DIC Corporation và Checkerspot Inc., hai công ty hàng đầu trong ngành, đang tập hợp kiến thức chuyên môn của mình để xây dựng, sản xuất và sản xuất các công thức cải tiến mới gốc dầu tảo dành cho phụ gia EP lưu huỳnh—phụ gia cung cấp nguyên liệu thô bền vững hơn cho chất lỏng và mỡ gia công kim loại, phục vụ cho nhu cầu của các nhà sản xuất ô tô và các ứng dụng công nghiệp toàn cầu khác.
Bài học chính
- Chất lượng dầu bôi trơn ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và mức tiêu thụ năng lượng trong các bộ phận cơ khí chính của quy trình công nghiệp hiện đại, đặc biệt là trong các máy móc quan trọng được sử dụng để sản xuất các máy móc hiện đại như ô tô.
- Việc lựa chọn chất bôi trơn thích hợp có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc tăng tuổi thọ của máy móc và linh kiện, đồng thời giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng. Sự lựa chọn của bạn có thể tạo nên sự khác biệt.
- Trong khi việc thay thế các loại dầu làm từ dầu mỏ và dầu làm từ mỡ động vật bằng dầu làm từ thực vật hoặc dầu sinh học có thể là bước đầu tiên hướng tới sự bền vững cao hơn, các loại dầu làm từ thực vật truyền thống như cọ và cải dầu có thể tiêu tốn những vùng đất nông nghiệp rộng lớn mà lẽ ra có thể được sử dụng để sản xuất cây lương thực cũng như nguồn nước.
- Bằng cách thay thế các nguồn dầu thực vật khác bằng dầu tảo, chúng ta có thể chứng kiến sự giảm đáng kể mức tiêu thụ đất, nước và năng lượng ở mức cơ bản trong sản xuất nguyên liệu thô. Điều này hứa hẹn một tương lai bền vững hơn.
Phụ gia EP mới có thể cung cấp nguyên liệu thô mới, bền vững hơn
Vào ngày 25 tháng 4, khi Tập đoàn DIC (DIC) chuẩn bị cho Hội nghị & Triển lãm thường niên STLE lần thứ 78, nơi chuyên gia phụ gia EP của DIC và trưởng nhóm phát triển sản phẩm KS-519, Hironobu Matsueda, sẽ tham dự, DIC đã thông báo bắt đầu giai đoạn thử nghiệm cho phụ gia EP lưu huỳnh hóa DAILUBE™ KS-519 gốc dầu tảo mới được phát triển.
Các chất phụ gia EP gốc dầu tảo mới này, sản phẩm bổ sung mới nhất cho danh mục DIC DAILUBE™, là hỗn hợp chất béo trung tính lưu huỳnh hóa có màu sáng của các chất phụ gia EP mới hiệu suất cao, thân thiện với môi trường, được định vị tốt để mang lại hiệu suất vượt trội, giúp các nhà sản xuất dầu bôi trơn và các nhà sản xuất ô tô đều giảm lượng khí thải carbon, chất thải và sử dụng nước, mở đường cho việc cải thiện dấu chân môi trường tổng thể, góp phần đạt được điểm bền vững cao hơn.
Một số lợi ích hiệu suất của việc sử dụng các sản phẩm dầu tảo so với các loại dầu khác là gì
Bằng cách sử dụng KS-519 gốc dầu tảo mới của DIC làm phụ gia EP, các nhà sản xuất chất lỏng gia công kim loại, dầu mỡ và dầu bôi trơn có thể tác động tích cực đến môi trường. Khi so sánh với một sản phẩm gốc dầu thực vật bền vững khác như DAILUBE™ GS-240, KS-519 gốc dầu tảo mới có thể giảm 5% lượng khí thải carbon (xem bảng bên dưới), đồng thời mang lại các chỉ số hiệu suất tốt hơn đáng kể, bao gồm:
- Ma sát thấp hơn các loại dầu thực vật thông thường
- Điểm đông đặc -20oC (thấp hơn các loại dầu thực vật thông thường)
- Độ ổn định oxy hóa cao, thích hợp sử dụng lâu dài
KS-519 gốc dầu tảo mới của DIC mang lại độ ma sát thấp hơn, điểm đông đặc thấp hơn và độ ổn định oxy hóa cao hơn.
Độ nhớt trong dầu tảo là gì
Độ nhớt thể hiện khả năng chống lại dòng chảy hoặc ma sát bên trong khi chất lỏng chịu ứng suất cắt. Độ nhớt của chất lỏng phụ thuộc vào thành phần chất lỏng, biến dạng cắt, nhiệt độ và áp suất.
