การแยกสารผสมอะซีโอโทป (น้ำ + เอทานอล) โดยการใช้ซีโอไลต์เป็นตัวดูดซับ
ชื่อผู้แต่งข้างต้นเป็นข้อความจากระเบียนผลงาน ไม่ได้ผูกกับรหัสนักวิจัย จึงกดดูผลงานอื่นของบุคคลนี้ไม่ได้ — ในคลังนี้ 142,080 ผลงาน (63.6% ของทั้งหมด) มีชื่อผู้แต่งที่เชื่อมกับหน้าผู้แต่งได้ และ 60,298 ผลงาน (27.0%) มีผู้แต่งที่ผูกกับรหัสนักวิจัยจริง ส่วนอีก 81,382 ผลงานไม่มีข้อมูลผู้แต่งเลย (มีชื่อผู้แต่งเป็นข้อความอยู่ 142,009 ผลงาน = 63.5%)
บทคัดย่อ
งานวิจัยชิ้นนี้ มุ่งเน้นการแยกน้ำออกจากเอทานอล เพื่อเป็นแนวทางในการเพิ่มศักยภาพด้านเชื้อเพลิงของไบโอเอทานอล โดยการแยกสารผสมอะซีโอโทรป (น้ำและเอทานอล) ด้วยการใช้ซีโอไลท์ธรรมชาติในท้องถิ่นเป็นตัวดูดซับ เริ่มจากการศึกษาอันตรกิริยาของน้ำและเอทานอลบนโครงสร้างซีโอไลท์ ZSM-5 โดยระเบียบวิธีการคำนวณทางเคมีคอมพิวเตอร์แบบ DFT โดยเลือก Basis Set : B3LYP/6-31G (d,p) ทำการเปรียบเทียบค่าพลังงานการดูดซับระหว่างโมเลกุลของน้ำบนโครงสร้างซีโอไลท์ ZSM-5 และค่าพลังงานการดูดซับระหว่างโมเลกุลของน้ำบนโครงสร้างซีโอไลท์ ZSM-5 พบว่าค่าพลังงานการดูดซับของน้ำบนโครงสร้างซีโอไลท์ ZSM-5 ซึ่งมีค่าเท่ากับ -21.990 kcal/mol สูงกว่าค่าพลังงานการดูดซับของเอทานอล (-21.45 kcal/mol) และยังสูงกว่าค่าพลังงานแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำและโมเลกุลของเอทานอล (-18.23 kcal/mol) การศึกษาผลของขนาดโครงสร้างซีโอไลท์ ZSM-5 ต่อค่าพลังงานการดูดซับ ได้ศึกษาโครงสร้างของซีโอไลท์ขนาด 12T 34T และ 128T โดยวิธีการคำนวณ ONIOM (B3LYP/6-31G (d,p) : UFF) พบว่าสำหรับโมเลกุลของตัวดูดซับทั้ง 2 เมื่อขนาดของซีโอไลท์เพิ่มขึ้นค่าพลังงานการดูดซับเพิ่มขึ้น เมื่อทำการศึกษาอันตรกิริยาของระบบการดูดซับร่วม การดูดซับของระบบที่มีโมเลกุลของน้ำเป็นตัวดูดซับตำแหน่งที่ 1 มีค่าสูงกว่าค่าพลังงานการดูดซับของระบบที่มีเอทานอลเป็นตัวถูกดูดซับตำแหน่งที่ 1 สำหรับโครงสร้างของซีโอไลท์ทุกๆ ขนาด จากนั้น ศึกษากระบวนการแยกน้ำและเอทานอลในระดับห้องปฏิบัติการ โดยเลือกใช้ซีโอไลท์ที่ใช้กำจัดแอมโมเนียในบ่อกุ้ง ซึ่งมีองค์ประกอบของซีโอไลท์อยู่ประมาณ 50% เพื่อแยกสารผสมน้ำและเอทานอล (95% ของเอทานอล) ซึ่งทำการศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อกระบวนการดูดซับ (สภาวะของสารผสม (แก๊สและของเหลว) สัดส่วนของเอทานอลต่อซีโอไลท์ (1 : 1 1: 2 และ 1: 3) โดยน้ำหนัก ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของซีโอไลท์ (0.1 เซนติเมตร 0.2 เซนติเมตร และ 0.3 เซนติเมตร) และระยะเวลาในการดูดซับ (5 นาที 10 นาที 15 นาที และ 20 นาที) พบว่าการแยกสารผสมน้ำและเอทานอลในสภาวะของเหลว และที่สัดส่วนระหว่างเอทานอลและซีโอไลท์ เท่ากับ 1: 2 ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของซีโอไลท์ 0.1 เซนติเมตร และระยะเวลาในการดูดซับ 20 นาที สามารถทำให้เอทานอลมีความบริสุทธิ์ ถึง 99.64 หรือมีประสิทธิภาพในการกำจัดน้ำออกสารผสมถึง 92.30% ดังนั้นซีโอไลท์ธรรมชาติในท้องถิ่น (ซีโอไลท์กำจัดแอมโมเนียในนากุ้ง) มีประสิทธิภาพในการประยุกตืใช้เป็นตัวดูดซับ แต่อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องพัฒนาอุปกรณ์ในกระบวนการดูดซับให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นเพื่อลดการสูญเสียปริมาณสารผสมหลังจากกระบวนการดูดซับ