Nghiên cứu tổng hợp etyl este từ mỡ bò thải trên xúc tác dị thể bazơ rắn, ứng dụng làm tiền chất để chế tạo dung môi sinh học pha sơn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ QUỲNH HOA

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP ETYL ESTE TỪ MỠ BÒ
THẢI TRÊN XÚC TÁC DỊ THỂ BAZƠ RẮN, ỨNG
DỤNG LÀM TIỀN CHẤT ĐỂ CHẾ TẠO DUNG
MÔI SINH HỌC PHA SƠN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT HOÁ HỌC
MÃ SỐ: 62520301

Hướng dẫn khoa học:
GS. TS. ĐINH THỊ NGỌ;
PGS.TS.NGUYỄN KHÁNH DIỆU HỒNG

HÀ NỘI, NĂM 2014


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................................
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................

3

4
DANH MỤC CÁC BẢNG…………………………………………………………………5
DANH MỤC CÁC HÌNH……………………………………………………………….....7
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................... 9

MỞ ĐẦU ............................................................................................................................ 10
Chương 1 ............................................................................................................................ 11
TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ............................................................................................. 11
1.1. TỔNG QUAN CHUNG VỀ DUNG MÔI SINH HỌC ............................................... 11
1.1.1. Khái niệm ............................................................................................................... 11
1.1.2. Ưu, nhược điểm của dung môi sinh học ................................................................. 11
1.1.3. Những ứng dụng và triển vọng của dung môi sinh học ........................................... 12
1.1.4. Thành phần chính của dung môi sinh học ............................................................... 13
1.1.5. Các chỉ tiêu kỹ thuật của dung môi sinh học ........................................................... 15
1.1.6. Sự cần thiết phải thay thế dung môi khoáng bằng dung môi sinh học .................... 16
1.1.7. Tổng quan về tình hình sản xuất và sử dụng dung môi sinh học trên thế giới và
ở Việt Nam ......................................................................................................................... 20
1.2.TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP
TIỀN CHẤT CHO DUNG MÔI SINH HỌC .................................................................... 21
1.2.1. Nguyên liệu để tổng hợp tiền chất ........................................................................... 21
1.2.2. Phương pháp trao đổi este tạo tiền chất cho dung môi sinh học ............................. 27
1.2.3. Xúc tác cho phản ứng trao đổi este .......................................................................... 30
1.2.4. Tổng quan về cao lanh và trữ lượng tiềm năng ở nước ta ....................................... 30
Chương 2 ............................................................................................................................ 39
TH C NGHIỆM ................................................................................................................39
2.1. NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP XÚC TÁC .................................................................... 39
2.1.1. Tổng hợp xúc tác NaOH/zeolit NaY ....................................................................... 39
2.1.2. Tổng hợp xúc tác NaOH/zeolit NaX ....................................................................... 40
2.1.3. Tạo hạt xúc tác ......................................................................................................... 40
2.2. TỔNG HỢP TIỀN CHẤT CHO DUNG MÔI SINH HỌC ........................................ 45
2.2.1. Xử lý nguyên liệu ....................................................................................................45
2.2.2. Thực hiện phản ứng trao đổi este ............................................................................ 46
2.2.3. Tách và tinh chế sản phẩm ......................................................................................47
2.2.4. Nghiên cứu khả năng tái sử dụng và tái sinh xúc tác .............................................. 48
2.3. PHA CHẾ DUNG MÔI SINH HỌC VÀ ỨNG DỤNG TRONG PHA SƠN ............. 48

2.3.1. Pha chế dung môi sinh học ......................................................................................48
2.3.2. Tổng hợp nitroxenlulozơ ......................................................................................... 48
2.3.3. Thử nghiệm pha sơn ................................................................................................49
2.4. XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA NGUYÊN LIỆU, TIỀN CHẤT
VÀ SẢN PHẨM ................................................................................................................. 49
2.4.1. Xác định thành phần nguyên liệu, sản phẩm bằng phương pháp sắc ký khí –
khối phổ GC-MS ................................................................................................................ 49
2.4.2. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại (IR) ............................................................. 50
2.4.3. Xác định chỉ số axit (ASTM D664)......................................................................... 50
2.4.4. Xác định chỉ số xà phòng (ASTM D464) ................................................................ 51
2.4.5. Xác định chỉ số iốt (pr EN 14111) ........................................................................... 51
2.4.6. Xác định hàm lượng nước (ASTM D95) ................................................................. 52
1


2.4.7. Xác định tỷ trọng (ASTM D 1298)......................................................................... 53
2.4.8. Xác định độ nhớt động học (ASTM D445).............................................................53
2.4.9. Xác định nhiệt độ chớp cháy cốc kín (ASTM D93)................................................53
2.4.10. Xác định thành phần axit béo................................................................................ 54
2.4.11. Xác định khả năng bay hơi (ASTM D 5191).........................................................54
2.4.12. Xác định trị số Kauri-butanol (ASTM D 1133).....................................................54
2.4.13. Xác định độc tính của sản phẩm (ASTM E 1372).................................................55
2.4.14. Đánh giá tính ăn mòn.............................................................................................55
2.4.15. Đánh giá điểm vẩn đục (ASTM D 5773).............................................................. 56
2.4.16. Đánh giá điểm đông đặc........................................................................................ 56
Chương 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................................................57
3.1. NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC SỬ DỤNG TRONG
PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ESTE TẠO TIỀN CHẤT CHO DUNG MÔI SINH HỌC.......57
3.1.1. Nghiên cứu tổng hợp xúc tác NaOH/zeolit NaY.....................................................57

3.1.2. Nghiên cứu tổng hợp xúc tác NaOH/zeolit NaX.....................................................71
3.1.3. Lựa chọn xúc tác......................................................................................................83
3.2. NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA MỠ BÒ THẢI THÀNH TIỀN CHẤT ETYL
ESTE ĐỂ PHA CHẾ DUNG MÔI SINH HỌC................................................................. 84
3.2.1. Nghiên cứu xử lý nguyên liệu mỡ bò đầu vào.........................................................84
3.2.2. Nghiên cứu xây dựng phương pháp xác định nhanh hiệu suất etyl este trong sản
phẩm bằng phương pháp đồ thị..........................................................................................87
3.2.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp etyl este từ mỡ bò trên
xúc tác 30% NaOH/zeolit NaY.......................................................................................... 92
3.2.4. Nghiên cứu quá trình tách etyl este từ hỗn hợp sản phẩm.......................................96
3.2.5. Đánh giá chất lượng sản phẩm thu được................................................................. 97
3.3. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO DUNG MÔI SINH HỌC TỪ TIỀN CHẤT ĐÃ TỔNG
HỢP.................................................................................................................................... 99
3.3.1. Khảo sát thành phần tối ưu cho dung môi pha sơn................................................100
3.3.2. Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật của dung môi sinh học.......................................... 102
NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN................................................................. 106
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ........................................................107
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................108
PHỤ LỤC......................................................................................................................... 108

2


LỜI CẢM ƠN
Luận án “Nghiên cứu tổng hợp etyl este trên xúc tác dị thể bazơ rắn, ứng dụng làm
tiền chất để chế tạo dung môi sinh học pha sơn” đã được hoàn thành dưới sự hướng dẫn tận
tình của GS.TS Đinh Thị Ngọ và PGS.TS. Nguyễn Khánh Diệu Hồng. Ngoài sự cố gắng
của bản thân, tôi đã nhận được rất nhiều sự quan tâm hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của các
thầy cô, nhà trường và người thân.
Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn GS.TS. Đinh Thị Ngọ và PGS.TS. Nguyễn

Khánh Diệu Hồng vì những giúp đỡ quý báu và hướng dẫn tận tình để luận án được hoàn
thành.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Đào tạo sau đại
học, Viện Kỹ thuật Hoá học trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện
trong suốt quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các nhà Khoa học đã có nhiều ý kiến đóng góp cho luận
án được hoàn chỉnh.
Cuối cùng, xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới gia đình, người thân và bạn bè đã
giúp đỡ, động viên tôi trong quá trình nghiên cứu, thực hiện luận án.