Độ nhớt của dầu sinh học cũng bị ảnh hưởng bởi chiều dài chuỗi carbon và loại axit béo. Độ nhớt cao thúc đẩy khả năng chống chảy cao, màng bôi trơn dày hơn và tăng mức tiêu thụ điện năng, trong khi độ nhớt thấp có nghĩa là khả năng chống dòng chảy thấp, màng bôi trơn mỏng hơn và giảm mức tiêu thụ điện năng.
Các chuyên gia của DIC hiểu rõ từng ứng dụng cụ thể yêu cầu cấp độ nhớt bôi trơn nhất định như thế nào. Ví dụ, các bánh răng hoạt động dưới tải trọng cao đòi hỏi loại dầu có độ nhớt cao để có màng bôi trơn bền hơn và lớn hơn. Ngược lại, mặc dù độ nhớt cao thích hợp để giảm mài mòn trong máy móc nhưng lại là yếu tố tiêu cực làm giảm ma sát và tăng cường tiết kiệm năng lượng.
Độ nhớt của dầu sinh học tăng theo chiều dài của chuỗi axit béo do sự phát triển của các tương tác ngẫu nhiên giữa các phân tử. Vì vậy, dầu có axit béo chuỗi dài thường có độ nhớt cao, trong khi dầu có axit béo chuỗi ngắn có độ nhớt thấp.
Tại đây, trưởng nhóm phát triển sản phẩm DAILUBE™ KS-519 Hironobu Matsueda giải thích rằng “DIC có thể kiểm soát độ nhớt của sản phẩm bằng công nghệ tiên tiến của chúng tôi trong việc chọn vật liệu tốt nhất và phản ứng bằng liên kết lưu huỳnh để đáp ứng nhu cầu của khách hàng”.
Điểm đông đặc trong dầu tảo là gì
Điểm đông đặc biểu thị nhiệt độ thấp nhất mà tại đó chất bôi trơn mất khả năng chảy và trở nên bán rắn. Điểm đông đặc thấp là điều mong muốn, đặc biệt là trong chất bôi trơn được sử dụng ở nhiệt độ cực thấp.
Điểm đông đặc của dầu sinh học giảm khi số lượng liên kết đôi trong phân tử tăng lên. Vì dầu có hàm lượng chuỗi axit béo không bão hòa cao có điểm đông đặc thấp hơn nên mức độ không bão hòa cao hơn là điều tích cực đối với các đặc tính ở nhiệt độ thấp.
Độ ổn định oxy hóa trong dầu tảo là gì
Quá trình oxy hóa dầu bôi trơn xảy ra bằng phản ứng hóa học với oxy. Nhiệt độ cao, áp suất cao và việc tiếp xúc với nước cũng như các chất gây ô nhiễm khác như mảnh vụn hoặc bồ hóng tạo điều kiện cho quá trình oxy hóa. Do đó, độ ổn định oxy hóa của chất bôi trơn thể hiện khả năng chống lại quá trình oxy hóa.
Chất bôi trơn yêu cầu độ ổn định oxy hóa cao, đặc biệt là những chất bôi trơn tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt, bao gồm nhiệt độ cao trong thời gian dài. Hậu quả chính của quá trình oxy hóa nhiệt trong dầu sinh học là sự trùng hợp, dẫn đến tăng độ nhớt, giảm chỉ số độ nhớt và thay đổi độ bôi trơn.
Hironobu Matsueda, trưởng nhóm phát triển sản phẩm DAILUBE™ KS-519 nhận xét: “Một yếu tố dẫn đến quá trình oxy hóa dầu là lượng iốt (giá trị càng cao thì quá trình oxy hóa càng nhiều). Mặc dù dầu tảo được sử dụng trong KS-519 có giá trị iốt cao, nhưng các thử nghiệm DIC cho thấy khả năng oxy hóa thấp hơn so với các loại dầu có giá trị iốt tương tự.”
Một số tác động môi trường của việc sử dụng các loại dầu khác nhau làm nguyên liệu thô là gì
Dầu tảo được sử dụng trong KS-519 cần ít đất canh tác hơn khoảng 85% so với dầu hạt cải và lượng nước ít hơn khoảng 87% so với dầu cọ tính trên mỗi tấn—những số liệu chứng minh rõ ràng hiệu suất môi trường vượt trội của các sản phẩm làm từ dầu tảo.
