Đồ Án Nghiên cứu tổng hợp dung môi sinh học từ nguyên liệu mỡ cá trên cơ sở xúc tác MgSiO3

 MỞ ĐẦU
Ngày nay, dung môi ngày càng có nhiều ứng dụng quan trọng trong công nghiệp và
trong đời sống hằng ngày. Tại Châu Âu, mỗi năm sử dụng đến hơn 5 triệu tấn dung
môi/năm. Tại Việt Nam mỗi năm cũng tiêu thụ từ 300.000 ư 500.000 tấn/năm và tất cả
dung môi này chủ yếu đều được nhập ngoại. Dung môi được dùng chủ yếu để pha sơn,
tẩy mực in, keo dán, mỹ phẩm và chúng có nguồn gốc chủ yếu từ các nguồn dầu
khoáng. Việc thay thế dung môi từ dầu khoáng bằng các dung môi có nguồn gốc sinh
học ngày càng trở nên cấp thiết do: Nguồn năng lượng hóa thạch đang ngày càng cạn
kiệt, hơn nữa việc sử dụng dung môi hóa thạch gây hại cho người và môi trường như
gây ngộ độc nếu nuốt phải, gây kích ứng da và mắt, gây thủng tầng ôzôn, gây ô nhiễm
đất và nước. Trong khi đó, các loại dung môi sinh học có khả năng hòa tan tốt, ít độc
hại, ít bay hơi, không bắt cháy, có khả năng phân hủy sinh học, có thể sử dụng trong
ngành công nghệ thực phẩm.
Các thông số liên quan đến tính an toàn và sự ảnh hưởng tới môi trường là những
yếu tố quan trọng để đánh giá việc lựa chọn dung môi. Tính kinh tế của dung môi cũng
là một yếu tố cần phải tính đến vì hiện nay giá thành của nó còn cao hơn dung môi dầu
khoáng. Tuy nhiên điều này có thể khắc phục bằng việc sử dụng những nguồn nguyên
liệu sẵn có và rẻ tiền, thêm vào đó việc ứng dụng công nghệ tiên tiến vào sản xuất
cũng giúp làm giảm giá thành của sản phẩm.
Lượng dung môi sử dụng hàng năm trên thế giới là rất lớn, vì vậy việc tìm ra và
sản xuất dung môi sinh học thay thế một phần dung môi hóa thạch có ý nghĩa to lớn
tới môi trường, sức khỏe con người. Tại Việt Nam, mỡ cá tra và cá basa là nguyên liệu
rẻ tiền, ít được quan tâm sử dụng trong thực tế. Hơn nữa, do quá trình phân hủy sinh
học, mỡ cá làm ô nhiễm môi trường tại các khu vực chế biến xuất khẩu cá công
nghiệp. Bởi vậy. nghiên cứu tổng hợp dung môi từ mỡ cá mang lại lợi ích to lớn đối
với môi trường và kinh tế
Trước tình hình như vậy, trong bối cảnh tính an toàn sinh học và bảo vệ môi trường
ngày càng được coi trọng, việc tổng hợp được các tiền chất để pha chế dung môi sinh
học đáp ứng được các yêu cầu về môi trường và sức khỏe con người là vấn đề mang
tính khoa học và thời sự cao.
Để thực hiên được các nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp, em đã nghiên cứu tổng hợp
được etyl este từ mỡ cá là thành phần chủ yếu và quan trọng nhất trong dung môi sinh
học.
Nôi dung cần được giải quyết bao gồm: Xác đinh được thành phần của mỡ cá. Điều
chế xúc tác để tổng hợp etyl este từ mỡ cá, nghiên cứu cấu trúc và các đặc tính hóa lý
của xúc tác. Tổng hợp và đánh giá chất lượng sản phẩm của etyl este thu được để sử
dụng làm dung môi sinh học
Đồ án đã đóng góp được những điểm mới sau đây:
- Xác định được thành phần của mỡ cá từ đó đưa ra được các biện pháp tối ưu nhất
để xử lý các nguồn mỡ có chất lượng thấp: đã ôi thiu hoặc đã qua sử dụng, chỉ số axit
cao và gần như không có giá trị kinh tế. Từ đó, sử dụng mỡ cá đã tinh chế làm nguyên
liệu cho phản ứng tổng hợp etyl este.
- Khảo sát và tìm ra chế độ tối ưu chế tạo xúc tác dị thể KOH/MgSiO3 để tổng hợp
etyl este từ mỡ cá với hiệu suất cao trên 90%. Với xúc tác di thể KOH/MgSiO3 thì ta
có thể tiến hành tái sử dụng, tái sinh nhiều lần, dễ tách lọc sản phẩm, ít tiêu tốn năng
lượng.
- Tổng hợp được etyl este từ nguồn nguyên liệu mỡ cá phế thải rẻ tiền, từ đó nâng
cao giá trị kinh tế của mỡ cá và giải quyết việc ô nhiễm môi trường tại các khu chế
biến và và xuất khẩu cá da trơn. Ngoài ra có thể nói, đây là một trong những nghiên
cứu đầu tiên tổng hợp alkyl este từ etanol do quá trình tổng hợp và tinh chế etyl este
khó khăn hơn rất nhiều so với metyl este. Nhưng so với metanol chủ yếu được tổng
hợp hóa học và vô cùng độc hại, etanol lại là một nguồn nguyên liệu có khả năng tổng
hợp sinh học, không độc hại đối với con người và môi trường sống. Bởi vậy dung môi
sinh học đã tổng hợp được hoàn toàn thân thiện với môi trường và con người.
- 3