Đồ án Nghiên cứu pha trộn để chế tạo dung môi sinh học thân thiện môi trường

tố mạnh. Hiện nay, người ta dùng phương pháp tinh chế dầu bằng kiềm hoặc bằng axit antranilic có thể tách possipol chuyển thành dầu thực phẩm. Do trong dầu bông có chứa nhiều axit béo no panmitic, nên ở nhiệt độ phòng nó đã ở thể rắn. Dầu dừa: Dừa là loại cây nhiệt đới được trồng nhiều ở vùng Đông Nam Á, châu Phi, châu Mỹ Latin. Ở Việt Nam, dầu được trồng nhiệt ở Thanh Hoá, Phú Khánh… Dừa là cây sinh trưởng lâu năm, thích hợp với khí hậu nóng ẩm. Trong dầu dừa có chứa nhiều axit béo lauric (44% - 52%), myristic (13 – 19%), panmitic (7,5 – 10,5%). Hàm lượng chất béo không no rất ít. Dầu dừa được sử dụng nhiều cho mục đích thực phẩm. Dầu dừa là nguyên liệu tốt để sản xuất tốt dung môi cho thuốc bảo vệ thực vật. Dầu hướng dương: Hướng dương là loại cây hoa một năm và được trồng nhiều ở Nga. Dầu hướng dương có mùi vị đặc trưng và có màu từ đỏ đến vàng. Dầu hướng dương có chứa nhiều protein nên chúng là thực phẩm tốt. Ngoài ra, đó là nguyên liệu tốt để sản xuất dung môi sinh học. Dầu đậu nành: Dầu đậu nành có màu vàng sáng, thành phần axit chủ yếu của nó là linoleic (50 – 57%), oleic (23 – 29%). Dầu đậu nành được dùng nhiều trong thực phẩm. Ngoài ra, dầu đậu nành đã tinh luyện được dùng làm nguyên liệu để sản xuất margarine. Từ dầu đậu nành có thể tách ra được lexetin dùng làm dược liệu, trong sản xuất bánh kẹo. Dầu đậu nành còn được dùng để sản xuất sơn, vecni, xà phòng… và đặc biệt là để sản xuất dung môi sinh học. Cây đậu tương được trồng phổ biến trên thế giới, đặc biệt ở vùng đồng bằng nước ta. Dầu thầu dầu: Dầu thầu dầu hay được gọi là dầu ve được lấy từ hạt cây thầu dầu. Cây thầu dầu được trồng nhiều ở vùng có khí hậu nhiệt đới. Những nước trồng cây thầu dầu là Braxin, Ấn Độ, Trung Quốc, Nga, Thái Lan. Tại Việt Nam, cây thầu dầu được trồng nhiều ở Thanh Hoá, Nghệ An. Tuy nhiên, Việt Nam vấn chủ yếu nhập thầu dầu từ Trung Quốc. Dầu thầu dầu là loại dầu không khô, chỉ số iot từ 80 – 90, tỷ trọng lớn, tan trong ankan, không tan trong xăng và dầu hoả. Hơn nữa do độ nhớt cao của dầu thầu dầu so với các loại dầu khác mà dầu thầu dầu được sử dụng làm dầu mỡ bôi trơn. Dầu thầu dầu là loại dầu cao cấp được dùng trong động cơ máy bay, xe lửa, và các máy tốc độ cao, trong dầu phanh. Dầu thầu dầu còn được dùng nhiều trong lĩnh vực như y tế, mỹ phẩm, chất dẻo, làm giấy than, giấy nến, và mực in. [10] Dầu hạt cao su: Dầu hạt cao su được ép từ hạt cây cao su. Trong hạt hàm lượng dầu chiếm khoảng 40 – 60%. Cây cao su được trồng nhiều nơi trên thế giới như Ấn Độ, Châu Phi, Nam Mỹ… Ở Việt Nam cây cao su được đưa vào thời Pháp thuộc và trồng nhiều ở vùng Đông Nam Bộ. Cây cao su sống thích hợp nhất ở những vùng đất đỏ. So với các loại dầu khác thì dầu hạt cao su ít được sử dụng trong thực tế do hàm lượng axit béo rất lớn. Vì vậy, nếu sử dụng dầu hạt cao su làm nguyên liệu để sản xuất dung môi sinh học thì hiệu quả kinh tế thu được là cao nhất. Hàm lượng axit béo của dầu hạt cao su cao hơn các loại dầu khác do trong hạt cao su có enzym lipaza tác dụng thủy phân glyxerit tạo axit béo. Dầu sau khi được