Hầu hết các loại dầu thực vật dùng làm chất bôi trơn sinh học hiện nay đều có nguồn gốc từ các loại cây ăn được, bao gồm cọ và cải dầu, và một loại cây thường xanh lớn không ăn được, thường được gọi là tamanu, có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới châu Á.
Dầu thực vật có nguồn gốc từ cây trồng không ăn được được ưa chuộng hơn vì sản xuất dầu không cạnh tranh với sản xuất cây lương thực. Tuy nhiên, việc sử dụng dầu sinh học không ăn được để sản xuất chất bôi trơn chỉ khả thi nếu có đủ đất để trồng các loại cây ăn được và không ăn được nhằm đáp ứng nhu cầu thị trường thực phẩm.
Lưu ý: Tất cả các tính toán lượng khí thải carbon đều tuân theo các tiêu chuẩn ISO 14040, ISO 14044 và ISO 14067 của Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế và dựa trên dữ liệu phát thải từ đầu đến cuối. Các hệ số phát thải được phát triển từ dữ liệu sơ cấp và thứ cấp được thu thập từ cơ sở dữ liệu của nhà cung cấp và tổ chức công nghiệp cũng như Cơ sở dữ liệu kiểm kê để phân tích môi trường (IDEA). Dữ liệu về dầu tảo và các loại dầu thực vật khác được lấy từ Checkerspot, Inc., của Hoa Kỳ, nhà sản xuất nguyên liệu và thành phần dầu tảo. Khí thải sinh học không được xem xét.
Làm thế nào việc giảm ma sát có thể giúp giảm lượng khí thải carbon và thúc đẩy tiết kiệm năng lượng toàn cầu
Nhiều nghiên cứu, chẳng hạn như Tiêu thụ năng lượng toàn cầu do ma sát trong ô tô chở khách, lưu ý rằng việc sử dụng chất bôi trơn tiên tiến và công nghệ tăng cường ma sát để giảm tổn thất do ma sát có thể làm giảm đáng kể lượng khí thải carbon và thúc đẩy tiết kiệm năng lượng và kinh tế toàn cầu trong các lĩnh vực công nghiệp.
Tiết kiệm năng lượng toàn cầu và giảm phát thải cacbon từ giảm ma sát của ngành công nghiệp
Lợi ích lâu dài hàng năm từ việc giảm ma sát bằng cách sử dụng chất bôi trơn tiên tiến và các công nghệ khác.
Dữ liệu từ sinh khối vi tảo như một nguồn tiềm năng mới của chất bôi trơn xanh bền vững
DIC đã tiến tới giai đoạn thử nghiệm đối với phụ gia EP cải tiến gốc dầu tảo DAILUBE KS-519, sử dụng dầu tảo để cung cấp phụ gia EP lưu huỳnh cải tiến cần thiết để giảm ma sát, kiểm soát mài mòn và ngăn ngừa hư hỏng bề mặt nghiêm trọng ở nhiệt độ cao hoặc dưới tải nặng.
Phụ gia bôi trơn EP lưu huỳnh hóa KS-519 hứa hẹn mang lại hiệu suất tương đương hoặc vượt trội so với các lựa chọn thay thế hiện tại, bền vững hơn và có thêm các lợi ích, bao gồm màu sáng và giảm mùi.
Cách thức hoạt động của phụ gia lưu huỳnh EP trong dầu bôi trơn (Hộp số và chất lỏng gia công kim loại)
Phụ gia cực áp hoặc phụ gia EP—các chất phụ gia được sử dụng trong chất bôi trơn giúp giảm mài mòn ở các bộ phận của bánh răng chịu áp suất rất cao—thường được sử dụng trong các ứng dụng như hộp số. Phụ gia EP cũng được thêm vào dung dịch cắt để gia công kim loại.
Dầu bánh răng chịu cực áp hoạt động tốt ở nhiều nhiệt độ, tốc độ và kích cỡ bánh răng khác nhau để giúp ngăn ngừa hư hỏng bánh răng trong quá trình khởi động và dừng động cơ.
Để mang lại hiệu suất này, các chất phụ gia cực áp thường chứa các hợp chất lưu huỳnh, phốt pho hoặc clo hữu cơ, bao gồm các hợp chất lưu huỳnh-phốt pho và lưu huỳnh-phốt pho-boron, phản ứng hóa học với bề mặt kim loại trong điều kiện áp suất cao.
