Nghiên cứu tận dụng nguồn mỡ cá tra, cá basa để điều chế dầu nhờn sinh học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA KHỎA HỌC
Bộ MÔN HÓA HỌC

LUẬN VÀN TÕT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG NGUÔN MỎ CẢ TRA
CÁ BASA ĐẺ ĐIỂU CHẾ DẦU NHỜN SINH HỌC

Sinh viên thực hiện
TS. BÙI THỊ BƯU HUẼ

HUỲNH VÃN CẢN
MSSV: 2041706
LỚP: CỦ NHÂN HÓA HỌC
KHÓA: 30


Lời
Lời cảm
cảm ơn
ơn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CỘNG HÒA XÀ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA KHOA HỌC

ĐỘC LẬP - Tự DO - HẠNH PHÚC

Bộ MÔN HÓA HỌC

w**

LỜI CẢM ƠN

Cần Thơ, ngày tháng năm

#"

PHIẾU ĐÈ NGHỊ ĐÈ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
VA ”
Em xin chân thành cảm ơn cô Bùi Thị Bửu Huê, người đã cho em những ý tưởng
khoa học, đã chỉ dạy, hướng dẫn tận tình, cô đã truyền đạt kiến thức cũng như
1. Cánpháp
bộ hưó'ng
dẫn:
TS.lýBùi
Huê học.
các phương
cần thiết
để xử
mộtThị
vấnBửu
đề khoa
2. Đe tài: “Nghiên cứu tận dụng nguồn mờ cá basa để điều chế dầu nhờn sinh
Em xin chân thành học”.
cảm ơn đến tất cả quý thầy cô trong bộ môn Hóa - Khoa Khoa
thựctrường
hiện: Đại

Phòng
thícần
nghiệm
- Bộ
HọcđạtHọc3.và Địa
thầy điếm
cô trong
Học
Thơ, Hóa
quý Hữu
thầy Cơ
cô đã
tậnMôn
tâm Hóa
truyền
Khoa
Khoa
Họcbáo
- Trường
ĐạitựHọc
cần quyết
Thơ. một vấn đề khoa học.
những kiến
thức
rất quý
giúp em
tin giải
4. Sinh viên thực hiện: Huỳnh Văn cần
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảmMSSV:
ơn đến

gia đình là điểm tựa về mặt tinh thần
2041706
vừng chắc cho tôi trong suốt
năm hóa
đại học -và
xin 30
chân thành cảm ơn đến tất
Lớp:bổn
Cử nhân
Khóa
cả những
người
bạncủa
đã đề
động
5. Mục
đích
tài:viên, giúp đờ giúp tôi hoàn thành luận văn này.
Hiện nay, dầu nhờn là chất bôi trơn chủ yếu trong các ngành công nghiệp và
Cần Thơ, ngày 1 tháng 6 năm 2008
dân dụng. Mồi năm Việt Nam tiêu thụ khoảng 120.000 tấn dầu bôi trơn mà toàn
HUỲNH
bộ lượng dầu này phải nhập từ nước ngoài
dưới VĂN
dạng CẦN
dầu thành phấm hoặc dầu
gốc cùng với các loại phụ gia. Trong khi đó hầu như toàn bộ dầu đã qua sử dụng
lại dùng không đúng mục đích hoặc thải trực tiếp vào môi trường gây ảnh hưởng
nghiêm trọng đến môi trường.
Đồng Bằng Sông Cửu Long mồi năm tiêu thụ khoảng 400.000 tấn cá tra, cá

basa với lượng mỡ khoảng 60.000 tấn. Tuy nhiên nếu lượng mỡ này không tận
dụng mà thải ra môi trường thì sẽ gây ảnh hướng nghiêm trọng đến môi trường
theo chiều hướng xấu.
Trước thực trạng trên cần phải có những nghiên cứu tận dụng các nguồn phế
phấm trên góp phần bảo vệ môi trường. Đã có nhiều nghiên cún trong và ngoài
1