xử lý nhiệt thì chỉ số axit ổn định do không còn enzym lipaza nữa. Thành phần axit béo của dầu hạt cao su như sau: C14:0 C16:0 C16:1 C16:2 C18:0 C18:1 C18:2 C18:3 C20:1 C22:1 C24:0 0,1 8,5 0,2 9,2 23,5 36,2 21,3 0,4 0,2 0,1 0,1 Dầu sở: Cây sở là một loại cây lâu năm được trồng nhiều ở vùng nhiêt đới. Ở nước ta, sở được trồng nhiều ở các tỉnh trung du phía Bắc. Thành phần axit béo của dầu sở bao gồm axit oleic (>60%), axit linoleic (15 – 24%) và axit panmitic (15 – 26%). Dầu sở sau khi tách saponin dùng làm dầu thực phẩm rất tốt. Ngoài ra, dầu sở cũng có thể làm nguyên liệu để sản xuất dung môi sinh học. Dầu lạc: Dầu lạc chứa chủ yếu axit oleic (50 – 60%), linoleic (13 – 33%), panmitic (6 – 11%). Hàm lượng các axit béo khác không nhiều. Dầu lạc chủ yếu dùng vào các mục đích thực phẩm, làm thức ăn gia súc. Hiện nay, nguồn dầu lạc cũng được sử dụng làm dung môi sinh học. Cây lạc ở Việt Nam được trồng nhiều trên lưu vực các sông của đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ. Dầu vừng: Cây vừng có từ lâu đời, được trồng nhiều ở các nước Châu Á. Các axit béo trong dầu vừng chủ yếu là axit oleic (33 – 48%), linoleic (37 – 48%), panmitc (7 – 8%), stearic (4 – 6%). Dầu ngô: Cây ngô được trồng khắp nơi trên thế giới, nhất là các vùng đất phù sa. Các axit béo trong dầu ngô thường là axit linoleic (43 – 49%), oleic (37 – 40%), axit panmitic và stearic gần bằng 14%. Ngoài nguyên liệu là dầu thực vật, để tổng hợp dung môi sinh học còn có thể sử dụng các nguồn khác như: Mỡ động vật: Mỡ cá basa, cá tra, mỡ bò, mỡ lợn, mỡ gà… Dầu phế thải của các nhà máy chế biến dầu, mỡ. Dầu tảo. 1.5.2. Tổng hợp dung môi sinh học từ dầu thực vật. Để tổng hợp dung môi sinh học có hai giai đoạn: Giai đoạn 1: Tổng hợp bán nguyên liệu, đó là alkyl este, trong đó chủ yếu là metyl, etyl este. Tổng hợp etyl lactat và phụ gia. Giai đoạn 2: Phối trộn chế tạo dung môi. a. Tổng hợp alkyl este. Phản ứng: CH2-O-CO-R1 CH2 –OH R1-COOCH3 | | | CH-O-CO-R2 + 3CH3OH → CH-OH + R2-COOCH3 | | | CH2-O-CO-R3 CH2-OH R3-COOCH3 Các alkyl este có thể được sản xuất theo công nghệ sử dụng xúc tác là axit hay bazơ. Chất xúc tác được sử dụng là xúc tác đồng thể hoặc dị thể nhằm tăng hiệu xuất của phản ứng. Ngoài công nghệ trên còn có công nghệ chuyển hóa dầu trong điều kiện siêu tới hạn của metanol, phương pháp này tuy có nhược điểm là phải làm việc ở điều kiện nhiệt độ và áp suất cao nhưng có ưu điểm là không cần sử dụng xúc tác. Nhờ vậy, quá trình xử lý sau phản ứng được đơn giản hóa vì không phải qua giai đoạn tách xúc tác khỏi sản phẩm. Đồng thời cũng không cần phải qua tinh chế metyl este và glyxerin vì các sản phẩm này không bị lẫn tạp chất. * Cơ chế của phản ứng este hóa chéo. Quá trình este hóa chéo bao gồm một loạt các phản ứng thuận nghịch và nối tiếp. Triglyxerit được chuyển hóa từng bước thành diglyxerit, monoglyxerit và cuối cùng thành glyxerin. Một mol este được giải phóng ra sau mỗi bước. Phản ứng là thuận nghịch nhưng cân bằng vẫn chuyển dịch về phía tạo este của axit béo và glyxerin Phản ứng este hóa chéo được thực hiện trên nhiều loại xúc tác khác nhau, tuy nhiên cho đến nay cơ chế mới được