TÁC GIẢ LUẬN ÁN
NGUYỄN THỊ QUỲNH HOA

3


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Những số liệu và kết quả
được nêu trong luận án là trung thực và chưa được người khác hoặc nhóm tác giả khác
công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Hà Nội, ngày 09 tháng 01 năm 2014
TÁC GIẢ LUẬN ÁN

NGUYỄN THỊ QUỲNH HOA

4


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Đặc trưng kỹ thuật của các loại ete dầu mỏ (ΓOCT.11992)

Bảng 1.2. Dung môi dầu mỏ dùng cho công nghiệp sơn
Bảng 1.3. Đặc trưng các loại xăng dung môi kỹ thuật theo tiêu chuẩn Nga
Bảng 1.4. Thành phần axit béo của một số loại mỡ động vật
Bảng 1.5. Phân bố lượng gia súc, gia cầm trên thế giới năm 2009
Bảng 1.6. Sản lượng thịt bò theo địa phương giai đoạn 2006 – 2010
Bảng 1.7. Các phương pháp chính để sản xuất metanol và etanol cho quá trình tổng hợp
alkyl este
Bảng 1.8. Những ưu và nhược điểm của phương pháp trao đổi este sử dụng xúc tác axit
đồng thể
Bảng 1.9. Những ưu và nhược điểm của phương pháp trao đổi este sử dụng xúc tác bazơ
đồng thể
Bảng 1.10. Các loại xúc tác axit , bazơ đồng thể được dùng cho phản ứng trao đổi este
Bảng 1.11. So sánh giữa xúc tác đồng thể và xúc tác dị thể dùng trong phản ứng trao đổi
este
Bảng 1.12. Các loại xúc tác dị thể sử dụng cho phản ứng trao đổi este
Bảng 1.13. Các loại xúc tác enzym sử dụng cho phản ứng trao đổi este
Bảng 2.1. Chỉ thị Hammett và khoảng pH đổi màu
Bảng 2.2. Lượng mẫu thử thay đổi theo chi số iốt dự kiến
Bảng 3.1. Diện tích bề mặt riêng và đường kính vi mao quản tập trung của zeolit NaY
trước khi tẩm NaOH
Bảng 3.2. Diện tích bề mặt riêng và đường kính vi mao quản tập trung của mẫu 30%
NaOH/zeolit NaY sau khi tẩm và nung
Bảng 3.3. Thành phần hóa học của mẫu zeolit NaY tổng hợp được xác định theo các
phương pháp khác nhau
Bảng 3.4. Thành phần hóa học của zeolit NaY tổng hợp được và các mẫu sau khi tẩm
NaOH với các hàm lượng khác nhau
Bảng 3.5. Hàm lượng Na trong xúc tác NaOH/zeolit NaY sau khi tẩm tính toán
từ phổ EDX
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của hàm lượng thủy tinh lỏng đến quá trình tạo hạt xúc tác
Bảng 3.7. Nghiên cứu lựa chọn kích thước hạt xúc tác

Bảng 3.8. Các thông số đặc trưng của xúc tác 30% NaOH/ zeolitNaY
Bảng 3.9. Diện tích bề mặt riêng và đường kính vi mao quản tập trung của zeolit NaX
Bảng 3.10. Diện tích bề mặt riêng và đường kính vi mao quản tập trung của mẫu 20%
NaOH/zeolit NaX sau khi tẩm và nung
Bảng 3.11. Thành phần hóa học của mẫu zeolit NaX tổng hợp được xác định theo các
phương pháp khác nhau
Bảng 3.12. Thành phần hóa học của zeolit NaX tổng hợp và các mẫu xúc tác sau khi tẩm
NaOH với các hàm lượng khác nhau
Bảng 3.13. Hàm lượng Na trong xúc tác NaOH/zeolit NaX sau khi tẩm, tính toán từ phổ
EDX
5


Bảng 3.14. Ảnh hưởng của hàm lượng thủy tinh lỏng đến quá trình tạo hạt xúc tác
Bảng 3.15. Các tính chất hóa lý đặc trưng của xúc tác 20% NaOH/NaX
Bảng 3.16. Các chỉ số đặc trưng của mỡ bò nguyên liệu trước và sau khi xử lý
Bảng 3.17. Ảnh hưởng của nhiệt độ hơi nước đến chỉ số axit
Bảng 3.18. Ảnh hưởng của thời gian sục hơi nước đến chỉ số axit
Bảng 3.19. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp etyl este từ dầu nành theo độ nhớt
Bảng 3.20. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp etyl este từ mỡ bò theo độ nhớt
Bảng 3.21. Bảng kết quả thu được từ thực nghiệm xác định hiệu suất
Bảng 3.22. Kết quả GC-MS của sản phẩm etyl este từ mỡ bò
Bảng 3.23. Kết quả so sánh hiệu suất của phản ứng tổng hợp etyl este theo phương pháp
truyền thống và theo độ nhớt
Bảng 3.24. Khảo sát quá trình tách pha sử dụng các chất trợ lắng khác
nhau Bảng 3.25. Khảo sát tìm hàm lượng chất trợ lắng glyxerin tối ưu
Bảng 3.26. Tính chất của etyl este từ mỡ bò
Bảng 3.27. Tỷ lệ pha chế dung môi từ hai thành phần chính
Bảng 3.28. Kết quả pha sơn từ các tỷ lệ thành phần dung môi khác nhau
Bảng 3.29. Kết quả khảo sát thành phần phụ gia trong dung môi pha sơn

Bảng 3.30. Chỉ tiêu của màng sơn pha từ mẫu C so với chỉ tiêu của sơn alkyd chuẩn
Bảng 3.31. Các tính chất hóa lý của dung môi sinh học đã tổng hợp

6


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Trị số Kauri-butanol của một số chất
Hình 2.1. Giao diện phần mềm CONVX và các bước tiến hành
Hình 2.2. Giao diện phần mềm CELREF Hình 2.3. Sơ đồ
nguyên lý của EDX
Hình 2.4. Mô hình đo độ bền nén của hạt xúc tác
Hình 2.5. Sơ đồ thiết bị phản ứng trao đổi este pha lỏng
Hình 3.1. Giản đồ nhiễu xạ tia X của zeolit Y chuẩn (từ Zeolite Database)
Hình 3.2. Giản đồ nhiễu xạ tia X zeolit NaY tổng hợp từ cao lanh
Hình 3.3. Ảnh SEM của zeolit NaY tổng hợp
Hình 3.4. Đường đẳng nhiệt hấp phụ nitơ thuộc loại I theo phân loại của IUPAC của mẫu
NaY
Hình 3.5. Đường phân bố kích thước vi mao quản của mẫu zeolit NaY trước khi tẩm
NaOH
Hình 3.6. Giản đồ XRD của mẫu 25%NaOH mang trên zeolit NaY
Hình 3.7. Giản đồ XRD của mẫu 30%NaOH mang trên zeolit NaY
Hình 3.8. Giản đồ XRD của mẫu 35%NaOH mang trên zeolit NaY
Hình 3.9. Ảnh SEM của các mẫu zeolit được tẩm với hàm lượng NaOH khác nhau
Hình 3.10. Phổ EDX, SEM và kết quả phân tích hóa học của zeolit NaY tổng hợp
Hình 3.11. Phổ EDX, SEM và kết quả phân tích hóa học của mẫu xúc tác 25%NaOH/zeolit
NaY
Hình 3.12. Phổ EDX, SEM và kết quả phân tích hóa học của mẫu xúc tác 30%NaOH/zeolit
NaY
Hình 3.13. Phổ EDX, SEM và kết quả phân tích hóa học của mẫu xúc tác 35%NaOH/zeolit

NaY
o

Hình 3.14. Giản đồ nhiễu xạ tia X của zeolit NaY ở nhiệt độ phòng 25 C và sau khi được
o
o
nung đến 700 C và 750 C
Hình 3.15.Giản đồ nhiễu xạ tia X của xúc tác 30%NaOH/zeolit NaY ở nhiệt độ phòng
o
o
o
(25 C) và sau khi được nung đến 500 C và 550 C
Hình 3.16. Quan hệ giữa số lần tái sử dụng của xúc tác 30%NaOH/zeolit NaY và hiệu suất
etyl este
Hình 3.17. Giản đồ XRD của mẫu zeolit NaX tổng hợp từ cao
lanh Hình 3.18. Ảnh TEM của zeolit NaX
Hình 3.19. Đường đẳng nhiệt hấp phụ nitơ của mẫu NaX trước khi tẩm NaOH
Hình 3.20. Đường phân bố kích thước vi mao quản của zeolit NaX trước khi tẩm NaOH
Hình 3.21. Chồng phổ XRD của các mẫu zeolit NaX tổng hợp từ cao lanh và zeolit NaX
được tẩm NaOH với hàm lượng khác nhau so với mẫu chuẩn và mẫu 25%NaOH/NaX
o
nung ở 450 C
Hình 3.22. Ảnh SEM của xúc tác NaOH/zeolit NaX
Hình 3.23. Phổ EDX, SEM và kết quả phân tích hóa học của zeolit NaX tổng hợp
Hình 3.24. Phổ EDX, SEM và kết quả phân tích hóa học của mẫu xúc tác 15%NaOH/zeolit
NaX
7