Lời cảm ơn

nước về dầu nhờn sinh học như nghiên cứu của nhà hoá học Girma Biresaw làm
việc tại cơ quan nghiên cứu nông nghiệp (ARS) thuộc bộ nông nghiệp Mỹ đã
nghiên cứu sản xuất dầu nhờn sinh học từ dầu thực vật, trong nước một nhóm
nhà khoa học của đại học quốc gia Hà Nội đã nghiên cứu về vấn đề sử dụng dầu
thực vật đổ sản xuất chất bôi tron tại Việt Nam. Các loại dầu được khảo sát là
dầu dừa, dầu lạc, dầu thầu dầu, dầu hạt cao su, dầu sở, nhưng chưa thấy đề cập
đến nguồn mờ cá basa. Chính vì vậy chúng tôi chọn hướng nghiên cứu là “nghiên
cứu tận dụng nguồn mờ cá basa để điều chế dầu nhờn sinh học”. Nghiên cứu này
không những giúp giải quyết vấn đề về môi trường mà còn góp phần vào việc tìm
ra các sản phẩm mới, sạch thân thiện với môi trường.
6. Nội dung chính
Khảo sát các điều kiện tốt nhất đê tông hợp dầu nhờn sinh học từ mỡ cá basa
bàng phương pháp khuấy cơ học thông thường có gia nhiệt bao gồm:

Trên

cơ

sở

•

Tỉ lệ mol phản ứng giữa methyl este với trimethylolpropan

•

Lượng xúc tác

•

Thời gian phản ứng

•

Nhiệt độ phản ứng

•

Áp suất

điều

kiện

tốt

nhất

tìm

được

ở

phương

pháp

khuấy

cơ

học

thông

thường sẽ nghiên cứu ứng dụng phương pháp vi sóng.
DUYỆT CỦA Bộ MÔN

ĐỀ NGHỊ

iii


Phiếu đề nghị đề tài luận văn tốt nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA KHOA HỌC

ĐỘC LẬP - Tự DO - HẠNH PHÚC

Bộ MÔN HÓA HỌC

VA ' *
Cần Thơ, ngày tháng năm

PHIẾU ĐÈ NGHỊ ĐÈ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
VA ”

1. Cán bộ hướng dẫn: TS. Bùi Thị Bửu Huê
2. Đe tài: “Nghiên cứu tận dụng nguồn mờ cá basa đổ điều chế dầu nhờn sinh
học”.
3. Địa điểm thực hiện: Phòng thí nghiệm Hóa Hũu Cơ - Bộ Môn Hóa Học Khoa Khoa Học - Trường Đại Học cần Thơ.
4. Sinh viên thực hiện: Huỳnh Văn cần
MSSV: 2041706
Lớp: Cử nhân hóa học - Khóa 30
5. Mục đích của đề tài:
Hiện nay, dầu nhờn là chất bôi trơn chủ yếu trong các ngành công nghiệp và
dân dụng. Mỗi năm Việt Nam tiêu thụ khoảng 120.000 tấn dầu bôi trơn mà toàn
bộ lượng dầu này phải nhập từ nước ngoài dưới dạng dầu thành phẩm hoặc dầu
gốc cùng với các loại phụ gia. Trong khi đó hầu như toàn bộ dầu đã qua sử dụng
lại dùng không đúng mục đích hoặc thải trực tiếp vào môi trường gây ảnh hưởng
nghiêm trọng đến môi trường.
Đồng Bằng Sông Cửu Long mồi năm tiêu thụ khoảng 400.000 tấn cá tra, cá
basa với lượng mờ khoảng 60.000 tấn. Tuy nhiên nếu lượng mờ này không tận
dụng mà thải ra môi trường thì sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường
theo chiều hướng xấu.
Trước thực trạng trên cần phải có những nghiên cứu tận dụng các nguồn phế
phấm trên góp phần bảo vệ môi trường. Đã có nhiều nghiên cún trong và ngoài