nghiên cứu kỹ trên xúc tác bazơ kiềm. Cơ chế này được mô tả như sau: Đầu tiên là phản ứng của phân tử rượu với xúc tác bazơ tạo thành alkoxit: B + ROH = RO- + BH+ Sau đó gốc RO- tấn công vào nhóm cacbonyl của phân tử glyxerit tạo thành hợp chất trung gian: R1-COOCH2 R1-COOCH2 | | R2-COOCH + OR- R2-COOCH | | H2 C – O – C – R3 H2 C – O – C – R3 || | O Hợp chất trung gian không bền, tiếp tục tạo anion và một alkyl tương ứng: R1-COOCH2 R1-COOCH2 | | R2-COOCH R2-COOCH + RCOOCR3 | | H2 C – O – C – R3 H2 C – O– | Cuối cùng là sự hoàn nguyên lại xúc tác theo phương trình: R1-COOCH2 R1-COOCH2 | | R2-COOCH + BH+ R2-COOCH + B | | H2 C – O– H2 C – OH Xúc tác B lại tiếp tục phản ứng với các diglyxerit và monoglyxerit giống như cơ chế trên, cuối cùng tạo ra các alkyl este và glyxerin.[1] * Phương pháp hai giai đoạn. Đối với những nguyên liệu đầu có hàm lượng axit béo tự do cao thì axit béo sẽ phản ứng với xúc tác tạo thành xà phòng nếu phản ứng sử dụng xúc tác kiềm. Lượng axit béo tự do tối đa đối với phản ứng xúc tác kiềm là 2% nhưng tốt hơn là 1%. Tuy nhiên nhiều nguyên liệu đầu vào có hàm lượng axit béo tự do cao hơn nhiều (ví dụ: dầu hạt cao su) và chúng phải được tinh chế để đạt đến yêu cầu. Quá trình tinh chế thường được tiến hành trên phản ứng hai giai đoạn: chuyển hóa este trên xúc tác axit để làm giảm hàm lượng axit béo tự do xuống dưới 1%. Sau đó tiến hành phản ứng trao đổi este bằng xúc tác kiềm. Giai đoạn 1: Tiến hành phản ứng este hóa trên xúc tác axit nhằm chuyển lượng axit béo thành este để đưa hàm lượng axit béo tự do trong dầu xuống dưới 1%. Rượu được dùng là metanol với tỷ lệ mol metanol/dầu là 25/1. Lượng metanol cho dư rất nhiều so với lượng dầu do phản ứng este hóa tạo ra nước sẽ làm giảm hiệu suất của phản ứng khi sử dụng xúc tác axit (H2SO4 đặc), metanol dư sẽ hấp thụ nước tạo ra. Sau khi phản ứng kết thúc, thì hỗn hợp tạo thành sẽ lắng thành hai lớp. Lớp trên chủ yếu là metanol dư, axit sunfuric, nước sẽ được tách ra. Sản phẩm thu được ở lớp dưới được rửa và chưng loại nước sẽ có hàm lượng axit béo đảm bảo được dùng làm nguyên liệu tổng hợp dung môi sinh học sử dụng xúc tác kiềm. Giai đoạn 2: Tổng hợp alkyl este từ dầu đã xử lý trên xúc tác kiềm. Sản phẩm của giai đoạn 1 sau khi tách axit, metanol, nước, được dùng làm nguyên liệu cho giai đoạn 2. Sau khi phản ứng kết thúc thì hỗn hợp phản ứng sẽ lắng tách thành hai lớp. Lớp trên chủ yếu là alkyl este được tách rửa nước, chưng loại nước thu được alkyl este đạt tiêu chuẩn chất lượng. Lớp dưới chủ yếu là glyxerin được rửa nước, chưng loại nước thu được glyxerin tinh chế có giá trị kinh tế cao. [1] * Xúc tác của quá trình. Xúc tác của quá trình: Phản ứng este hóa chéo của dầu thực vật có thể được xúc tác xúc tác bởi kiềm, axit hoặc enzym. Quá trình este hóa chéo trên kiềm diễn ra nhanh hơn trên xúc tác axit. Tuy nhiên, nếu glyxerit có hàm lượng axit béo tự do cao hơn và độ ẩm cao hơn thì quá trình este hóa chéo sử dụng xúc tác axit lại thích hợp hơn. Xúc tác axit thường là axit sunfuric, axit sunfonic và các axit clohydric. Xúc tác axit: Chủ yếu là axit Bronsted như H2SO4, HCl… xúc tác đồng thể trong