Hình 3.25. Phổ EDX, SEM và kết quả phân tích hóa học của mẫu xúc tác 20%NaOH/zeolit

NaX
Hình 3.26. Phổ EDX, SEM và kết quả phân tích hóa học của mẫu xúc tác 25%NaOH/zeolit
NaX
o

Hình 3.27. Giản đồ nhiễu xạ tia X của zeolit NaX ở nhiệt độ phòng 25 C và sau khi được
o
o
nung đến 600 C và 650 C
o
Hình 3.28. Giản đồ nhiễu xạ tia X của xúc tác 20% NaOH/NaX ở nhiệt độ phòng 25 C và
o
o
sau khi được nung đến 450 C và 500 C
Hình 3.29. Ảnh hưởng của nhiệt độ hơi nước đến chỉ số axit Hình
3.30. Ảnh hưởng của thời gian sục hơi nước đến chỉ số axit
Hình 3.31. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa hiệu suất – độ nhớt của sản phẩm etyl este
Hình 3.32. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ tuyến tính giữa hiệu suất – độ nhớt của sản phẩm
etyl este
Hình 3.33. Sắc ký đồ của sản phẩm etyl este tổng hợp từ mỡ bò
Hình 3.34. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất tạo etyl este
Hình 3.35. Ảnh hưởng của tỷ lệ mol etanol/mỡ đến hiệu suất tạo etyl este
Hình 3.36. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất tạo etyl este
Hình 3.37. Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác đến hiệu suất tạo etyl este
Hình 3.38. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến hiệu suất tạo etyl este
Hình 3.39. Phổ IR của etyl este từ mỡ bò
Hình 3.40. Khối phổ của axit stearic (axit octadecanoic) có trong sản phẩm so sánh
với khối phổ chuẩn của axit stearic trong thư viện phổ

8

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ASTM

American Society for Testing
and Materials

Hiệp hội vật liệu và thử nghiệm
Hoa Kỳ

BET

Brunauer – Emmett – Teller

Phương pháp hấp phụ đa lớp
BET

DMSH

Dung môi sinh học

EDX

Energy-dispersive X-ray
spectroscopy

Phổ tán sắc năng lượng tia X

FAO

Food and Agriculture
Organization of the United
Nations

Tổ chức Lương thực và Nông

IR

Infrared spectroscopy

Phổ hấp phụ hồng ngoại IR

IUPAC

International Union of Pure and
Applied Chemistry
Nomenclature

Hiệp hội Hoá học Quốc tế

nghiệp Liên Hiệp Quốc

PG1

Phụ gia 1

SEM

Scanning electron microscopy

Kính hiển vi điện tử quét

TEM

Transmission electron
microscopy

Kính hiển vi điện tử truyền qua

XRD

X-ray diffraction

Phổ nhiễu xạ tia X

9


MỞ ĐẦU
Dung môi có vai trò rất quan trọng trong công nghiệp và trong cuộc sống con
người. Với nhu cầu sử dụng ngày càng tăng, nên trong những thập niên gần đây, các nhà
khoa học đã nghiên cứu tổng hợp được nhiều loại dung môi mới và ứng dụng thành công
trong các ngành công nghiệp. Ở Châu Âu, mỗi năm sử dụng hơn 5 triệu tấn dung môi. Ở
Việt Nam mỗi năm cũng tiêu thụ từ 300.000 đến 500.000 tấn và hầu hết lượng dung môi
này đều được nhập ngoại. Dung môi được dùng chủ yếu để pha sơn, tẩy sơn, tẩy mực in,
keo dán, mỹ phẩm… và chúng có nguồn gốc chủ yếu từ dầu khoáng.
Tuy nhiên, dung môi có nguồn gốc từ dầu khoáng hầu hết đều là những chất hữu cơ
độc hại, gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người và tác động xấu tới môi trường như gây
ngộ độc nếu nuốt phải, gây kích ứng da và mắt, gây thủng tầng ôzôn, gây ô nhiễm môi

trường đất và nguồn nước… Hơn nữa, nguồn năng lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt cho
nên việc thay thế dung môi có nguồn gốc dầu khoáng bằng các dung môi có nguồn gốc
sinh học, an toàn hơn càng trở nên cấp thiết. Đó là loại dung môi xanh, thân thiện với môi
trường và cuộc sống con người. Dung môi sinh học có khả năng hòa tan tốt, ít độc hại, ít
bay hơi, nhiệt độ bắt cháy cao, có khả năng tự phân hủy sinh học, có thể sử dụng trong
ngành công nghệ thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm…
Lượng dung môi sử dụng hàng năm trên thế giới là rất lớn, vì vậy việc nghiên cứu
và sản xuất dung môi sinh học thay thế một phần dung môi hóa thạch có ý nghĩa to lớn đối
với môi trường, cũng như sức khỏe con người. Ở Việt Nam, mỡ bò là nguyên liệu rẻ tiền, ít
được quan tâm sử dụng trong thực tế. Hơn nữa, do quá trình phân hủy sinh học, mỡ bò làm
ô nhiễm môi trường tại các khu vực chế biến. Bởi vậy nghiên cứu tổng hợp dung môi từ
mỡ bò mang lại lợi ích to lớn đối với môi trường và kinh tế. Dung môi có nguồn gốc từ mỡ
bò có thể điều chỉnh được tính bay hơi theo chiều dài của mạch cacbon. Các dung môi này
ít bay hơi, không ảnh hưởng đến sức khỏe con người, có khả năng phân hủy sinh học… là
loại dung môi tiềm năng, có thể thay thế được dung môi khoáng. Để tổng hợp ra dung môi
sinh học cần tiền chất, đó là alkyl este. Có rất nhiều loại alkyl este, tuy nhiên etyl este là
loại tối ưu hơn cả do sử dụng tác nhân là etanol, thân thiện với môi trường. Xúc tác được
lựa chọn cho phản ứng trao đổi este là xúc tác bazơ dị thể NaOH/zeolit NaY và
NaOH/zeolit NaX, đó là loại xúc tác có hoạt tính cao, có thể tái sử dụng và tái sinh nhiều
lần, sản phẩm dễ tách lọc, ít tiêu tốn năng lượng.
Mục tiêu đầu tiên của luận án là chế tạo thành công dung môi sinh học sử dụng tiền
chất là etyl este, đi từ nguyên liệu mỡ bò thải có điểm đông đặc cao với tác nhân phản ứng
là etanol. Và nghiên cứu ứng dụng tiền chất này để pha chế được một loại dung môi có đặc
tinh hoà tan cao.

10


Chương 1

TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1. TỔNG QUAN CHUNG VỀ DUNG MÔI SINH HỌC
1.1.1. Khái niệm
Dung môi sinh học là những dung môi có nguồn gốc từ nguyên liệu sinh học.
Chẳng hạn như từ ngô, gạo, dầu thực vật người ta đã điều chế được những dung môi có
tính hòa tan tốt, có nhiều triển vọng thay thế cho dung môi hoá thạch truyền thống, từ dầu
vỏ chanh điều chế được D-limonen, từ ngô điều chế etyl lactat, từ dầu thực vật và mỡ động
vật điều chế metyl este của axit béo [8,13].
Việc thay thế dung môi hóa thạch độc hại bằng những dung môi sinh học thân thiện
với môi trường đem lại rất nhiều lợi ích, là nền móng cho sự phát triển ổn định và bền
vững.
Để được ứng dụng rộng rãi, dung môi sinh học phải thỏa mãn những tiêu chuẩn
sau:
● Tính hiệu quả cao trong sử dụng.
 Giá thành chấp nhận được.
 Khả năng sản xuất với số lượng lớn.
1.1.2. Ưu, nhược điểm của dung môi sinh học
Ưu điểm của dung môi sinh học: Do dung môi sinh học có rất 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 [8,14].
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 ozon (ODCs) thấp, chất gây ô nhiễm thấp(HAPs),
chất hữu cơ bay hơi (VOAs) thấp. Ưu điểm này làm cho dung môi sinh học có ý nghĩa lớn
trong việc bảo vệ môi trường.
Do không có mùi khó chịu và không gây kích ứng da, nên dung môi sinh học có thể
được ứng dụng làm mỹ phẩm.
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 thường đắt hơn dung môi dầu mỏ từ 2 - 4 lần, vì lợi ích kinh tế nên người ta vẫn tiếp
11