Phiếu đề nghị đề tài luận văn tốt nghiệp

nước về dầu nhờn sinh học như nghiên cứu của nhà hoá học Girma Biresaw làm
việc tại cơ quan nghiên cứu nông nghiệp (ARS) thuộc bộ nông nghiệp Mỹ đã
nghiên cứu sản xuất dầu nhờn sinh học từ dầu thực vật, trong nước một nhóm
nhà khoa học của đại học quốc gia Hà Nội đã nghiên cúu về vấn đề sử dụng dầu
thực vật để sản xuất chất bôi trơn tại Việt Nam. Các loại dầu được khảo sát là
dầu dừa, dầu lạc, dầu thầu dầu, dầu hạt cao su, dầu sở, nhưng chưa thấy đề cập
đến nguồn mỡ cá basa. Chính vì vậy chúng tôi chọn hướng nghiên cứu là “nghiên
cứu tận dụng nguồn mờ cá tra, cá basa để điều chế dầu nhờn sinh học”. Nghiên
cứu này không những giúp giải quyết vấn đề về môi trường mà còn góp phần vào
việc tìm ra các sản phẩm mới, sạch thân thiện với môi trường.
6. Nội dung chính

Khảo sát các điều kiện tốt nhất đe tổng họp dầu nhờn sinh học từ mờ cá basa
bằng phương pháp khuấy cơ học thông thường có gia nhiệt bao gồm:
•

Tỉ lệ mol phản ứng giữa metyl este với trimethylolpropan

•

Lượng xúc tác

•

Thời gian phản ứng

•

Nhiệt độ phản ứng

•

Áp suất

Trên Cơ sở điều kiện tốt nhất tìm được ở phương pháp khuấy cơ học thông
thường sẽ nghiên cún ứng dụng phương pháp vi sóng.

iii


Nhận xét và đánh giá của cán bộ hướng dẫn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA KHOA HỌC

ĐỘC LẬP - Tự DO - HẠNH PHÚC

Bộ MÔN HÓA HỌC

''

NHẶN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

1. Cán bộ hưó'ng dẫn: TS. Bùi Thị Bửu Huê

2. Đe tài: “Nghiên cứu tận dụng nguồn mỡ cá basa để điều chế dầu nhờn sinh
học”.
3. Sinh viên thực hiện: Huỳnh Văn cần
MSSV: 2041706
Lớp: Cử nhân hóa học - Khóa 30
4. Nội dung nhận xét

b. Nhận xét về nội dung của luận văn tốt nghiệp
Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:

Những vấn đề còn hạn chế:



Nhận xét và đánh giá của cán bộ hướng dẫn

c.

Nhận xét đối với từng sinh viên tham
gia thực hiện đề tài:

d. Kết
luận,
đề
nghị
và
điểm:

Cần thơ, ngày tháng 6 năm 2008
Cán bộ hướng dẫn

V


Nhận xét và đánh giá của cán bộ phản biện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA KHOA HỌC

ĐỘC LẬP - Tự DO - HẠNH PHÚC

Bộ MÔN HÓA HỌC

''

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

1. Cán bộ chấm phản biện:...............................................................................

2. Đe tài: “Nghiên cứu tận dụng nguồn mỡ cá basa để điều chế dầu nhờn sinh
học”.
3. Sinh viên thực hiện: Huỳnh Văn cần

b. Nhận xét về nội dung của luận văn tốt nghiệp
Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:

Nhũng vấn đề còn hạn chế:

Nhận xét và đánh giá của cán bộ phản biện

c. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài:

d. Kết
luận,
đề
nghị
và
điểm:

Cần thơ, ngày tháng 6 năm 2008
Cán bộ phản biện


Mục lục

MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN.................................................................................................................i

PHIÉU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP..........................................ii

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DÂN................................iv

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN...................................vi

MỤC LỤC..................................................................................................................viii

DANH SÁCH HÌNH VÀ sơ ĐỒ..............................................................................XV

PHẦN MỘT: GIỚI THIỆU CHUNG..........................................................................1

PHẦN HAI: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU...........................................................4

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ DẦU NHỜN..........................................................5

I.