Tại sao chất bôi trơn gốc sinh học không được sử dụng rộng rãi hơn
Chất bôi trơn làm giảm ma sát và mài mòn trên các bề mặt chuyển động, tạo điều kiện vận hành trơn tru, duy trì các chức năng máy đáng tin cậy và giảm hỏng hóc đồng thời góp phần tiết kiệm năng lượng.
Do việc sản xuất, sử dụng và thải bỏ chất bôi trơn có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch hoặc dầu làm từ mỡ động vật tác động đáng kể đến môi trường và sức khỏe người lao động, các nhà sản xuất và công thức pha chế chất bôi trơn đang chịu áp lực phải giảm việc sử dụng các chất bôi trơn này, thúc đẩy sự đổi mới trong chất bôi trơn xanh, bao gồm chất bôi trơn gốc dầu thực vật và tảo.
Bất chấp những lợi ích sinh thái của việc sản xuất và sử dụng chất bôi trơn gốc sinh học, việc sẵn có nguyên liệu thô và đất nông nghiệp cần thiết để tạo ra chuỗi cung ứng đáng tin cậy vẫn là một thách thức đáng kể.
Ở đây, một số loài vi tảo đã cho thấy khả năng sản xuất hiệu quả lipid và dầu có giá trị cao cần thiết để sản xuất chất bôi trơn hiệu suất cao.
Một số tác động môi trường từ việc sử dụng phụ gia EP dựa trên tảo KS-519 là gì
Các chất phụ gia lưu huỳnh hóa dựa trên dầu tảo cải tiến mới của DIC có thể giảm lượng khí thải carbon trong sản xuất công nghiệp đồng thời giảm gánh nặng môi trường thông qua việc sử dụng đất và nước hiệu quả hơn.
Bằng cách phát triển các vật liệu gốc dầu tảo hiệu quả hơn, DIC đặt mục tiêu giảm tác động môi trường công nghiệp để chúng ta có thể truyền lại môi trường tự nhiên phong phú cho các thế hệ tương lai.
Nguồn: Báo cáo phát triển bền vững của TerraVia năm 2016, Phân tích từ đầu đến cuối, được xem xét theo tiêu chuẩn ISO 14040/44, so sánh lượng khí thải carbon, nước và việc sử dụng đất từ dầu tảo chưa tinh chế làm từ mía ở Brazil với dữ liệu có sẵn công khai cho các loại dầu thương mại lớn khác được trồng trên toàn cầu (ví dụ: dầu Canola từ Canada, dầu đậu nành từ Brazil, dầu hướng dương từ Pháp, dầu cọ và hạt cọ từ Malaysia, cùng nhiều loại khác) và dựa trên dữ liệu từ
- Murphy, DJ (2009). Sản lượng dầu toàn cầu: Chúng ta đã sai lầm nghiêm trọng? AOCS.http://www.aocs.org/Membership/informArticleDetail.cfm?ItemNumber=1102(Cơ sở dữ liệu thống kê của FAO và các hệ số chuyển đổi kỹ thuật cho hàng hóa nông nghiệp)
- IndexMundi, 2014
- Ruitenberg, 2014
Nghiên cứu và phát triển phụ gia EP dựa trên tảo
Trưởng nhóm phát triển sản phẩm DAILUBE™ KS-519 Hironobu Matsueda giới thiệu các chất phụ gia EP gốc dầu tảo mới của DIC
DIC tin rằng tính bền vững có nghĩa là tìm ra những cách thức mới để sử dụng tài nguyên của Trái đất hiệu quả hơn đồng thời cân bằng giữa bảo vệ môi trường và thịnh vượng kinh tế. Cùng với công ty tiên phong về công nghệ sinh học Checkerspot Inc., DIC đang nỗ lực làm việc để phát triển các sản phẩm thân thiện với môi trường hơn bao giờ hết.
Công ty khởi nghiệp công nghệ sinh học Checkersspot Inc. có trụ sở tại California chuyên sản xuất các loại dầu tái tạo cho vật liệu và thành phần hiệu suất ở quy mô thương mại, đặc biệt là các loại dầu có nguồn gốc từ vi tảo.
Vi tảo là nguồn tiềm năng mới của chất bôi trơn xanh bền vững
Vi tảo là nguồn sản xuất dầu đầu tiên. Trong điều kiện thích hợp, vi tảo có thể tạo ra triacylglyceride, chất mà chúng sử dụng để lưu trữ năng lượng. Các kỹ sư có thể tăng lượng triacylglyceride trong tế bào vi tảo bằng cách chọn đúng loài, cấu hình lò phản ứng sinh học và điều kiện căng thẳng.