tục sử dụng dung môi hữu cơ. Để khắc phục vấn đề này cần phải tìm cách áp dụng các
công nghệ sản xuất mới để hạ giá thành sản phẩm.
 Hạn chế về nguồn nguyên liệu. Do khủng hoảng kinh tế và những biến đổi khí hậu
nên vấn đề nguyên liệu cho dung môi sinh học ngày càng khó khăn.
 Diện tích trồng các cây nguyên liệu ngày càng bị thu hẹp do những lo ngại về an
ninh lương thực.
 Do hiệu quả của dung môi sinh học chưa cao. So với dung môi dầu mỏ thì dung
môi sinh học thường đáp ứng thấp hơn về những chỉ tiêu kỹ thuật mong muốn như độ hòa
tan, tính bay hơi [14].
1.1.3. Những ứng dụng và triển vọng của dung môi sinh học
Hiện nay, dung môi sinh học đã được ứng dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp
và trong cuộc sống. Những ứng dụng tiêu biểu của dung môi sinh học là:
Ứng dụng trong ngành sơn: Dung môi sinh học có khả năng phân hủy sinh học và
có khả năng bay hơi tương đương thậm chí cao hơn dung môi có nguồn gốc dầu mỏ thường
sử dụng. Do các ưu điểm này, dung môi sinh học được ứng dụng trong ngành sơn, nhựa
alkyd.
Ứng dụng trong ngành in: Ở một số nước, như Mỹ đã ứng dụng metyl este làm

mực để in bao bì đựng thực phẩm. Loại mực này có những ưu điểm sau:
- Thân thiện với môi trường, nhờ việc thay thế sản phẩm dầu mỏ bằng dung môi
sinh học có thể phân hủy dễ dàng và có nguồn gốc thực vật.
- Ít độc hại vì loại bỏ được dư lượng hydrocacbon thơm chứa trong dầu khoáng.
- Dễ sử dụng hơn các loại mực thông thường.
Ứng dụng trong sản xuất nhựa đường biến tính: Dung môi sinh học trên cơ sở
metyl este dầu thực vật được ứng dụng trong công nghiệp chế biến nhựa đường từ khoảng
năm 1997. Những ưu điểm của loại nhựa đường này là:
- Thân thiện với môi trường, không có các chất hữu cơ dễ bay hơi trong thành phần.
- Cải thiện được những điều kiện làm việc của người sử dụng (không khói, không
mùi, không kích ứng da và mắt).
o

- Độ an toàn cao, điểm chớp cháy lớn hơn 200 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, nhựa đường, thay thế cho các hợp chất
chứa clo, axeton, các hydrocacbon mạch thẳng với các 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.

12


1.1.4. Thành phần chính của dung môi sinh học
Dung môi sinh học có nguồn gốc từ tự nhiên như dầu, mỡ động thực vật, sinh
khối… với trữ lượng tương đối dồi dào. Từ các nguyên liệu này qua quá trình chuyển hóa

tạo thành alkyl este và hydrocacbon xanh. Đó chính là thành phần chính của dung môi sinh
học. Tuy nhiên, hiện nay trên thế giới sử dụng alkyl este làm tiền chất cho dung môi nhiều
hơn hydrocacbon xanh. Và alkyl este được coi là thành phần chủ yếu nhất để chế tạo dung
môi sinh học. Hydrocacbon xanh được sản xuất trong quá trình cracking dầu thực vật hoặc
mỡ động vật vẫn còn sử dụng hạn chế [15,16]. Dưới đây là hai loại tiền chất điển hình để
pha chế dung môi sinh học.
Alkyl este: Bản thân alkyl este đã là một loại dung môi sinh học đơn giản, tuy nhiên
rất hiếm khi alkyl este được sử dụng đơn lẻ để làm dung môi. Thông thường, trên cơ sở
chính là alkyl este, người ta chế tạo ra nhiều loại dung môi khác nhau tùy theo mục đích sử
dụng. Và nguyên liệu để sản xuất alkyl este là các loại dầu thực vật hay mỡ động vật với
thành phần chính là các este của glyxerin với các axit béo bậc cao (triglyxerit) [17,18].
Chất lượng của alkyl este phụ thuộc khá nhiều vào thành phần, cấu tạo và nguồn
gốc của các axit béo. Với các dầu mỡ chủ yếu gồm các axit béo có mạch cacbon lớn như
C18, C20 thì khi tổng hợp alkyl este, sản phẩm có tỷ trọng và 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 chỉ có
thể ứng dụng làm nhiên liệu sinh học vì không đủ tiêu chuẩn chất lượng để pha chế dung
môi sinh học. 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].
Việc nghiên cứu tổng hợp alkyl este ở Việt Nam bắt đầu từ những năm 2003-2004,
nhưng ban đầu chủ yếu nghiên cứu trên các loại xúc tác kiềm đồng thể. Hiện nay tại một số
tỉnh đồng bằng sông Cửu Long đã có một vài xưởng sản xuất alkyl este nhỏ lẻ với công
nghệ khá đơn giản và thải ra môi trường một lượng lớn xúc tác kiềm đồng thể làm ô nhiễm
môi trường, mặt khác chất lượng sản phẩm cũng chưa được kiểm định. Vì vậy, các nhà
khoa học đang nghiên cứu để tổng hợp ra alkyl este trên các xúc tác dị thể, có khả năng thu
hồi, tái sử dụng, vừa giảm năng lượng cho quá trình tinh chế vừa không gây ảnh hưởng tới
môi trường. Qua đó thấy rằng, dị thể hóa xúc tác cho quá trình tổng hợp alkyl este là
phương hướng đúng đắn trong tương lai.

Alkyl este có khả năng hòa tan rất tốt các chất dầu, polyme, đây là một đặc tính rất
quan trọng của nó. Alkyl este của axit béo có độ bay hơi thấp và nhiệt độ chớp cháy cao.
Chính nhờ đặc điểm này làm tăng tính an toàn khi sử dụng alkyl este làm dung môi.
Alkyl este của mỡ động vật có đặc điểm là không tan trong nước, dẫn đến nhiều
hạn chế trong ứng dụng của nó. Độ bay hơi thấp vừa là ưu điểm cũng vừa là bất lợi của etyl
este của axit béo. Để nâng cao chất lượng của dung môi và mở rộng khả năng ứng dụng
của alkyl este mỡ động vật, người ta pha trộn nó với những dung môi khác và một số các
phụ gia. Trong đó quan trọng nhất là etyl axetat.
Etyl axetat (EA): Cấu trúc phân tử của etyl axetat

13


Danh pháp IUPAC

Ethyl axetate, Ethyl ethanoat

Tên khác

Este etyl, este axetic, este etanol

Công thức phân tử

C4H8O2

Phân tử gam

88,11 g/mol

Biểu hiện

Chất lỏng không màu

Tỷ trọng và pha

0,897-0,902, lỏng

Độ hòa tan trong nước

8,3 g/100 ml (20°C)

Điểm nóng chảy

−84°C (190 K)

Điểm sôi

77°C (350 K)