Khái niệm..............................................................................................................5

II. Lịch sử phát triên của dầu nhờn..........................................................................5

III. Công dụng của dầu nhờn.....................................................................................6

III. 1. Bôi trơn máy.....................................................................................................6

111.2.............................................................................................................................Ch
viii


Mục lục

V. 3. Phân loại theo ý nghĩa sử dụng.....................................................................15

VI. Các chỉ tiêu chất lượng của dầu nhờn..............................................................16

VI. 1. Khối lượng riêng và tỉ trọng .........................................................................16

VI.2...........................................................................................Màu sắc của dầu nhờn
..............................................................................................................................16

VI.3............................................................................................Độ nhớt của dầu nhờn
..............................................................................................................................17

VI.4. Chỉ số độ nhớt........................................................................................17

VI.5..........................................................................Tính bay hơi của dầu nhờn
...........................................................................................................................17

VI.6.

Tính bảo vệ kim loại của................................................dầu nhờn
17

VI.7. Độ sạch của dầu nhờn............................................................................19

VI.8. Độ ổn định oxi hóa............................................................................................19

VI.9. Tính tạo bọt của dầu bôi trơn................................................................19

VI. 10. Tính tạo nhũ và tính tách nhũ của dầu bôi trơn.........................................19

IX


Mục lục

1.3. Các loại axit bco trong mờ cá basa...................................................................28

15

1.5. 1. Phân loại theo độ nhớt...................................................................................14
viii


Mục lục

II. Phương pháp transester hóa dầu mở.................................................................30

II. 1. Các loại xúc tác dùng trong phản úng transester hóa..................................32

II. 1.1. Sử dụng xúc tác axit....................................................................................32

11.1.2..........................................................................................Sử dụng xúc tác bazơ
..............................................................................................................................32

11.1.3.......................................................................................Sử dụng xúc tác enzym
..............................................................................................................................34

II. 1.4. Sử dụng xúc tác zeolit.........................................................................34
PHẦN BA: THỤC NGHIỆM................................................................................. 35

CHƯƠNG I: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cửu............................36

I.

Nội dung nghiên cứu.........................................................................................36

II. Phương pháp nghiên cứu...................................................................................38

II. 1. Cơ sớ đế dự đoán các vết xuất hiện trên bảng mỏng......................................38

CHƯƠNG II: PHẦN THựC NGHIỆM....................................................................40

I.

Hóa chất, thiết bị và dụng cụ nghiên cứu.........................................................40

1.1. Hóa chất...............................................................................................................40

X


Danh Mục
Trang
Hình
ý hiệu chỉ loại dầu nhờn “10W-30” đuợc bán ở Mỹ
14
sáchviêt
hình
Mục
lục
tăt và sơ đồ
hang đo ăn mòn mảnh đồng DanhChữ
18
ầu nhờn sinh học
24
á basa

27
CHỮ VIẾT TẮT TRONG
LUẬN VĂN
c ký lóp mỏng
40
III.4.............................................................................................................................Ph
DANH SÁCH HÌNH 40
VÀ so ĐÒ
u trúc của silica gel
# " 41
u trúc của mono-, di, trieste
ân tích thành phần sản phẩm.............................................................................54
ầu nhờn sinh học từ mờ cá basa
51
PHẦN BÓN: KẾT LUẬN VÀ KIÉN NGHỊ.........................................................55
Bản mỏng ứng với tỉ lệ 3.7 : 1
52
Bản mỏng ứng với xúc tác 0.7%
53
Bản mỏng ứng với xúc tác 1.5%
53
Bản mỏng ứng với nhiệt độ 145°c
54
Ket quả sắc ký bán mỏng úng với phương pháp vi sóng
55
So’ đồ
Các phân đoạn của dầu mỏ và ứng dụng
20
Quy trình sản xuất dầu nhờn gốc từ mazut
23