Triacylglyceride tạo thành thành phần cơ bản của chất bôi trơn và cấu trúc, đặc tính cũng như nồng độ của chúng quyết định tính chất bôi trơn. Vì vậy, mục tiêu là xác định các điều kiện căng thẳng và tăng trưởng để tích lũy lượng lipid lớn nhất với triacylglyceride và một số axit béo nhất định.
Checkerspot sử dụng Nền tảng WING® độc quyền của mình để cung cấp
đầu vào bôi trơn 100% gốc sinh học, có nguồn gốc từ tảo, vượt qua các đặc tính hiệu suất của các chất phụ gia EP khác trên thị trường.
DIC – Cộng tác Checkersspot
Checkerspot sử dụng Nền tảng WING® độc quyền của mình để cung cấp đầu vào bôi trơn 100% gốc sinh học, có nguồn gốc từ tảo, vượt qua các đặc tính hiệu suất của các chất phụ gia EP khác trên thị trường. Một lần nữa, điều này chứng tỏ rằng hy sinh hiệu suất để đạt được sự bền vững là một lựa chọn sai lầm.
Giám đốc điều hành và đồng sáng lập của Checkerspot, Charles Dimmler, cho biết: "Chúng tôi rất vui mừng được hợp tác với DIC để thương mại hóa phụ gia EP lưu huỳnh hóa hiệu suất cao gốc dầu tảo đầu tiên trên thế giới. DAILUBE™ KS-519 chứng minh hiệu suất không cần phải bị ảnh hưởng để đảm bảo tính bền vững. "
Checkerspot CSO và đồng sáng lập Scott Franklin
Checkerspot CSO và Người đồng sáng lập Scott Franklin cho biết thêm, "Các chất phụ gia EP gốc dầu tảo mới mang đến một cơ hội khác để cho thế giới thấy rằng quá trình lên men tảo sử dụng mía Brazil cùng với nhà máy… mang lại một phương pháp sản xuất dầu béo trung tính bền vững hơn. Sự hợp tác này với DIC sẽ giới thiệu những lợi ích hiệu suất này tới nhiều đối tượng hơn đang khao khát chất bôi trơn bền vững, hiệu suất cao với lượng khí thải carbon giảm."
Các yếu tố chính khi lựa chọn dầu vi tảo làm chất bôi trơn
Việc xác định dầu vi tảo là chất bôi trơn tiềm năng đòi hỏi kiến thức phức tạp về đặc tính hóa học của chúng, đặc tính bôi trơn cần thiết cho các ứng dụng cụ thể và chiến lược để tăng cường các đặc tính này. Thành phần hóa học của vi tảo và dầu thực vật là tương tự nhau, và DIC đã áp dụng thành công kiến thức sâu rộng về dầu thực vật vào dầu vi tảo.
Độ bôi trơn trong dầu tảo là gì
Độ bôi trơn thể hiện sự giảm ma sát. Dầu bôi trơn công nghiệp thường có 90% dầu gốc và ít hơn 10% chất phụ gia. Độ bôi trơn của dầu sinh học chủ yếu bị ảnh hưởng bởi độ không bão hòa của axit béo, độ dài chuỗi, sự phân nhánh và độ phân cực.
Chuỗi hydrocarbon dài hơn của axit béo tạo ra các liên kết phân tử mạnh hơn, làm giảm hệ số ma sát khi chiều dài chuỗi carbon tăng lên. Các axit béo khác nhau trong dầu sinh học tác động đáng kể đến hiệu quả bôi trơn và các axit béo không bão hòa đa thúc đẩy các màng bảo vệ hình thành trên các bề mặt chịu ứng suất ma sát (màng ma sát).
Hironobu Matsueda, trưởng nhóm phát triển sản phẩm DAILUBE™ KS-519 giải thích: “Cấu trúc phân cực của các phân tử dầu tăng cường khả năng hấp phụ trên bề mặt kim loại bằng lực hút vật lý hoặc hóa học. Ngoài ra, độ bôi trơn từ chính màng dầu và việc tạo ra màng bôi trơn bằng phản ứng lưu huỳnh mang lại hiệu quả chống ma sát tuyệt vời.”
Dầu vi tảo có chức năng phân cực tăng thể hiện đặc tính bôi trơn biên vượt trội so với dầu khoáng do khả năng hấp phụ mạnh hơn trên bề mặt kim loại. Điều này làm cho dầu vi tảo có khả năng hữu ích trong các ứng dụng bôi trơn ranh giới, đặc biệt là gia công kim loại và gia công.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