Độ nhớt

0,426 cP

Etyl axetat là một hợp chất hữu cơ với công thức CH3CH2OC(O)CH3. Đây là một
chất lỏng không màu có mùi dễ chịu và đặc trưng, tương tự như các loại sơn móng tay hay
nước tẩy sơn móng tay, trong đó nó được sử dụng. Là một loại este thu được từ etanol và
axit axetic, nó thường được viết tắt là EtOAc, và được sản xuất ở quy mô khá lớn để làm
dung môi [6].
Etyl axetat là một dung môi phân cực nhẹ, dễ bay hơi, tương đối không độc hại và
không hút ẩm. Nó là chất nhận cũng như cho liên kết hydro yếu. Etyl axetat độ hòa tan

trong nước xấp xỉ 8% ở nhiệt độ phòng. Khi nhiệt độ tăng cao thì độ hòa tan trong nước
của nó được tăng lên. EA có thể trộn lẫn với một số dung môi khác như etanol, benzen,
axeton hay dietyl ete. Nó không ổn định trong dung dịch có chứa axit hay bazơ mạnh.
Ứng dụng
Etyl axetat được dùng rộng rãi làm dung môi cho các phản ứng hóa học cũng như
để thực hiện công việc chiết các hóa chất khác. Tương tự, nó cũng được dùng trong sơn
móng tay và thuốc tẩy sơn móng tay hay dùng để khử cafein của các hạt cà phê hay lá cần
sa.
Etyl axetat cũng có mặt trong một số loại kẹo, hoa quả hay nước hoa do nó bay hơi
rất nhanh và để lại mùi nước hoa trên da. Nó cũng tạo ra hương vị tương tự như của các
loại quả đào, mâm xôi hay dứa. Đây là một đặc trưng của phần lớn các este.
Etyl axetat cũng có mặt trong rượu vang. Nó được coi là một chất gây ô nhiễm khi
ở nồng độ cao, khi các loại rượu vang để lâu trong không khí. Ở nồng độ cao trong rượu
vang, nó được coi là chất tạo ra mùi vị lạ, vị chua bất thường do bị thủy phân dần dần để
trở thành axit axetic.
Ngoài ra, etyl axetat được sử dụng làm dung môi để pha chế sơn vì thành phần
dung môi có etyl axetat là một loại dung môi có độ hoàn tan nhựa, các chất tạo màu và chất
làm dẻo rất lớn, độ bay hơi rất nhanh nên càng nhiều thành phần này, càng cải thiện được
độ bay hơi và hòa tan tốt các thành phần rắn. Tuy nhiên, trong quá trình sơn, nếu dung môi
có độ bay hơi quá cao sẽ làm thất thoát dung môi, làm dung dịch sơn có độ nhớt thấp.
Trong khi đó, các alkyl este tổng hợp từ mỡ động vật có độ bay hơi thấp, có khả năng hòa
tan vừa phải các thành phần nhựa, nitroxenlulozơ, bột màu và chất làm dẻo nên khi đưa
vào pha sơn có tác dụng hạ thấp độ bay hơi của sơn, đồng thời tăng độ hòa tan của dung
môi.

14


1.1.5. Các chỉ tiêu kỹ thuật của dung môi sinh học
Dung môi sinh học có ứng dụng phong phú trong nhiều lĩnh vực của đời sống và

công nghê, cho nên với mỗi lĩnh vực ứng dụng lại có những yêu cầu khác nhau về tính
năng kỹ thuật. Tuy nhiên, để đánh giá toàn diện về một loại dung môi sinh học nào đó
người ta thường căn cứ vào một bộ các chỉ tiêu của dung môi sinh học như sau:
Áp suất hơi bão hòa: đánh giá khả năng bay hơi của dung môi sinh học, được xác
định theo tiêu chuẩn ASTM D5191.
Tỷ lệ bốc hơi: đánh giá khả năng an toàn đối với cháy nổ khi sử dụng, được xác
định theo tiêu chuẩn ASTM D3539.
Trị số kauri-butanol: đánh giá độ mạnh yếu của một dung môi khi hòa tan một
chất khác. Trị số này được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D1133.

Hình 1.1. Trị số Kauri-butanol của một số chất
Phép đo giá trị Kauri-butanol là phép đo điểm vẩn đục để đánh giá độ mạnh của
dung môi. Giá trị Kauri-butanol của một dung môi thể hiện lượng tối đa dung môi có thể
thêm vào dung dịch nhựa kauri (một loại nhựa copal) trong rượu butylic mà không gây ra
vẩn đục. Nhựa kauri tan ngay vào rượu butylic nhưng không tan trong dung môi, dung dịch
nhựa sẽ chỉ tồn tại trong một giới hạn pha loãng. Những dung dịch mạnh như toluen có thể
cho thêm vào dung dịch rượu 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 [8,9].
Phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa trị số Kauri-butanol và tham số hòa tan
Hidelbrand :
Trong đó:

∂ = 0, 04 KB +14, 2
∂ : Tham số hòa tan Hildelbrand

[12]

KB : Trị số Kauri-Butanol.
Nhiệt độ chớp cháy cốc kín: đánh giá mức độ an toàn đối với cháy nổ khi bảo
quản, được xác định theo ASTM D93. Trong trường hợp của dung môi sinh học, thí

nghiệm này được dùng để xác định lượng ancol còn lại trong etyl este.
15


Điểm chớp cháy là thông số dùng để phân loại khả năng bắt cháy của các vật liệu .
o
Điểm chớp cháy đặc trưng của etyl este mạch dài tinh khiết thường cao hơn 200 C và
người ta xếp chúng vào nhóm chất không bắt cháy. Tuy nhiên trong quá trình sản xuất và
tinh chế etyl este, không phải tất cả etanol đều được loại khỏi sản phẩm cho nên dung môi
có thể sẽ dễ bắt cháy và nguy hiểm hơn khi thao tác và bảo quản nếu điểm chớp cháy cốc
kín thấp [110].
Tỷ trọng: Tỷ trọng là tỷ số giữa khối lượng riêng của một vật ở một nhiệt độ nhất
định và khối lượng riêng của một vật khác được chọn là chuẩn, xác định ở cùng điều kiện.
o
Đối với các loại sản phẩm dầu lỏng đều được lấy nước cất ở nhiệt độ 4 C và áp suất 760
mmHg làm chuẩn để so sánh. Tỷ trọng được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D1475.
Độ nhớt động học: Độ nhớt động học là tỷ số giữa độ nhớt động lực và tỷ trọng của
nó (cả hai được xác định ở cùng nhiệt độ và áp suất) [110]. Nó đánh giá mức độ linh động
khi vận chuyển và ước lượng chi phí vận chuyển qua đường ống. Độ nhớt được xác định
theo ASTM D445.
Nguyên nhân gây ra độ nhớt là do ái lực cơ học giữa các hạt cấu tạo các chất lỏng.
Khả năng phân hủy sinh học: đánh giá khả năng phân hủy sinh học đơn giản dựa
trên việc xác định sự giảm COD hay đo sự giải phóng CO 2 hay sự tiêu thụ O2. Chỉ tiêu này
được thực hiện theo quy định 67/548/CEE, trong đó một chất được xem là dễ phân hủy
sinh học nếu trong thử nghiệm đánh giá khả năng phân hủy sinh học tiến hành trong 28
ngày chất đó đạt được các mức độ phân hủy sau đây sau 10 ngày thử nghiệm:
● 70% phân hủy đối với thử nghiệm dựa trên cơ sở đo COD.
● 60% phân hủy dựa trên cơ sở đo mức tiêu thụ O2 hay giải phóng CO2.
Độc tính sinh học: đánh giá mức độ nguy hiểm đối với người làm việc với dung
môi sinh học. Độc tính cấp một của hóa chất được đặc trưng bởi khả năng phơi nhiễm một

liều mạnh thường là duy nhất trong thời gian ngắn.
Tính ăn mòn tấm đồng: đánh giá khả năng ăn mòn những chi tiết bằng đồng của
máy móc và thiết bị khi vận hành với dung môi sinh học. Thực chất là nhằm đánh giá sự có
mặt của axit trong dung môi sinh học.
Nhiệt độ vẩn đục: điểm vẩn đục là nhiệt độ mà khi sản phẩm được đem làm lạnh
trong những điều kiện nhất định, nó bắt đầu vẩn đục do một số cấu tử bắt đầu kết tinh.
Điểm vẩn đục là một tiêu chuẩn khá quan trọng đánh giá mức độ linh động của dung môi
sinh học khi được sử dụng ở nơi có thời tiết lạnh.
Thành phần hóa học của một nguyên liệu dầu mỡ làm cho dung môi sinh học có thể
có nhiệt độ vẩn đục cao hơn so với mong đợi. Do các metyl este bão hòa dễ kết tinh cho
nên hàm lượng các metyl este này là yếu tố xác định điểm vẩn đục của dung môi. Các nhà
sản xuất có thể thay đổi điểm vẩn đục bằng cách trộn nguyên liệu có thành phần axit béo
bão hòa thấp hơn. Kết quả là dung môi sinh học có điểm vẩn đục thấp hơn hẳn.
1.1.6. Sự cần thiết phải thay thế dung môi khoáng bằng dung môi sinh học
Dung môi có nguồn gốc dầu mỏ được ứng dụng chủ yếu và rộng rãi trong công
nghiệp. Nó chiếm tới hơn 90% sản lượng dung môi trên toàn thế giới. Dung môi có nguồn
gốc dầu mỏ thường độc hại và được phân thành các loại sau:
● Dung môi dầu mỏ.
● Ete dầu mỏ.