Cơ chế phản ứng transester hóa
32
39
Điều chế dầu nhờn sinh học từ mờ cá basa
Xử lý nguyên liệu
43
Quy trình điều chế metyl este của các axit béo
48
Quy trình điều chế dầu nhờn sinh học
50
Chữ viết tắt
Dầu nhờn sinh học

xii

XI


Giới thiệu chung

PHẦN MỘT
GIỚI THIỆU CHUNG

-35-


Giới thiệu chung

A. Phần đặt vấn đề

Chúng ta đang sống trong thời đại khoa học và công nghệ, nền công nghiệp hiện
đại đã và đang xâm nhập vào mọi khía cạnh trên thế giới và xu hướng quốc tế
hóa nên đời sống kinh tế cũng ngày càng phát triển mạnh mẽ. Sự phát triển ấy
đòi hỏi phải có sự bền vững. Đe có sự phát triển bền vững thì môi trường cũng
phải bền vững theo chiều hướng tốt. Tuy nhiên thực trạng hiện nay trong nước
cùng như trên thế giới vấn đề bức xúc của xã hội là vấn đề ô nhiễm môi trường.
Trong đó các sản phẩm từ dầu mỏ như dầu nhờn đã qua sử dụng, các khí thải từ
các động cơ các phế phẩm từ ngành chế biến lương thực thực phẩm như mờ cá
tra, cá basa đã góp phần không nhỏ vào sự ô nhiễm môi trường.
Hiện nay, dầu nhờn là chất bôi trơn chủ yếu trong các ngành công nghiệp và
dân dụng. Mỗi năm Việt Nam tiêu thụ khoảng 120.000 tấn dầu bôi trơn mà toàn
bộ lượng dầu này phải nhập từ nước ngoài dưới dạng dầu thành phấm hoặc dầu
gốc cùng với các loại phụ gia. Trong khi đó hầu như toàn bộ dầu đã qua sử dụng
lại dùng không đúng mục đích hoặc thải trực tiếp vào môi trường gây ảnh hưởng
nghiêm trọng đến môi trường.
Đồng Bằng Sông Cửu Long mỗi năm tiêu thụ khoảng 400.000 tấn cá tra, cá
basa với lượng mờ khoảng 60.000 tấn. Tuy nhiên nếu lượng mờ này không tận
dụng mà thải ra môi trường thì sẽ gây ảnh hướng nghiêm trọng đến môi trường
theo chiều hướng xấu.
Trước thực trạng trên cần phải có những nghiên cứu tận dụng các nguồn phế
phẩm trên góp phần bảo vệ môi trường. Đã có nhiều nghiên cúu trong và ngoài
nước về dầu nhờn sinh học như nghiên cứu của nhà hoá học Girma Biresaw làm
việc tại cơ quan nghiên cứu nông nghiệp (ARS) thuộc bộ nông nghiệp Mỳ đã
nghiên cứu sản xuất dầu nhờn sinh học từ dầu thực vật, trong nước một nhóm
nhà khoa học của đại học quốc gia Hà Nội đã nghiên cúu về vấn đề sử dụng dầu
thực vật để sản xuất chất bôi trơn tại Việt Nam. Các loại dầu được khảo sát là
-2 -


Giới thiệu chung

dầu dừa, dầu lạc, dầu thầu dầu, dầu hạt cao su, dầu sở, nhung chưa thấy đề cập
đến nguồn mỡ cá basa. Chính vì vậy chúng tôi chọn hướng nghiên cúu là
“nghiên cứu tận dụng nguồn mỡ cá basa đê điều chế dầu nhờn sinh học”.
Nghiên cứu này không những giúp giải quyết vấn đề về môi trường mà còn góp
phần vào việc tìm ra các sản phẩm mới, sạch thân thiện với môi trường.

B. Mục tiêu nghiên cửu

Khảo

sát các

điều

kiện

tối

ưu

cho

phản

ứng

transester hóa

giữa

trimethylolpropan với methyl este, xúc tác là sodium methylate theo hai phương
pháp:
Phương pháp khuấy từ gia nhiệt có gắn hệ thống áp suất kém
Phương pháp vi sóng
Phân tích các chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm thu được ứng với các điều kiện tối
ưu tìm được.

