การศึกษาการผลิตไบโอดีเซลแบบวิวิธพันธ์ด้วยการใช้เม็ดปูนเผาและเศษปูนทุบทิ้งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

บทคัดย่อ

จากการศึกษากระบวนการผลิตไบโอดีเซลด้วยปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชันจากไขปาล์มสเตียรีนโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบวิวิธพันธ์ โดยเน้นศึกษาความเป็นไปได้ของกระบวนการผลิตไบโอดีเซลด้วยปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชันโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบวิวิธพันธ์จากปูนซีเมนต์ทุบทิ้ง (Waste Cement) ซึ่งเป็นวัตถุดิบที่นำกลับมาใช้ให้เกิดประโยชน์อีกทั้งยังลดต้นทุนค่าตัวเร่งปฏิกิริยา เปรียบเทียบประสิทธิภาพกับตัวเร่งปฏิกิริยาแคลเซียมออกไซด์ (CaO) ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางการค้า และตัวเร่งปฏิกิริยาแบบวิวิธพันธ์จากเม็ดปูนเผา (Clinker) โดยมีสารตั้งต้นเป็นไขปาล์มสเตียรีน ที่มีอัตราส่วนโมลของน้ำมันปาล์มสเตียรินต่อเมทานอลเท่ากับ 12:1 ปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาร้อยละ 8 อุณหภูมิในการดำเนินปฏิกิริยา 65 องศาเซลเซียส ด้วยความเร็วในการกวน 800 รอบต่อนาที โดยให้ความร้อนด้วยวิธีต่างๆ ผลการทดสอบกระบวนการผลิตไบโอดีเซล พบว่า (1) การให้ความร้อนด้วยวิธีดั้งเดิม เป็นเวลา 3 ชั่วโมง ตัวเร่งปฏิกิริยา CaO .ได้ผลิตภัณฑ์ไบโอดีเซล 65.19% ที่มีความบริสุทธิ์ของเมทิลเอสเตอร์ 97.54% (2) การให้ความร้อนด้วยคลื่นไมโครเวฟชนิดโหมดต่อเนื่อง ที่เวลา 30 60 และ 90 นาที การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา CaO ได้ผลิตภัณฑ์ไบโอดีเซล 39.56 26.25 และ 8.5% ตามลำดับ ความบริสุทธิ์ของเมทิลเอสเตอร์ เท่ากับ 5.09 15.88 และ 22.73% ตามลำดับ97.54% และ (3) การให้ความร้อนด้วยคลื่นไมโครเวฟชนิดโหมดเดี่ยว พบว่าค่าความบริสุทธิ์ของเมทิลเอสเตอร์เพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มระยะเวลาในการดำเนินปฏิกิริยาโดยค่าความบริสุทธิ์ของเมทิลเอสเตอร์ที่ได้จากตัวเร่งปฏิกิริยา CaO มีค่าสูงสุดเท่ากับ 10.30 ที่เวลาในการดำเนินปฏิกิริยา 120 นาที เนื่องจากการเพิ่มเวลาในการดำเนินปฏิกิริยาจะช่วยเพิ่มปริมาณร้อยละเมทิล- เอสเตอร์ อันเป็นผลจากกลการไกเร่งปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยาแบบวิวิธพันธ์ต้องอาศัยเวลาในการถ่ายโอนมวลสารจากภายนอกไปยังพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อเกิดปฏิกิริยา อีกทั้งการไม่ผสมกันของสารตั้งต้น ทำให้มีข้อจำกัดในการถ่ายเทมวลสารในระบบสามเฟส (น้ำมัน/เมทานอล/ตัวเร่งปฎิกิริยา) ทำให้การถ่ายเทมวลสารเป็นไปได้ช้าและจากผลทดสอบในทุกสภาวะการดำเนินงานนั้น น้ำมันที่ได้จากตัวเร่งปฏิกิริยา Waste cement เมื่อตั้งทิ้งไว้ข้ามคืนพบว่าจากน้ำมันที่เป็นของเหลว กลายเป็นไขปาล์มสเตียรีนแข็งสีขาวทั้งหมด แสดงให้เห็นว่าตัวเร่งปฏิกิริยาปูนซีเมนต์ทุบทิ้ง ไม่สามารถเร่งปฏิกิริยาให้ไขปาล์มสเตียรีนเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ไบโอดีเซลได้ ทำให้ไขปาล์มสเตียรีนกลับคืนรูปเป็นของแข็งทั้งหมด

คำสำคัญ