pha lỏng. Phương pháp này đòi hỏi nhiều năng lượng cho quá trình tinh chế sản phẩm. Các xúc tác này cho độ chuyển hóa cao nhưng chỉ khi nhiệt độ trên 1000C và thời gian phản ứng lâu hơn (ít nhất là 6h) mới đạt độ chuyển hóa hoàn toàn. Xúc tác bazơ: Xúc tác kiềm được sử dụng trong quá trình chuyển hóa este dầu thực vật có thể là xúc tác đồng thể trong pha lỏng như KOH, NaOH, K2CO3, CH3ONa … Xúc tác đồng thể CH3ONa cho độ chuyển hóa cao nhất, thời gian phản ứng ngắn nhưng yêu cầu không có nước. Vì vậy, không thích hợp cho các quá trình công nghiệp. Xúc tác dị thể: Mặc dù, các xúc tác đồng thể trên cho độ chuyển hóa triglyxerit thành este tương ứng rất cao trong khoảng thời gian ngắn nhưng phản ứng có nhiều hạn chế, tiêu tốn năng lượng, việc thu hồi glyxerin gặp khó khăn, sau phản ứng xúc tác axit hoặc xúc tác kiềm đồng thể cẩn được loại khỏi sản phẩm. Sự có mặt của axit béo tự do, nước gây cản trở cho quá trình phản ứng. Nhiều nghiên cứu đã sử dụng các xúc tác rắn khác nhau, xúc tác MgO cho hiệu suất 11%, trong sự có mặt của octahydrat bari nung ở 2500C, độ chuyển hóa của dầu hạt cải đạt 80% và hiệu suất tạo thành este là đáng kể. Cần phải quan tâm đến tính bền của xúc tác dị thể với các chất ngộ độc thường xuyên có trong nguyên liệu (nước, axit béo tự do). Xúc tác enzym: Các enzym là xúc tác sinh học có hiệu quả vì có đặc tính pha nền, đặc tính nhóm chức và đặc tính lập thể trong môi trường nước. Các phương pháp este hóa chéo sử dụng xúc tác enzym có thể vượt qua được những trở ngại gặp đối với quá trình chuyển hóa hóa học như đã trình bày ở trên. Trên thực tế, có thể ghi nhận rằng sản phẩm phụ glyxerin có thể thu hồi một cách dễ dàng mà không có một quá trình phức tạp nào, đồng thời các axit béo tự do có trong dầu mỡ thải có thể được chuyển hóa hoàn toàn thành metyl este. Tuy nhiên, cần phải để ý rằng, giá thành của xúc tác Lipaza đắt hơn nhiều so với kiềm. Để có thể sử dụng xúc tác enzym nhiều lần người ta đã mang enzym lipaza trên chất mang xốp. Việc thu hồi xúc tác để sử dụng nhiều lần đã làm giảm đi rất nhiều chi phí của quá trình, tạo tiền đề cho việc ứng dụng công nghệ vi sinh.[22] * Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình este hoá. Ảnh hưởng của độ ẩm và các axit béo tự do. Wright và các cộng sự cho biết rằng, nguyên liệu cho quá trình este hóa glyxerit với xúc tác kiềm cần phải thỏa mãn các yêu cầu sau: + Glyxerit cần phải có trị số axit thấp. + Nguyên liệu phải được làm khan hoàn toàn. + Hàm lượng nước phải rất nhỏ (nước có tác hại vì gây ra phản ứng xà phòng hóa, làm tiêu tốn và giảm hiệu quả của xúc tác). Mặt khác, xà phòng sinh ra làm tăng độ nhớt tạo thành gel và làm quá trình tác glyxerin rất khó khăn. Nếu lượng xà phòng nhiều có thể làm cho khối phản ứng đông đặc lại. Như vậy hàm lượng nước và axit béo tự do trong nguyên liệu có ảnh hưởng rất mạnh đến hiệu suất chuyển hóa của quá trình trao đổi este. Do vậy công nghệ sản xuất phụ thuộc rất nhiều vào nguồn nguyên liệu. Với nguyên liệu có hàm lượng nước và axit béo tự do cao thì nhất thiết phải qua công đoạn xử lý sơ bộ trước khi đưa vào thiết bị phản ứng. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng. Nhiệt độ phản ứng là thông số quan trọng ảnh hưởng đến quá trình trao đổi este. Nhiệt độ càng cao thì tốc độ phản ứng càng tăng, càng làm thúc đẩy quá trình tạo este. Nhưng nếu nhiệt độ quá cao thì làm bay hơi metanol nhiều và phân huỷ các chất tạo thành. Nhiệt độ sôi của metanol là 64,70C nên phản ứng tiến hành ở 50 – 700C Ảnh hưởng của áp suất: Áp suất không ảnh hưởng nhiều đến tốc độ phản ứng. Phản ứng thường được tiến hành ở áp suất khí quyển. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy. Do các chất phản ứng tồn tại trong hai pha tách biệt nên tốc độ khuấy đóng vai trò quan trọng. Ảnh hưởng của lượng alcol dư. Tỷ lệ alcol và glyxerit là yếu tố ảnh hưởng quan trọng tới hiệu suất. Tỷ lệ phương trình phản ứng đối với quá trình trao đổi este đòi hỏi 3 mol alcol và 1 mol glyxerit để tạo thành 3 mol este của axit béo và 1 mol glyxerin. Tuy nhiên, do phản ứng là thuận nghịch nên để tăng hiệu suất chuyển hóa phải dùng lượng metanol dư. Mặt khác tỷ lệ mol phụ thuộc vào loại xúc tác sử dụng. Phản ứng xúc tác bằng axit cần tỷ lệ mol lớn gấp nhiều lần phản ứng xúc tác bằng bazơ để đạt được cùng độ chuyển hoá. Theo Bradshaw và Meuly thì khoản tỷ lệ mol metanol/dầu thích hợp đối với quá trình este hoá chéo sử dụng xúc tác kiềm là 3,3/1 đến 5,25/1. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng. Thời gian phản ứng có ảnh hưởng nhiều đến độ chuyển hóa của phản ứng. Thời gian phản ứng càng dài thì độ chuyển hoá càng tăng nhưng nếu phản ứng quá lâu sẽ tạo ra nhiều sản phẩm phụ, tốn kém năng lượng và không kinh tế. Thời gian phản ứng tốt nhát từ 1,5 – 3h. b. Tổng hợp etyl lactate. Etyl lactate là một dung môi thân thiện với môi trường có thể được điều chế từ nguyên liệu sinh học. Etyl lactate đã được thương mại hóa và giá thành rẻ hơn dung môi truyền thống. Ngày nay, người ra đã thay thế hàng triệu lít dung môi độc hại bằng etyl lactat. Do những cải tiến về phương thức sản xuất nên giá thành của etyl lactat khá rẻ. * Tính chất của etyl lactate. Công thức: C5H10O3 Tên hóa học: ethyl 2-hydroxypropanoat Tên gọi khác: Ethyl lactate, etyl este của axit lactic, 2-Hydroxypropanoic, actylol, actytol. Màu sắc: Trong, có màu vàng rất nhạt gần như trong suốt. Mùi: Nhẹ, thơm giống mùi trái cây. Mật độ : 1,03g/cm3 Nhiệt độ đông đặc: - 260C. Nhiệt độ sôi: 155 oC Tính tan: Tan rất mạnh trong nước, ete, trong rượu. Khối lượng mol: 118,13g/mol [10] * Cấu trúc hóa học: CH3 – CH – COOC2H5 | OH Etyl lactate có thể sử dụng một mình hoặc kết hợp với các dung môi khác để làm các chất tẩy rửa như tẩy sơn, mực, tẩy rửa dầu mỡ và dung trên các bề mặt rắn như thủy tinh, gốm sứ, kim loại. * Phản ứng điều chế etyl lactate. CH3 – CH – COOH + C2H5OH CH3 – CH – COOC2H5 + H2O | | OH OH Tuy nhiên, cơ chế của phản ứng trên khá phức tạp do sự hiện diện của nhóm hydroxyl trong phân tử axit lactic. Quá trình este hóa có thể diễn ra giữa hai phân tử axit lactic và sau đó tạo ra oligome của axit lactic, theo sơ đồ phản ứng sau: 2CH3 – CH – COOH CH3 – CH – COOCH – COOH + H2O | | | OH OH CH3 Mặt khác, oligome của etyl lactate cũng được rạo ra trong quá trình este