16


● 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 mục đích kỹ thuật
[1,4,5].
Ete dầu mỏ: Ete dầu mỏ là hỗn hợp của các loại hydrocacbon 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 1.1. Đặc trưng kỹ thuật của các loại ete dầu mỏ (ΓOCT.11992)

Các chỉ tiêu kỹ thuật
1. Khối lượng riêng ở 20oC, g/cm3 max
2. Nhiệt độ cất -10%,oC

Loại 40-70
0,650

Loại 70-100
0,650

36
70

70
100

Không có

Không có

min
min

o

-95%, C
3. Các hydrocacbon chưa bảo hòa, thơm, S,
H2O, tạp chất cơ học

Dung môi dầu mỏ: Dung môi dầu mỏ là hỗn hợp chủ yếu của các hydrocacbon

o
o
thơm có thành phần cất từ 110 C đến 200 C. Dung môi dầu mỏ được sản xuất chủ yếu
từ các quá trình nhiệt phân các phần cất của dầu mỏ (như dầu hỏa - gazoin) [3,5,8]. Dung
môi dầu mỏ được dùng cho công nghiệp tráng men, sơn dầu và nhuộm. Bảng 1.2. Dung
môi dầu mỏ dùng cho công nghiệp sơn
Các chỉ tiêu

Mức chỉ tiêu yêu cầu
o

3

min

0,848

min

120

- 90% TT được cất ở nhiệt độ, C

min

160

Độ hóa hơi theo xylen

max

2

Hàm lượng lưu huỳnh,% khối lượng

max

0,10

Hàm lượng các chất bị sunfonic hóa, %KL

min

85

Khối lượng riêng ở 20 C, g/cm
Thành phần cất
o

- Nhiệt độ sôi đầu, C
o

o

min

Nhiệt độ chớp cháy cốc hở, C
Axit và kiềm tan trong nước

17

Không có

Dung môi phân đoạn xăng: Xăng dung môi là hỗn hợp của các parafin, các
o
xycloparafin và các hydrocacbon có giới hạn sôi từ 150 đến 220 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…[3,5].
17


Bảng 1.3. Đặc trưng các loại xăng dung môi kỹ thuật theo tiêu chuẩn Nga
Các chỉ tiêu chất lượng sản
phẩm
1. Tỷ trọng ,max
2. Thành phần cất, oC, max
-Điểm sôi đầu
-10%TT
-50%TT
-90%TT
-97,5%TT
% thể tích cất được, min
o

-Trước 110 C
o
-Trước 120 C
o

-Trước 200 C
3. Hàm lượng S, % KL max

Xăng dung môi sử dụng cho các mục đích
Kỹ thuật
Công
Công nghiệp cao su
ΓOCT-8505- nghiệp sơn
ΓOCT-443-76
57
ΓOCTЬP-1
ЬP-2
3134-78
0,795
0,730
0,73/0,7
<165
>80
>80
45
88
105
145
170
93
93/98
98
98
98
-

0,025

0,025

0,020

0,020

4. Chỉ số iot, g/100g, max

2,0

-

-

-

5. Độ axit mgKOH/100ml,
max

0,6

-

-

-

6. Hàm lượng nhựa, mg/100g,
max

2,0

-

-

-

7. Chớp cháy cốc kín oC, max

-

33

-

-

8. Test trên các vết dầu

-

-

Chịu được

Chịu được

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
o
o
(80 C đến120 C), nhằm đảm bảo cho chúng có khả năng bay hơi nhanh.
Xăng dung môi dùng cho công nghiệp sơn: Xăng dung môi dùng trong công nghiệp
sơn được sản xuất từ phân đoạn xăng chưng cất trực tiếp từ dầu mỏ và được chưng cất lại
o
o
trong khoảng sôi hẹp 165 C đến 200 C. Hàm lượng hydrocacbon thơm đạt tới 16%. Xăng
dung môi còn được gọi là xăng trắng hay xăng thơm, thuộc họ dung môi hydrocacbon. Về
bản chất, xăng dung môi là một sản phẩm dầu mỏ được lấy từ cuối phân đoạn xăng và
kerosen.
Xăng dung môi được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp sơn dầu và một số ngành
công nghiệp khác như làm chất pha sơn, làm khô sơn, cho in mầu trên vải. Vì vậy, nó còn
18


có tên là xăng pha sơn. Ngoài ra, xăng dung môi còn được dùng để khử dầu mỡ trên bề mặt
kim loại, pha chế chất đánh bóng, lau khô [3,4].
Loại xăng này phải hòa tan tất cả các thành phần không bay hơi của sơn, khi bay
hơi không có mùi, có vận tốc bay hơi xác định được, không bay hơi nhanh quá và cũng
không bay hơi chậm quá làm ảnh hưởng tới chất lượng bề mặt của sơn.
Xăng dung môi dùng cho mục đích kỹ thuật: Xăng dung môi dùng cho mục đích kỹ
o
thuật có thành phần phân đoạn rộng hơn ứng với khoảng sôi 45 đến 170 C. Loại xăng này
o
có nhiệt độ sôi đầu nhỏ nhất trong các loại xăng dung môi (không thấp hơn 45 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 chất thơm và có thành phần cất hẹp [3,8].
Xăng chiết được dùng chủ yếu trong các nhà máy sản xuất dầu dùng phương pháp
chiết để thu được dầu thực vật, dùng để tách mỡ khỏi da. Ngoài ra, xăng chiết cũng được
dùng làm dung môi trong công nghiệp cao su và sơn dầu (loại làm khô nhanh).
Một số loại dung môi pha sơn thông dụng: Các loại dung môi khoáng sau thường
được dung trong công nghệ sơn.
Iso-butanol: là dung môi quan trọng trong công nghiệp sơn bề mặt, có tính chất hoà
tan tốt nhiều loại nhựa tự nhiên và nhựa tổng hợp như: nhựa phenol, etyl xenlulo… Isobutanol có độ bay hơi vừa phải, tạo ra lớp sơn nước mềm dẻo do có độ chảy và độ dàn đều
tốt, tăng khả năng chống đục cho màng sơn so với các rươu mạch ngắn hơn. Nó cũng đựoc
dùng làm chất pha loãng cho sơn xenlulo nitrat.
Toluen: là một chất lỏng khúc xạ, không màu, độ bay hơi cao, có mùi thơm nhẹ.
Toluen không tan trong cồn, ete, axeton và hầu hết các dung môi hữu cơ khác, tan ít trong
nước. Toluen được dùng làm dung môi pha các loại sơn cần khả năng hoà tan và độ bay hơi
cao, đồng thời được dùng làm chất pha loãng.
Butyl carbitol: là một chất lỏng trung tính, không màu, trong suốt, nhiệt độ sôi cao,
có thể trộn lẫn với nước và các dung môi hữu cơ khác. Butyl carbitol có độ bay hơi rất
chậm nên nó được dùng làm chất tăng độ chảy cho sơn sấy được làm từ nhựa: ure,
melanin, phenol hoặc nhựa epoxy… Ngoài ra, butyl carbitol còn là dung môi kết hợp trong
sơn nước, dùng trong công nghiệp và kiến trúc, có tác dụng làm tăng độ chảy và độ bóng
cho sơn.
N-butyl axetat: là một chất lỏng không màu, trong suốt, có độ bay hơi trung bình và
mùi este đặc trưng. N-butyl axetat là dung môi quan trọng trong công nghiệp sơn. Nó có
khả năng hoà tan tốt nitrat xenlulo, nhựa, polyme, dầu và chất béo. Độ bay hơi của n- butyl
axetat rất thuận lợi cho các ứng dụng và làm khô, nó chống đục sơn và hiệu ứng da cam
cho màng sơn, vì thế tạo ra màng sơn có độ dàn đều và độ bóng tốt.
Sự cần thiết phải thay thế dung môi có nguồn gốc dầu mỏ bằng dung môi sinh
học
Nhu cầu sử dụng dung môi hiện nay là rất lớn nên mặc dù độc hại, người ta vẫn tiếp

tục sử dụng. Để giảm thiểu các nguy cơ độc hại của dung môi, đã có nhiều biện pháp được
áp dụng như: tái sử dụng, tuần hoàn, quản lí an toàn, thu hồi… nhưng việc tìm ra những
dung môi khác thay thế những dung môi độc hại này mới là hướng đi đúng đắn và bền
vững.
Những dung môi thay thế phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
19