-3 -


Phần hai: Lược khảo tài liệu

PHẦN HAI
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

-4-


Phần hai: Lược khảo tài liệu

CHƯƠNG I: TÓNG QUAN VÈ DẰU NHỜN

I. Khái niệm
Dầu nhờn được chế luyện từ dầu mỏ, nó có thế có màu đen nâu hay màu lục.
Phạm vi độ sôi khoảng 350°c và tỉ trọng d= 0.88 - 0.95.

II. Lịch sử phát triển của dầu nhờn 1131
Cách đây 100 năm, thậm chí con người vẫn chưa có khái niệm về dầu nhờn.
Tất cả các loại máy móc lúc bấy giờ đều được bôi trơn bằng dầu mờ lợn và sau

đó dùng dầu ôliu. Khi dầu ôliu khan hiếm thì người ta chuyền sang sử dụng các
loại dầu thảo mộc khác.
Khi ngành chế biến dầu mỏ ra đời, sản phẩm chủ yếu tại các nhà máy chế biến
dầu mỏ là dầu hỏa, phần còn lại là mazut (chiếm 70 - 90 %) không được sử dụng
và coi như bỏ đi. Nhưng khi ngành công nghiệp dầu mỏ phát triển thì lượng cặn
mazut càng ngày càng lớn, buộc con người phải nghiên cứu để sử dụng nó vào
mục đích có lợi. Lúc đầu người ta lấy cặn dầu mỏ pha thêm vào dầu thảo mộc
hoặc mờ lợn với tỉ lệ thấp để tạo ra dầu bôi trơn, nhưng chỉ ít lâu sau người ta đã
biết dùng cặn dầu mỏ để chế tạo ra dầu nhờn.
Năm 1870 ở Creem (Nga), tại nhà máy Xakhanxkiđơ bắt đầu chế tạo được dầu
nhờn từ dầu mỏ, nhưng chất lượng thấp. Nhà bác học người Nga nổi tiếng D. I.
Mendeleep chính là một trong những người chú ý đầu tiên đến vấn đề dùng
mazut để chế tạo ra dầu nhờn.
Năm 1870 - 1871, Ragorzin đã xây dựng một xưởng thí nghiệm dầu nhờn nhỏ.
Năm 1876 - 1877, Ragorzin xây dựng ở Balakhan nhà máy chế biến dầu nhờn
đầu tiên trên thế giới. Nhà máy này đã sản xuất được bốn loại dầu nhờn: dầu
cọc sợi, dầu máy, dầu trục cho toa xe mùa hè và mùa đông.
Các mẫu dầu nhờn của Ragorzin đã được mang đến triển lãm quốc tế tại Pari
năm 1878 và đã gây được sự chú ý đối với chuyên gia các nước. Phát huy kết
-5 -


Phần hai: Lược khảo tài liệu

1879, Ragorzin cho xây dựng ở Conxtantinôp nhà máy thứ hai
chuyên sản xuất dầu nhờn để xuất khẩu. Chính Mendeleep cũng đã làm việc ở
các phòng thí nghiệm và những phân xưởng của nhà máy này vào những năm
1880 - 1881. Dưới sự chỉ đạo trực tiếp của ông, ngành sản xuất dầu nhờn đã
được xây dựng và chỉ trong vòng mấy năm sau đó, ngành chế tạo dầu nhờn đã
thực sự phát triển và đánh dấu một bước ngoặt trong lịch sử chế tạo chất bôi trơn.

III.

Công dụng của dầu nhờn n

111.1.

Bôi trơn máy

Dầu nhờn có nhiều công dụng trong đó công dụng quan trọng nhất là bôi trơn
các bề mặt có chuyển động trượt giữa các chi tiết, làm giảm ma sát, do đó làm
giảm tổn thất cơ giới trong động cơ nên làm tăng hiệu suất có ích của toàn động
cơ.
Nguyên nhân của việc giảm ma sát là do khi bôi trơn sẽ có sự thay thế ma sát
trực tiếp giữa các chi tiết máy bàng ma sát nội tại của màng chất bôi trơn thể lỏng
ngăn cách các chi tiết máy. Ma sát nội tại giữa các màng chất lỏng này luôn nhỏ
hơn nhiều so với các dạng ma sát khác.
111.2.