hóa oligome của axit lactic theo phản ứng: 2CH3 – CH – COOCH – COOH + C2H5OH | OH CH3 – CH – COOCH – COOC2H5 + H2O | | OH CH3 Để hạn chế sự tạo thành oligome của etyl lactate cần sử dụng một lượng lớn etanol dư, tỷ lệ mol của etanol/axit lactic thấp nhất là 2,5. Trong quá trình tinh chế etyl lactat thu được từ phản ứng este hóa axit lactic, một phản ứng chuyển hóa giữa hai phân tử etyl lactate có thể xuất hiện theo phản ứng sau: 2CH3CH(OH)CO2CH2CH3 —> CH3CH(OH)CO2CH(CH3)CO2CH2CH3 + + CH3CH2OH Phản ứng trên diễn ra khi có mặt của xúc tác kiềm như alkyl octhotitan hoặc các hợp chất kẽm. Phản ứng này cũng có thể xảy ra khi gia nhiệt trong quá trình tinh chế sản phẩm, do vậy quá trình tinh chế cần tiến hành ở áp suất thấp Quá trình este hóa axit lactic diễn ra khá phức tạp do sự có mặt của oligome của axit lactic ngay trong thành phần ban đầu, do sự cạnh tranh của phản ứng este hóa mong muốn giữa axit lactic và etanol, và hai phản ứng este hóa không mong muốn giữa axit lactic và etyl lactat, giữa etanol và oligome của axit lactic. Mặt khác, có khả năng hình thành hỗn hợp đồng sôi giữa nước và etyl lactat do đó lượng nước có trong phản ứng càng ít càng tốt. Để tách nước hình thành trong các phản ứng este hóa trên cách đơn giản nhất là tạo ra hỗn hợp đẳng phí của nước - etanol. Tuy nhiên, kết quả là hỗn hợp etanol - nước không thể sử dụng tuần hoàn trong phản ứng trung gian và dẫn tới quá trình este hóa không kinh tế. [14] 1.6. PHA TRỘN DUNG MÔI SINH HỌC.[1] Pha trộn là công đoạn cuối cùng nhằm pha chế dung môi sinh học. Trên cơ sở alkyl este, etyl lactate, phụ gia sẽ khảo sát hàm lượng tối ưu của các loại đó và các điều kiện, trình tự để pha trộn. Tùy theo mục đích sử dụng của dung môi sinh học mà thành phần pha trộn có thể khác nhau. Vì mỗi thành phần có chức năng khác nhau tạo nên tính hòa tan tốt của sản phẩm. a. Alkyl este. Alkyl este là thành phần chính của dung môi. Với tính chất phân cực nhẹ và số cacbon tương đối lớn, alkyl este có khả năng hòa tan tốt các chất có phân tử lượng lớn như sơn cao cấp, mực in, dầu mỡ. So với hydrocacbon từ dầu khoáng, alkyl este có điểm chớp cháy thấp, độ bay hơi thấp, không độc hại nên rất thích hợp để làm dung môi sinh học. b. Etyl lactat. Là một chất đồng thời có chức rượu và chức axit, etyl lactat có những ưu điểm sau: Là dung môi rất tốt để hòa tan nhựa như xenlulozơ, nhựa acrylic, polyuretan, polyester, alkyt, epoxy. Là một chất có độ tan tốt trong nước. Có độ bay hơi tương đối thấp, vì vậy nó có hiệu quả trong việc ứng dụng vào các chất xử lý bề mặt. Khi pha vào alkyl este, etyl lactat làm tăng tính phân cực, dẫn đến tăng tính hòa tan. Mặt khác, do có độ nhớt thấp nên etyl lactat còn làm giảm độ nhớt của alkyl este, giúp cho dung môi sinh học có giá trị độ nhớt nằm trong giới hạn cho phép. c. Phụ gia. Phụ gia kết hợp với etyl lactat, các chất này có vai trò hòa tan các thành phần trong dung môi sinh học tạo thành dung dịch đồng nhất. Bản chất các chất đó cũng có hoạt tính bề mặt và độ nhớt thấp nên đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn về phụ gia. Tùy theo hàm lượng của từng chất trong hỗn hợp, etyl