng của glixerit là do hàm lượng axit béo no

hay không no vì: các axit no có mạch cacbon thường thẳng, không gấp khúc tạo nên
cấu trúc ổn định và chặt, không bị phá vỡ nên ở nhiệt độ thường chúng có trạng thái
rắn.
Các axit không no có mạch cacbon bị gấp khúc, tạo sự sắp xếp lỏng lẻo dễ bị phá
vỡ (do lực Vander Waals yếu, do đó ở nhiệt độ thường chúng ở trạng thái lỏng.
1.2.4.2. Tính chất hóa học
1.2.4.2.1. Phản ứng thủy phân và xà phòng hóa:
Với sự hiện diện của nước hoặc hơi nước và có xúc tác của enzym lipase, dầu mỡ
bị thủy phân sẽ giải phóng axit béo tự do và glyxerol.
Phương trình thủy phân triglixerit được biểu diễn như sau:

CH2OCOR1
CH OCOR2

H2O
enzym lipase

CH2OCOR3

CH2OH

R1COOH

CHOH

R2COOH

CH2OH

R3COOH

Nếu có mặt một lượng kiềm (KOH, NaOH) thì sau phản ứng thủy phân, axit béo
tác dụng với kiềm để tạo thành muối kiềm (xà phòng).

RCOOH

NaOH

SVTH: Nguyễn Thị Thúy An

RCOONa
12

H2O


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

Tổng quát:

CH2OCOR1
+

CH OCOR2

3NaOH

CH2OCOR3

Triglixerit

CH2OH

R1COONa

CHOH

R2COONa

CH2OH

R3COONa

glixerol

1.2.4.2.2. Phản ứng cộng hyđro
Là phản ứng cộng hyđro vào nối đôi trên mạch của axit béo với sự hiện diện của
xúc tác thích hợp. Phản ứng này được ứng dụng trong công nghệ thực phẩm nhằm làm
giảm số nối đôi trên dây cacbon và làm cho dầu mỡ ổn định hơn, hạn chế khả năng bị
oxi hóa, trùng hợp của dầu mỡ, giúp giữ cho dầu mỡ không bị trở mùi khi bảo quản
lâu.

C C

H2

xt

C

C

1.2.4.2.3. Phản ứng với ancol

CH2OCOR1
CH OCOR2

+

3ROH

xt

CH2OCOR3

CH2OH

RCOOR1

CH OH

RCOOR2

CH2OH

RCOOR3

Đây là phản ứng cơ bản để chuyển triglixerit thành ankyl este của axit béo.
1.2.4.2.4. Phản ứng oxi hóa

Các loại dầu mỡ chứa nhiều axit béo không no dễ bị oxi hóa. Phản ứng xảy ra trên
nối đôi của mạch cacbon. Dầu mỡ chứa nhiều axit béo no dễ bảo quản, ít biến đổi. Dầu
mỡ bảo quản lâu có thể có các hướng chuyển hóa sau:
Phản ứng thủy phân có xúc tác enzym lipase sinh ra glixerol và các axit béo.
SVTH: Nguyễn Thị Thúy An

13


Luận văn tốt nghiệp

Thầy: Nguyễn Mộng Hoàng

Phản ứng oxi hóa các nối đôi của axit không no tương tự như phản ứng oxi hóa các
olefin, sinh ra các hợp chất chứa oxygen như: andehit, ceton, ancol…
Các phản ứng trên với sự tham gia của enzym, oxy trong không khí và nước làm
cho mỡ có mùi hôi, giảm chất lượng. Vì vậy, để tránh hiện tượng này, trong công nghệ
thực phẩm người ta thường bao kín để tránh cho dầu mỡ tiếp xúc với oxy ngoài không
khí, ánh nắng chiếu vào (nếu có sẽ sinh nhiệt, phản ứng thủy phân mỡ diễn ra nhanh
hơn) hoặc có thể thêm chất chống oxi hóa thường là phenol, quinon…
1.3. Dầu ăn đã qua sử dụng
1.3.1. Giá trị dinh dưỡng của dầu ăn
Tham gia vào cấu trúc tế bào và một số men chuyển hoá.
Giúp tăng sự hấp thu và sử dụng các loại vitamin tan trong chất béo (vitamin A, D,
E, K).
Trong dầu mỡ còn có các axit béo thiết yếu (còn gọi là vitamin F) thuộc nhóm
Omega-3 và Omega-6, có tác dụng chống các bệnh lý tim mạch, nuôi dưỡng da, tóc.
Chính vì vậy dầu ăn là một trong các loại thức ăn cơ bản và quan trọng không thể
thiếu được trong hoạt động sinh lý của cơ thể. Do đó số lượng dầu ăn được dùng trong
chế biến thức ăn ngày càng cao. Hiện nay có nhiều cơ sở sản xuất tinh luyện dầu thực

vật cũng như các xí nghiệp lớn, nhà hàng, quán ăn sử dụng dầu thực vật trong chế biến
thực phẩm (mì ăn liền, thực phẩm chiên rán,…) đã tạo ra nguồn phế thải dầu ăn lớn sẽ
nguồn nguyên liệu rẻ tiền để sản xuất biodiesel.
1.3.2 Thành phần dầu ăn
Dầu ăn ngoài thành phần là glixerit còn có chứa một số tạp chất khác. Khi dầu ăn
đã qua sử dụng thì hàm lượng tạp chất càng nhiều hơn. Các tạp chất chứa trong dầu
thường là các axit béo tự do, tạp chất vô cơ, các hợp chất protein, glucid,…Trong dầu ăn
đã qua sử dụng có rất nhiều loại khác nhau thường là: hướng dương, dầu đậu nành, dầu
đậu phộng,…nhưng thành phần axit béo trong các loại dầu này khác nhau không nhiều.

SVTH: Nguyễn Thị Thúy An

14