Chống ăn mòn kim loại

III.2.1.

Nguyên nhân của sự mài mòn kim loại

Nước là nguyên nhân góp phần gây nên sự rỉ sét của các chi tiết được chế tạo
từ kim loại. Một thê tích nhiên liệu đôt cháy trong động cơ sinh ra một thê tích
-6-

Phần hai: Lược khảo tài liệu

ỈII.2.2. Chống ăn mòn kim loại của dầu nhem
Dầu nhờn sẽ tạo một lớp màng mỏng phủ trên bề mặt các chi tiết ma sát có tác
dụng chống rỉ trong thời gian ngừng hoạt động, nhất là những bộ phận ẩm ướt.
Ngoài ra dầu nhờn còn có tác dụng hạn chế tối đa sự lan truyền các chất axit
được sinh ra từ các loại nhiên liệu nhiều lưu huỳnh trong động cơ diesel.
III.3.

Làm mát máy

111.3.1.

Mục đích của việc làm mát

Việc làm mát nhằm làm giảm nhiệt độ của các chi tiết máy.

111.3.2.

Sự cần thiết của việc sử dụng dầu nhèm

Nhiều người cho rằng việc làm mát động cơ hoàn toàn dựa vào hệ thống nước
làm mát. Trên thực tế hệ thống nước làm mát chỉ thực hiện được 60% công việc
làm mát. Nước chỉ làm mát phần trên động

Cơ

là các đỉnh xylanh, lòng xylanh và

các van còn trục khuỷu, các ô đờ, trục cam, các bánh răng, pittong và nhiều chi

tiết khác được làm mát bằng dầu nhờn. Qua số liệu thực nghiệm cho thấy nhiệt
độ cháy thường là 1090 - 1650°c, những phần chính của van có thể lên tới 540 1095°c, nhiệt độ pittông có thể lên tới 540°c. Thiếc (Sn) và chì (Pb) là hai kim

-7-


Phần hai: Lược khảo tài liệu

111.3.4.

Quá trình làm mát

Dầu nhờn ở trạng thái lỏng chảy qua các bề mặt ma sát và mang theo nhiệt sẽ
làm mát vật liệu. Chức năng làm mát đòi hỏi dầu phải chịu nhiệt cao, không bị
biến chất do tác dụng của oxy trong không khí ở nhiệt độ cao.
111.4.

Dầu nhờn làm kín máy

Ở một số động cơ ô tô tại vị trí piston, máy phát, bơm thủy lực làm việc ở áp
suất cao, do đó yêu cầu độ kín cao. Vì vậy dầu nhờn dựa vào khả năng bám
dính và tạo màng lấp kín các khe hở, bảo đảm quá trình làm việc bình thường
cho thiết bị.
111.5.

Dầu nhem làm sạch máy

Dầu nhờn sè có tác dụng cuốn trôi các vấy tróc, sau đó các cặn bân sẽ bị giữ lại
tại các bộ phận lọc của hệ thống bôi trơn.
Trong động cơ diesel, khi nhiên liệu cháy tạo ra muội than sẽ bám cặn trên

thành piston gây cháy xecmăng, làm nghèn các bộ lọc. Trong động cơ dùng
xăng pha chì, khi xăng cháy cũng tạo ra một lượng muội chì. Các hiện tượng
trên góp phần tạo ra hai loại cặn trong dầu nhờn trong quá trình làm việc: cặn
bùn và cặn cứng.
-

Cặn bùn được tạo thành do sự kết hợp giữa hơi nước, bụi, sản phẩm xuống cấp
và nhiên liệu cháy chưa hoàn toàn. Cùng với thời gian cặn bùn sẽ tích tụ nhiều,
đóng cục lại sẽ làm hạn chế sự lưu thông của dầu nhờn.