lactat và phụ gia sẽ điều chỉnh được các chỉ tiêu kỹ thuật của dung môi sinh học như: Giá trị Kauri-butanol, tỷ trọng, độ nhớt, độ tan trong nước và một số tính chất khác. Cần nghiên cứu khảo sát để tìm lượng phụ gia thích hợp. 1.7. GIỚI THIỆU VỀ BAO BÌ. 1.7.1. Chức năng công nghệ và tiêu dùng: a. Bảo vệ. Kích thước của bao bì và sức bền chống lại lực từ phía chịu lực tác dụng Sức bền chịu đựng khi rơi, khả năng chống ma sát mài mòn. Chống lại khả năng bị xuyên thủng nhằm bảo vệ sản phẩm nằm bên trong. Bảo vệ sản phẩm trong môi trường kín, sự tương hợp của bao góivà sản phẩm chứa đựng bên trong. b. Khuyếch trương sản phẩm. Ấn tượng về kiểu dáng và kích cỡ.Biểu hiện về chất lượng Giá trị trưng bày. Cổ động, khuyếch trương nhãn hiệu Trang trí màu sắc, chất lượng in ấn Khả năng nhìn thấy sản phẩm bên trong. c. Thông tin về sản phẩm. Khả năng thực hiện in ấn. Thông tin của nhà sản xuất. Chỉ dẫn sử dụng và bảo quản. Hiệu quả trong sử dụng. Có chỉ dẫn khác cần thiết về sử dụng với qui trình đóng gói d. Các chức năng khác. Bao bì cần có độ ổn định, cần có được sự chấp nhận về môi sinh, có khả năng phân hủy sau khi sử dụng. Nguyên liệu bao bì có thể tái sinh. An toàn sử dụng cho trẻ em -Tiện lợi trong sử dụng Có khả năng tiện mở và đóng kín trở lại Có thể kiểm tra được khối lượng bên trong khi sử dụng, Dễ dàng khui mở cho người già. Tiện lợi trong quá trình lưu trữ. 1.7.2. Bao bì nhựa Các loại nhựa khác nhau. Nhựa được cấu tạo bởi các polyme và các phụ gia. Polyme là khái niệm được dùng cho các hợp chất có khối lượng phân tử lớn và trong cấu trúc của chúng có sự lặp đi lặp lại nhiều lần những mắt xích cơ bản. Các phân tử tương tự nhưng có khối lượng thấp hơn được gọi là các monome. Số lần tái diễn các monome xác định các tính chất của nhựa. Như thế, PVC có được do sự lặp đi lặp lại của monome ( – CH2 – CH – )n lần. | Cl Trong các polyme người ta phân biệt: Homopolyme, được cấu tạo bởi các monome cùng một loại Copolyme được cấu tạo bởi các monome khác nhau, có những tính chất khác nhau. Các loại nhựa chính làm bao bì. Polyetylen (PE) : – (CH2 – CH2 ) –n Polypropylen (PP) : – (CH2 – CH) –n | CH3 Polyvinyl clorua (PVC) : – (CH2 – CH) –n | Cl Polystyren (PS) : – (CH2 – CH) – | C6H5 Polyterephtalat etylen glycol (PET) : – (C – C6H4 – C – O – CH2 – CH2 – O) –n || || O O Chúng tôi nghiên cứu khả năng tẩy mực in và tẩy sơn trên bao bì phân đạm. người ta sản xuất theo phương pháp : từ hat nhựa PP kéo thành màng, cắt thành sợi, quấn vào lõi từ mỗi cuộn (nhiều cuộn) đưa vào máy dệt thành ống, sau đưa vào máy khâu đáy bao để trước/sau khi cho sản phẩm vào bao họ sẽ khâu nối đầu còn lại. Có những nhu cầu vì sản phẩm người ta phải ghép một lớp PELD bên mặt trong để sản phẩm được bảo quản theo yêu cầu. [9]. 