 Thân thiện với môi trường và an toàn với sức khỏe con người.
 Hiệu năng sử dụng, tính hòa tan cao.
 Thỏa mãn yêu cầu về kinh tế, giá những dung môi này phải nằm trong giới hạn có
thể chi trả được.
 Sản xuất được với số lượng lớn, có mặt rộng rãi trên thị trường.
Hiện nay, những dung môi có nguồn gốc sinh học đang cạnh tranh với dung môi
hóa thạch và có khả năng thay thế được. Trong đó, các sản phẩm có triển vọng nhất là
những dung môi sản xuất từ dầu mỡ động thực vật.
1.1.7. Tổng quan về tình hình sản xuất và sử dụng dung môi sinh học trên
thế giới và ở Việt Nam
Trên thế giới, dung môi sinh học đã được tổng hợp và ứng dụng rộng rãi từ những
thập kỷ trước. Dung môi sinh học rất đa dạng về chủng loại và ứng dụng, đó là đặc trưng
của công nghệ chế tạo dung môi sinh học trên thế giới.
Vào thập niên 70, 80 người ta đã tổng hợp được metyl este - là tiền chất chính để
chế tạo dung môi sinh học. Metyl este là loại tiền chất dễ tổng hợp và cho hiệu suất cao
nhất trong các loại alkyl este. Các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu rất kỹ càng
mọi khía cạnh ứng dụng của metyl este suốt mấy chục năm vừa qua và thu được những
thành công đáng kể.
Dung môi sinh học được sử dụng để xử lý các vụ dầu tràn trên biển rất hiệu quả.
Bởi dung môi sinh học có khả năng hòa tan dầu mỏ rất tốt và có khả năng hút dầu ngấm
vào lòng đất, cũng như cát biển [101].
Dung môi sinh học từ metyl este được ứng dụng rộng rãi vào công nghệ sản xuất

nhựa đường biến tính, làm cho nhựa đường không còn độc hại đối với con người [102].
Trong ngành công nghiệp giấy, dung môi sinh học được ứng dụng để vệ sinh trục
seo giấy và các bộ phận liên quan với hiệu quả làm sạch cao. Nhờ đó, sản xuất được loại
giấy cao cấp có độ trắng cao [104].
Ngoài ra, dung môi sinh học được sử dụng trong công nghiệp tái sinh chai nhựa
thải với hiệu quả cao, mà không cần sử dụng nước rửa, giúp tiết kiệm chi phí, hạ giá thành
sản phẩm.
Đã có một loạt các dung môi sinh học mới được chế tạo. Trong đó dung môi sinh
học đi từ dầu đậu nành (metyl soyat) có nhiều ứng dụng và được sử dụng rộng rãi trong
các ngành công nghiệp khác nhau trên thế giới. Metyl soyat được sử dụng để sản xuất dung
môi công nghiệp và làm chất tẩy rửa. Ngoài ra, metyl soyat còn được sử dụng làm dung
môi chất mang, làm chất pha loãng trong một số loại sơn alkyd và được dùng để làm sạch,
thu hồi các sản phẩm xăng dầu tràn ra bờ biển, sông suối. Tại tiểu bang California dung
môi sinh học này được cấp giấy phép như là một chất làm sạch bờ biển. Và các sản phẩm
tiêu dùng như nước rửa tay, kem dưỡng da và các sản phẩm chăm sóc cá nhân đều sử dụng
dung môi metyl soyat trong quá trình chế tạo [103].
Gần đây, các nhà khoa học đã tổng hợp được dung môi sinh học từ tiền chất etyl
este, là loại dung môi hết sức an toàn cho con người và môi trường nên được gọi là dung
môi sinh học xanh. Loại dung môi này có rất nhiều ứng dụng to lớn trong đời sống và công
nghiệp.

20


Ở Việt Nam, Tình hình tổng hợp và ứng dụng dung môi sinh học ở nước ta vẫn
đang ở những bước đi ban đầu. Với một số cơ sở nghiên cứu nổi bật như Trường Đại học
Bách khoa Hà Nội, Viện Hóa học công nghiệp Việt Nam, Viện Khoa học và Công nghệ
Việt Nam, Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh …
Tại trường Đại học Bách khoa Hà Nội, các nhóm nghiên cứu đã chế tạo được dung
môi sinh học đi từ các nguồn nguyên liệu tái tạo như dầu hạt cao su, dầu ăn thải, mỡ cá và

ở luận án này là mỡ bò. Nhiều loại xúc tác khác nhau đã được chế tạo với mục đích tìm
được loại xúc tác tối ưu cho phản ứng trao đổi este với tác nhân là metanol trước đây và tác
nhân etanol trong hiện tại. Các hướng nghiên cứu đều thu được thành công nhất định và đạt
được rất nhiều điểm mới trong công nghệ tổng hợp, ứng dụng dung môi sinh học trong
tương lai gần [7].
Tại Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam, đề tài sản xuất dung môi sinh học dựa
trên cơ sở phản ứng metyl hóa một loại dầu là dầu cây cọc rào đã được tiến hành. Đây là
đề tài hợp tác quốc tế theo Nghị định thư cấp giữa Viện hóa học Công nghiệp Việt Nam và
Viện Nghiên cứu Xúc tác và Môi trường thuộc Trung tâm nghiên cứu Khoa học Quốc gia
Cộng hòa Pháp. Nguyên liệu sử dụng là dầu hạt cây cọc rào (cây Jatropha Curcas), một
loại cây cho dầu từ hạt có thể mọc trên những vùng đất khô hạn như hành lang giao thông
mà không cạnh tranh với nguồn thực phẩm nuôi sống con người. Được pha chế từ nhiều
thành phần với các tính chất khác nhau, dung môi sinh học có thể ứng dụng khá rộng rãi
trong các ngành in, giấy, vệ sinh công nghiệp, sản xuất các loại sơn; ngoài ra có thể sử
dụng dung môi sinh học để xử lý các vùng biển bị nhiễm bẩn do sự cố tràn dầu [4].

1.2.TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ CÁC PHƯƠNG
PHÁP TỔNG HỢP TIỀN CHẤT CHO DUNG MÔI SINH HỌC
1.2.1. Nguyên liệu để tổng hợp tiền chất
Hiện nay trên thế giới và ở Việt Nam, tiền chất cho dung môi sinh học có thể được
tổng hợp từ rất nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau như dầu thực vật, dầu ăn thải, dầu mỡ
động vật thải với thành phần chính là các este của glyxerin với các axit béo bậc cao, có tên
là triglyxerit. Trong phạm vi của luận án này, tiền chất etyl este được nghiên cứu tổng hợp
từ nguyên liệu mỡ động vật thải, mà đại diện là mỡ bò.
Thành phần của dầu mỡ động thực vật bao gồm chủ yếu các loại sau
Lipit: Đây là cấu tử quan trọng trong mỡ động vật. Lipit là chất hòa tan tốt trong
các dung môi hữu cơ không phân cực như xăng, tetraclorua cacbon và những chất khác,
nhưng không tan trong nước. Trong các mô mỡ động vật, lipit thường liên kết với các chất
khác như protein, saccarit và dẫn xuất của chúng tạo thành các kiểu hợp chất khác nhau và
bền vững [22].

Triglyxerit: Triglyxerit là thành phần chiếm chủ yếu (95% đến 98%) của lipit mỡ
động vật. Về cấu tạo hóa học, chúng là các este của rượu ba chức glyxerit với axit béo.
Trong thành phần hóa học, các axit béo ở dạng đơn chức mạch thẳng, có số nguyên tử
cacbon chẵn (phổ biến có 16,18 nguyên tử cacbon). Trong mỡ động vật, bao gồm cả các
axit béo no và không no, trong đó, hàm lượng các axit béo no cao hơn nhiều so với hàm
lượng axit béo no trong dầu thực vật. Những axit béo phổ biến trong mỡ động vật là axit
oleic (C18), linoleic (C18:2), axit béo không no như axit panmitic (C16), axit stearic (C18).

