Hiện nay, việc nghiên cứu, tìm kiếm các nguồn nguyên liệu thay thế, các sản phẩm có thể tái tạo, thân thiện môi trường, đi từ nguồn sinh học như xăng sinh học, dầu sinh học, dầu nhờn sinh học,… rất được quan tâm. Thực tế, nhu cầu sử dụng các sản phẩm dầu mỏ nói chung hay dầu nhờn ở Việt Nam tăng cao do cần nhiều máy móc công nghiệp nặng hoạt động, cần nhiều phương tiện giao thông để vận chuyển hàng hóa, đi lại. Trong khi đó, Việt Nam là một trong những nước xuất khẩu thủy hải sản lớn trên thế giới. Một trong những sản phẩm chính trong mặt hàng thủy hải sản là phi lê cá tra. Từ đây, lượng phụ phẩm như mỡ cá, da, đầu, xương,… thải ra rất lớn. Hàng năm có thể thu gom hơn 40.000 tấn mỡ, phần lớn thường không tiêu thụ được, bị bỏ đi hoặc làm thức ăn gia súc nên giá trị kinh tế mang lại rất thấp, gây lãng phí và gây ô nhiễm môi trường.
Với đề tài nêu trên, nhóm nghiên cứu đã xác định các yếu tố công nghệ thích hợp xử lý vật lý mỡ cá bao gồm thuỷ hoá, tách sáp và trung hoà. Mỡ cá sau xử lý vật lý có thể sử dụng làm dầu gốc pha chế dầu nhờn sinh học. Đã thiết kế chế tạo hệ thống thiết bị (quy mô 100 L/giờ) tinh chế mỡ cá trên cơ sở kỹ thuật tạo bong bóng hơi và xác định được các điều kiện thích hợp xử lý vật lý mỡ cá. Cụ thể: thủy hóa trên thiết bị cavitator tại áp suất làm việc 70 psi trong thời gian 3 phút, độ giảm trị số acid đạt 2,31%; tách sáp tại nhiệt độ làm lạnh 80C trong thời gian 8 giờ, điểm rót chảy đạt 80C; trung hòa trên thiết bị cavitator tại áp suất làm việc 70 psi trong thời gian 4 phút, trị số acid giảm từ 2,85 xuống còn 0,390 mgKOH/g.
Trên cơ sở các thông số tối ưu của quá trình xử lý hóa học đã tiến hành xây dựng công nghệ và hệ thống thiết bị phản ứng tổng hợp dầu gốc sinh học bằng phản ứng epoxy no hoá mạch acid béo trong triglyceride của mỡ cá với H2O2 và mở vòng epoxy, sử dụng kỹ thuật cavitation. Kỹ thuật cavitation hỗ trợ tiến hành phản ứng hóa học nhằm sản xuất dầu gốc sinh học là nguồn nguyên liệu thay thế thân thiện với môi trường. Phản ứng epoxy hóa mỡ cá được thực hiện trong điều kiện áp suất 70 psi, nhiệt độ 600C, tỷ lệ mol H2O2/CH3COOH/= là 5/2,5/1 trên hệ thống cavitation.
Kết quả: thời gian phản ứng là 140 phút, độ chuyển hóa nối đôi là 94,8%, hàm lượng epoxy thu được là 9,6%. Việc kết hợp giữa sự khuấy trộn của hệ thống cavitation tại 600C, áp suất 70 psi và khuấy ở 600C với tỷ lệ tác chất sử dụng là H2O2/CH3COOH/= là 5/2,5/1 cho kết quả: thời gian thực hiện phản ứng được rút ngắn (10 phút khuấy trộn trong hệ cavitation và 60 phút khuấy ở 600C), hiệu suất epoxy thu được là 96,667%. Phản ứng mở vòng epoxy được thực hiện trong điều kiện áp suất 70 psi, nhiệt độ 800C, tỷ lệ mol isopropanol/epoxy là 2/1. Với việc ứng dụng kỹ thuật cavitation tăng sự tiếp xúc giữa hai pha, giảm thời gian phản ứng và nâng cao hiệu suất của phản ứng.
Nhóm cũng đã sử dụng dầu cá xử lý vật lý và dầu cá xử lý hóa học phối trộn với dầu gốc và các phụ gia với tỷ lệ thay đổi từ 10/90 đến 50/50 tạo thành dầu nhờn sinh học. Trên cơ sở các kết quả xác định các chỉ tiêu dầu nhờn sinh học theo TCVN như độ nhớt, chỉ số độ nhớt, nhiệt độ chớp cháy, điểm chảy, và đặc biệt là độ bền oxy hóa cho thấy, dầu nhờn sinh học chứa 25% dầu cá mở vòng có các tính chất phù hợp nhất, đáp ứng yêu cầu đối với chất lượng dầu nhờn hiện nay.
Thử nghiệm dầu nhờn sinh học chứa 25% dầu cá mở vòng trên động cơ xe máy theo chu trình tại các tốc độ ổn định, kết quả cho thấy, mức tiêu hao nhiên liệu giảm 1,57% so với dầu nhờn thương mại. Phát thải CO, CO2 và hydrocarbon đều thấp hơn so với dầu nhờn thương mại.
Tóm lại, việc sử dụng dầu nhờn sinh học từ mỡ cá tra thay thế cho dầu nhờn khoáng với sự hỗ trợ của cavitation không chỉ bảo đảm về mặt kỹ thuật mà còn là một sự bảo đảm về phương diện môi trường. Bên cạnh đó, đây còn là nguồn nguyên liệu có khả năng tái tạo hướng đến sự phát triển bền vững đồng thời còn là một hướng đi đầy tiềm năng cho việc chuyển đổi nguồn phụ phế phẩm nông nghiệp thành một sản phẩm có giá trị kinh tế cao.