1.8. GIỚI THIỆU VỀ MỰC IN. 1.8.1. Khái niệm. Mực in là một chất màu được pha chế từ nhiều thành phần khác nhau dùng để tạo ra sự tương phản về màu sắc trên vật liệu in qua khuôn in, nó phải phù hợp với phương pháp in và tính chất của vật liệu in. 1.8.2.Cấu tạo, phân loại. Mực in offset là một hỗn hợp lỏng quánh ở dạng huyền phù, mịn. Thành phần cấu tạo gồm có: hạt màu (pigment), chất liên kết, phụ gia. Pigment: là các chất màu tạo ra màu sắc cho cho mực in, nếu không có pigment thì không tạo ra mực in, màu của pigment là màu của mực. Pigment là những hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ có màu, có công thức hoá học khác nhau và chúng có đặc điểm chung là không thấm nước, không tan trong nước, cồn, kích thước siêu mịn (trong in offset đường kính hạt pigment nhỏ hơn 1mm), đồng thời pigment hầu như không tan trong dung môi hữu cơ, không có ái lực với vật liệu, với các nguyên vật liệu sản xuất mực. Pigment quyết định các tính chất quang học của mực, quyết định đến tính chất bền màu của mực in. Những pigment đem chế tạo mực in đều phải có các tính chất sau: + Màu của pigment cần tinh khiết và sáng sủa. Độ bền đối với ánh sáng (tính không thay đổi màu) của pigment phải cao. + Lực màu của pigment phải cao để đảm bảo khi chế tạo mực in, chỉ cần dùng lượng nhỏ pigment cũng đủ để chế tạo được mực có màu đậm. + Độ trong của pigment phải cao để có thể đem dùng chế tạo loại mực in ba, bốn màu. Nếu pigment dùng để chế tạo loại mực in dùng in tranh ảnh quảng cáo, in lên loại bìa cứng của sách, in lên sắt tây thì cần phải có độ phủ lớn. + Mức độ thấm chất liên kết phải nhỏ nhất để có thể đem dùng chế tạo ra các loại mực in trong đó chứa lượng pigment tương đối cao- mực in có độ đậm cao. Tính chất này đặc biệt quan trọng đối với loại pigment đen (muội than) dùng để chế tạo các loại mực đen và đối với các loại pigment có màu dùng để chế tạo các loại mực in dùng để in các tài liệu từ ba đến bốn màu. + Cấu trúc của pigment cần mềm mại để đảm bảo cho chúng dễ dàng hỗn hợp với chất liên kết khi đem nghiền ở các máy nghiền dùng chế tạo mực in. + Bền vững trước tác dụng của nước, chất hoà tan hữu cơ, các chất dầu, các chất muối, chất kiềm và axit. Chất liên kết: là các chất lỏng tự nhiên hoặc tổng hợp có tính nhớt dính, có khả năng dàn thành màng mỏng trên bề mặt vật liệu in và bám dính chắc vào đó. Thành phần của chất liên kết bao gồm: chất tạo màng (amino formandehit, phenol formandehit, dầu thực vật, bitum, xenlăc), dung môi hữu cơ hoà tan chất tạo màng (rượu, cồn, dầu khoáng). Chất liên kết quyết định đến độ bám dính, độ đặc lỏng, tính xúc biến, tính lưu biến của mực, quyết định đến tính bền cơ học của mực. Các loại chất liên kết khác nhau thể hiện các loại hình bám dính khác nhau: quá trình thẩm thấu, quá trình khô bằng nhiệt, quá trình hoá học. Tính chất chung của mọi chất liên kết trong thành phần mực in cần phải có là: + Phải có đủ độ dính để khi đem chế tạo với pigment, dầu khô, chất độn, thì mực in có thể dính được nên mặt các quả lô, các ống kim loại, mặt giấy in, nếu không mực in không thể được truyền từ máng mực qua hệ thống lô lên mặt khuôn in rồi sang giấy để tạo thành chữ, hình ảnh mà sẽ nằm nguyên vẹn trong máng mực của máy in rồi quay và trượt trên mặt lô sắt máng mực. + Cần có độ nhớt thích hợp để mực không ngấm sâu vào trong lòng giấy rồi để lại trên mặt giấy các hạt pigment, chất độn, không được gắn chắc trên mặt giấy và dễ dàng bong khỏi mặt giấy khi có điều kiện. + Phải có tính đồng nhất- các chất tạo thành chất li