การพัฒนาขบวนการผลิตสารไบโอดีเซลโดยใช้วิธีการตรึงตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดของแข็ง

บทคัดย่อ

ไบโอดีเซลเป็นพลังงานทดแทนที่ส าคัญในปัจจุบันผลิตจากปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชัน ของน้ ามันกับแอลกอฮอล์ (เมทานอล) และตัวเร่งปฏิกิริยา ในงานวิจัยนี้จะเป็นการศึกษา กระบวนการผลิตไบโอดีเซลจากน้ ามันที่สกัดจากเมล็ดพืช (เมล็ดส าโรง) ท าปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์ (เมทานอล) โดยใช้กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา, ใช้อัตราส่วนโดยโมล ของน้ ามันต่อแอลกอฮอล์ที่ 1 ต่อ 30 และใช้อุณหภูมิที่ 80 องศาเซลเซียส โดยตัวเร่งที่ใช้เตรียมมาจากเส้นใยไผ่ที่ผ่านกระบวนการคาร์บอ ไนท์ที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส ที่เวลาต่างๆกัน (1, 6, 9, 12 และ 15 ชั่วโมง) และผ่าน กระบวนการซัลโฟเนชันที่อุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 18 ชั่วโมง ในส่วนของการวิเคราะห์ หาไบโอดีเซลที่ผลิตได้จะใช้การอินทริเกรทค่าที่ได้จากผลของ 1H-NMR จากการทดลองพบว่าตัวเร่ง ปฏิกิริยาที่ผ่านการท าคาร์บอไนท์เป็นเวลา 9 ชั่วโมง จะมีความเข้มข้นของกรดสูงมากกว่าตัวเร่ง ปฏิกิริยาตัวอื่น ซึ่งตัวเร่งปฏิกิริยาที่ได้สามารถน ามาใช้เร่งปฏิกิริยาซ้ าได้มากกว่า 5 ครั้ง แต่ผลผลิตที่ ได้จะมีค่าลดลงเล็กน้อย จากการติตตามการศึกษาปฏิกิริยา ทรานเอสเทอริฟิเคชันของน้ ามันส าโรงกับเมทา นอล ใช้กรดซัลฟูริกเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา และการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาแบบไม่เป็นเนื้อเดียวกัน โดย ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นของแข็งนั้นเตรียมจาก (1) ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของเส้นใยธรรมชาติ ได้แก่ น้ าตาล แป้งมัน ใยฝ้าย ใยสัปปะรด ใยดอกรัก ใยนุ่น และใยไผ่ ปฏิกิริยาคาร์บอไนเซชันแบบไม่ สมบูรณ์และตามด้วยปฏิกิริยาซัลโฟเนชัน (2) ปฏิกิริยาคาร์บอไนเซชันแบบไม่สมบูรณ์ และตามด้วย ปฏิกิริยาซัลโฟเนชันของน้ าตาล และ (3) การติดหมู่ซัลโฟนิกบนซิลิกา การใช้เทคนิคนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์สเปกโตรสโกปี (1H NMR) ถูกน ามาใช้ใน การศึกษาปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชัน ด้วยการอินทิเกรตพื้นที่ของแต่ละพีคของเมทิลเอสเทอร์และ อัลฟา-เมทิลลีน ท าให้ทราบถึงเปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงของน้ ามันสบู่ด าไปเป็นเมทิลเอสเทอร์ (ไบโอดีเซล) โดยได้ศึกษาผลของอัตราส่วนโดยโมลของน้ ามันส าโรงต่อเมทานอล อุณหภูมิ และ ปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งพบว่าสภาวะที่ดีที่สุดที่ความดัน 1 บรรยากาศคือ อุณหภูมิ 65OC อัตราส่วนโดยโมลของน้ ามันสบู่ด าต่อเมทานอล คือ 1:9 ปริมาณกรดซัลฟูริก 3%wt

คำสำคัญ