-

Cặn cứng là sản phẩm của quá trình oxi hóa các họp phần kém ổn định có
trong
dầu tại nhiệt độ và áp suất cao. Cặn cứng làm thành lóp áo cứng trêncác chi
tiết


Phần hai: Lược khảo tài liệu

III.6.

Chức năng bảo vệ bề mặt

Sự tiếp xúc các chi tiết máy với các tác nhân gây ăn mòn như: oxy, độ ẩm của
không khí, khí thải hay khí cháy từ nhiên liệu đốt trong động cơ hay các lò đốt,
môi trường làm việc dẫn đến bề mặt vật liệu bị oxy hóa hay bị ăn mòn. Vì vậy
dầu nhờn có tác dụng tạo lớp màng bao phủ bề mặt các chi tiết ngăn cách sự tiếp
xúc với các yếu tố môi trường.

IV.

Thành phần của dầu nhờn

Dầu nhờn thương phẩm bao gồm hai hợp phần là dầu gốc (base lubes) và phụ
gia (additives). Dầu gốc được sử dụng nhiều nhất là các phân đoạn dầu khoáng
gốc dầu mỏ, được chế biến theo công nghệ truyền thống. Ngoài ra còn có thê
dùng một sổ loại dầu gốc tổng hợp hay dầu gốc động thực vật.
IV. l. Dầu gốc chế biến từ dầu mỏ

Dầu gốc chế biến từ dầu mỏ có nhiều chủng loại. Tuy vậy chúng được sản xuất
từ quy trình pha trộn trên cơ sở bốn loại nguyên liệu là:
-

Phân đoạn dầu nhẹ (light traction): sôi trong khoảng 350 - 400°c.

-

Phân đoạn dầu trung bình (midle íraction): sôi trong khoảng 400 - 450°c.

-

Phân đoạn dầu nặng (heavy neutral): sôi trong khoảng 450 - 500°c.

-

Phân đoạn dầu cặn (bright stock): sôi khoảng trên 500°c.

Thông thường có bốn loại dầu gốc tương ứng với bốn phân đoạn chưng cất nói
trên là : dầu gốc SN 150, dầu gốc SN 300, dầu gốc SN 450, và dầu gốc cặn BS

150.
(Solvent Neutral - chỉ dầu trung tính làm sạch bàng dung môi).
BS (Bright Stock - dầu cặn).
150; 300; 450 chỉ độ nhớt quy ước ở 100°F (37,8°C).
-9-


Phần hai: Lược khảo tài liệu

như những yêu cầu về kĩ thuật và kinh tế người ta có the chia bốn phân đoạn dầu
nhờn theo nhũng phạm vi độ sôi khác nhau sao cho hợp lý và kinh tế nhất.
IV. 1.1. Thành phần hydrocacbon của dầu gốc

Thành phần chủ yếu của dầu bôi tron là các họp phần hydrocacbon, bao gồm
các nhóm khác nhau:
a. Nhóm hydrocacbon naphtalen - paraíìn

Đây là nhóm hydrocacbon chủ yếu có trong dầu bôi tron, hàm lưọng của chúng
có thể lên tới 40 - 80% tùy thuộc loại dầu mỏ. Nhóm này có cấu trúc chủ yếu là
hydrocacbon vòng naphtalen, có kết hợp với nhánh alkyl hoặc ữơ-alkyl. số
cacbon trong phân tử có thể từ 20 - 70 nguyên tử cacbon. Loại hydrocacbon này
có tính bôi tron tốt, có tính ổn định hóa học tốt, do đó chúng là thành phần tốt
của dầu bôi trơn.
Ngoài

ra

còn

có

các

hydrocacbon

dạng

/7-parafin

và

/sơ-parafỉn

với

hàm

lượng

không lớn.
b. Nhóm hydrocacbon thom và naphtalen thom

c. Nhóm hydrocacbon rắn

Các hydrocacbon rắn có trong nguyên liệu sản xuất dầu bôi trơn khoảng 40 -