21


Photpho lipit: Là lipit phức tạp, thường có photpho và nitơ. Hàm lượng dao động
từ 0,25 đến 2% so với lượng mỡ. Về cấu tạo hóa học, photpho lipit là dẫn xuất của
triglyxerit.
Sáp: Theo cấu tạo, sáp thuộc loại lipit đơn giản, chúng là các este của axit béo
mạch cacbon dài (có từ 20 - 26 nguyên tử cacbon) và rượu 1 hoặc 2 chức. Sáp có vai trò
bảo vệ các mô mỡ khỏi tác động cơ học, tác động của độ ẩm (quá thấp hoặc quá cao) và
những tác động có hại của các enzym. Sáp dễ bị thủy phân nhưng ở điều kiện mạnh hơn và
chậm hơn so với các chất béo. Sự có mặt của sáp trong mỡ làm mỡ bị đục vì những hạt tinh
thể không lắng thành cặn mà tạo thành những hạt lơ lửng.
Hợp chất chứa nitơ: Hợp chất tạo thành nitơ trong cơ thể động vật chiếm 20 đến
25% khối lượng toàn cơ thể. Trong mỡ động vật, ngoài các thành phần chính là các
triglyxerit, thì tồn tại một hàm lượng nhỏ các protein. Ngoài ra, trong quá trình chế biến,
tách mỡ khỏi động vật, cũng có một phần protein từ các bộ phận khác lẫn vào mỡ. Trên
90% các hợp chất có nitơ là protein.
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:
CH2-O-CO-R1


CH-O-CO-R2


CH2-OH

↔ CH-OH

+3H2O

R1-COOH
+R2-COOH



CH2-O-CO-R3

CH2-OH

R3-COOH

Thông thường, axit béo sinh ra từ dầu mỡ có thể chiếm 95% trọng lượng dầu mỡ
ban đầu. Về cấu tạo, axit béo là những axit cacboxylic mạch thẳng có cấu tạo khoảng từ 6
đến 30 nguyên tử cacbon. Các axit béo này có thể no hoặc không no [22].
Thành phần các axit béo có trong mỡ động vật rất đa dạng và phong phú, bao gồm
các axit có số cacbon từ 12 đến 24. So với dầu thực vật thì hàm lượng các axit béo no có
mặt trong mỡ động vật cao hơn, vì vậy mỡ động vật có nhiệt độ nóng chảy và độ nhớt cao
hơn nhiều so với dầu thực vật. Đặc biệt trong mỡ bò, hàm lượng các axit béo no cao hơn so
với các loại mỡ động vật khác nên nó có nhiệt độ nóng chảy rất cao. Trong khi đó, mỡ cá
có hàm lượng axit béo không no cao hơn, tuy dễ bị oxi hóa dẫn đến ôi thiu, nhưng vì thế nó
lại có nhiệt độ nóng chảy và độ nhớt thấp, dễ dàng sử dụng làm nguyên liệu tổng hợp etyl

este.
Hầu hết các axit béo đều có số cacbon là chẵn. Điều này có thể giải thích bằng quá
trình tổng hợp sinh học axit béo trong tự nhiên. Ở động thực vật nhờ các protein vận động,
hai loại enzym Acetyl-CoA có 2 nguyên tử cacbon và Manolyl-CoA có ba nguyên tử
Cacbon được ngưng tụ với nhau tạo ra Butyryl- CoA có 4 nguyên tử cacbon và giải phóng
ra một phân tử CO2. Sau đó lại Butyryl- CoA tiếp tục ngưng tụ với enzym Manolyl-CoA để
tạo ra các axit béo khác có 6 nguyên tử cacbon và tiếp tục giải phóng ra 1 phân tử CO 2. Cứ
như thế các axit béo lần lượt được tạo ra với chỉ các số cacbon chẵn [22,91].

22


b. Sự ảnh hưởng của thành phần cấu tạo các axit béo đến chất lượng etyl este
Bảng 1.4. Thành phần axit béo của một số loại mỡ động vật [91]
Thành
phần các
axit béo
(% trọng
lượng)
C12:0
C14:0
C14:1
C15:0
C16:0

Loại mỡ

2,8-4,0
0,5-1,0
0,4-0,5

23-27

C16:1
C16:2
C16:3
C16:4
C17:0
C17:1
C18:0
C18:1

2,3-4,2
1,0-1,4
15,5-23
36,5-43

C18:2
C18:3
C18:4
C19:1
C20:0
C20:1
C20:2
C20:3
C20:4
C20:5
C21:0
C21:5
C22:0
C22:1

C22:2
C22:3
C22:4
C22:5
C22:6
C23:0
C24:0
C24:1

1,4-3,9
0,3-0,8
0,1-0,2
0,1-0,6
-

Mỡ bò

Mỡ lợn

Mỡ gia
cầm

1,3-1,8
0-0,2
23-26

0,2-2
≤0,2
≤ 0,2
19-27

(22)
1,4-3,7
5-10(6)
0,3-0,5
≤0.3
0,2-0,4
≤0,3
12,8-17,7 5-11(6)
37-53
39-45
(42)
8,5-12
9-25(18)
0,6-1,2
≤2(1)
0-0,3
0,5-1,3
-

Cá trích

Cá mòi

Cá mòi
dầu

Cá
basa/tra

0,1

6,1
0,4
10,8

0,1
6,7
0,7
17,8

0,15
7,3
0,6
19

1-4
22-30

7,3
0,6
6,7
1,3
0,3
0,3
1,4
10,3

6,0
1,1
0,6
1,7

0,8
0,3
3,6
13,0

9,0
1,8
1,6
2,5
0,9
4,2
13,2

1-3
6-7
45-50

1,0
2,1
0,1
0,1
0,1
0,15
0,4
0,8
7,4
0,1
0,2
0,15
21,1

0,2
0,3
0,8
6,7
0,1
0,2
0,8

1,5
1,3
0,1
0,4
0,4
0,9
1,1
11
0,1
0,5
0,2
3,8
0,1
0,2
0,7
1,3
13,0
0,1
0,1
0,6

1,7

1,6
0,2
0,4
0,7
1,0
1,5
11
0
0,6
0,2
0,6
0,2
0,1
0,5
0,9
9,1
0,1
0,2
0,3

11-16
0,3-0,5
0,2-0,5
-

Chất lượng các etyl este phụ thuộc khá nhiều vào thành phần, cấu tạo và nguồn gốc
của các axit béo. Với các dầu mỡ chủ yếu gồm các axit béo có mạch cacbon lớn như C18,
C20 thì khi tổng hợp etyl este, sản phẩm có tỷ trọng, độ nhớt lớn. Với các axit béo có hàm
23

lượng không no cao thì các etyl 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, sử dụng etyl este
làm dung môi sinh học thì không đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng. Hơn nữa, so sánh etyl
este từ mỡ động vật và dầu thực vật thì etyl 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 etyl
este từ mỡ động vật, cần pha chế thêm các phụ gia chống oxi hóa để đảm bảo chỉ tiêu chất
lượng [20, 22].
c. 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. Bởi vì
trong thành phần 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 [23]. Chúng thường đóng rắn ngay ở nhiệt độ thường. Nhiệt độ này dao động trong
o
khoảng từ 25 đến 55 C.
Độ nhớt của mỡ động vật: Độ nhớt là một tính chất rất quan trọng của mỡ động vật,
nó là thước đo của trở lực ma sát nội tại trong dòng chất lỏng. Nếu nhiệt độ của mỡ tăng,
độ nhớt sẽ giảm, mỡ sẽ trở lên linh động hơn. Độ nhớt của dầu mỡ càng thấp thì càng dễ
bơm, vận chuyển, và sử dụng. Thông thường độ nhớt của mỡ động vật rất cao, chúng tồn
tại ở trạng thái đông đặc trong điều kiện nhiệt độ thường. Có thể giảm độ nhớt bằng cách
chống đông đặc, sử dụng etanol tinh khiết hoặc đun nóng lên tới nhiệt độ nóng chảy của
mỡ [23-27].
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, d20=

0,907 đến 0,971, mỡ càng no thì khối lượng riêng càng cao.
Chiết quang: Chỉ số chiết quang tăng lên khi tăng số cacbon trong phân tử. Khi tăng
nối đôi trong phân tử, chỉ số chiết quang bị giảm xuống [22].
d. Tính chất hóa học của mỡ động vật
Thành phần hóa học của mỡ động vật chủ yếu là este của axit béo với glyxerin. Do
vậy, chúng có đầy đủ tính chất của một este.
Phản ứng xà phòng hóa: Trong những điều kiện nhất định (nhiệt độ, áp suất, xúc
tác thích hợp) mỡ có thể bị phân hủy.
C3H5(OCOR)3 + 3 H2O ↔ 3 RCOOH + C3H5(OH)3
Phản ứng qua các giai đoạn trung gian tạo thành các diglyxerit và
monoglyxerit.Trong quá trình thủy phân, axit béo sẽ phản ứng với kiềm tạo thành xà
phòng.
RCOOH + NaOH ↔ RCOONa + H2O
Đây là phản ứng cơ bản trong quá trình sản xuất xà phòng và glyxerin từ mỡ động
vật.
24