Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/65025
Title: BIODIESEL PRODUCTION FROM OLEIC ACID USING IMMOBILIZED LIPASE
กระบวนการผลิตไบโอดีเซลจากกรดโอเลอิกโดยใช้เอนไซม์ไลเปสที่ถูกตรึง
Advisors: Muenduen Phisalaphong
เหมือนเดือน พิศาลพงศ์
Other author: Chulalongkorn University. FACULTY OF POLITICAL SCIENCE
Subjects: BIODIESEL
OLEIC
NOVOZYM
REUSAB
EXPANDED BED REACTOR
Issue Date:  29
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: In this work, biodiesel was produced from esterification of oleic acid and short chain alcohols (methanol, ethanol, propanol, and butanol) catalyzed by Novozym 435 in a batch system at conditions: 45°C, oleic to alcohol molar ratio of 1:2, Novozym 435 loading at 5% (w/w of oleic acid), 250 rpm and 8 h of reaction time. Novozym 435 exhibited the best catalytic activity in the production of methyl oleate (FFA conversion of 94.82%). At 45°C, the rate constants (k values) for the production of methyl oleate, ethyl oleate, propyl oleate, and butyl oleate by Novozym 435 were 0.78, 0.52, 0.69 and 0.17 m3∙h-1∙kmol-1, respectively. The activation energies for the production of methyl oleate and ethyl oleate over the temperature range of 40 °C to 55 °C were 4.7 and 39.1 kJ/mol, respectively. The effect of thermal deactivation on the reusability of Novozym 435 in the esterification of oleic acid with ethanol at 50°C was greater than that with methanol. Novozym 435 could be reused in the production of methyl oleate and ethyl oleate for 13 cycles with FFA conversions of > 90%. When 96.0% ethanol and 95.0% ethanol were used, the numbers of Novozym 435 reuse cycles were not greater than 10 cycles and 8 cycles, respectively. The effective development of esterification from FFAs (oleic acids and PFAD) and methanol catalyzed by Novozym 435 was studied. The optimal operating condition was obtained in the single expanded bed circulation reactor at; FFA to methanol molar ratio of 1:2, 45oC, rotation speed of 600 rpm, feed volumetric flow rate of 5 mL/min, the bed to catalyst volumetric ratio of 2:1, Novozym 435 of 10% w/w of FFA and 5h. Novozym 435 could be reused 22 cycles with FFA conversion>90%. The continuous process in four expanded bed reactors in series was also investigated. FAME yields of esterification from FFAs (oleic acid and PFAD) and methanol were 93.46% and 88.50%, respectively. The productivity of biodiesel production using oleic acid and PFAD were 5.24 and 4.68 g FAME•h-1•g enzyme-1, respectively.
ไบโอดีเซลเป็นเชื้อเพลิงที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ในงานวิจัยนี้ไบโอดีเซลผลิตขึ้นจากปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชั่นจากกรดโอเลอิกกับแอลกอฮอล์สายสั้น (เมทานอล, เอทานอล, โพรพานอล, และบิวทานอล) โดยใช้ โนโวไซม์ 435 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งเริ่มจากการทดลองแบบกะและทำการศึกษาที่สภาวะ: อุณหภูมิ 45 องศาเซลเซียส, อัตราส่วนโดยโมลของแอลกอฮอล์กับกรดโอเลอิกคือ 2 ต่อ 1, โนโวไซม์ 435 5% โดยน้ำหนักเทียบกับกรดไขมัน, ความเร็วในการเขย่าเท่ากับ 250 รอบต่อนาที และเวลาในการทำปฏิกิริยา 8 ชั่วโมง พบว่าโนโวไซม์ 435 ให้ผลที่ดีที่สุดในปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันที่ใช้เมทานอล (ค่าการเปลี่ยนแปลงของกรดโอเลอิกเท่ากับ 94.82%) และพบว่าค่าคงที่ทางจลนพลศาสตร์ (k) ของปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชั่นจากกรดโอเลอิกกับเมทานอล, เอทานอล, โพรพานอล, และบิวทานอล ที่อุณหภูมิ 45 องศาเซลเซียส มีค่าเท่ากับ 0.78, 0.52, 0.69 และ 0.17 ลูกบาศก์เมตรต่อเวลาต่อกิโลโมล ตามลำดับ และค่าพลังงานกระตุ้นในช่วงของอุณหภูมิ 45 ถึง 50 องศาเซลเซียสของปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันที่ใช้เมทานอลและเอทานอล เท่ากับ 4.7 และ 39.1 กิโลจูลต่อโมล ตามลำดับ ผลของอุณหภูมิต่อการเสื่อมสภาพของเอนไซม์เห็นได้ชัดจากปฏิกิริยาที่ใช้กรดโอเลอิกและเอทานอลที่ 50 องศาเซลเซียส อย่างไรก็ตาม โนโวไซม์ 435 สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ 13 รอบโดยที่ค่าการเปลี่ยนแปลงของกรดโอเลอิกยังมากกว่า 90% แต่เมื่อนำเอทานอลความเข้มข้น 96% และ 95% มาใช้ในปฏิกิริยา พบว่าความสามารถในการนำกลับมาใช้ลดลงเหลือ 10 รอบและ 8 รอบ ตามลำดับ จากภาพของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดพบว่าการเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยากับระดับการเสื่อมสภาพของตัวเร่งปฏิกิริยามีความสัมพันธ์กัน นอกจากนี้ในงานวิจัยนี้ยังได้พัฒนากระบวนการผลิตไบโอดีเซลจากปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันจากแบบกะเป็นแบบต่อเนื่อง โดยขั้นแรกได้ศึกษาสภาวะที่เหมาะสมโดยทำการทดลองโดยใช้ระบบหมุนวนในถังปฏิกรณ์ขยายเบดแบบถังเดี่ยว พบว่าได้ค่าสภาวะที่เหมาะสมที่ อัตราส่วนโดยโมลของแอลกอฮอล์กับกรดโอเลอิกคือ 2 ต่อ 1, อุณหภูมิ 45 องศาเซลเซียส, ความเร็วรอบในการหมุนที่ 600 รอบต่อนาที, อัตราการป้อนสารตั้งต้นขาเข้า 5 มิลลิลิตรต่อนาที, อัตราส่วนระหว่างปริมาตรของเบดและปริมาตรของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ 2 ต่อ 1, โนโวไซม์ 435 10% โดยน้ำหนักเมื่อเทียบกับกรดไขมันและเวลาในการทำปฏิกิริยา 5 ชั่วโมง พบว่าโนโวไซม์ 435 สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ 22 ครั้งซึ่งให้ค่าการเปลี่ยนแปลงของกรดไขมันมากกว่า 90% งานวิจัยนี้ยังได้พัฒนาต่อไปเป็นกระบวนการเอสเทอริฟิเคชันแบบต่อเนื่องในถังปฏิกรณ์ขยายเบดที่ต่อกันแบบอนุกรมจำนวน 4 ถังปฏิกรณ์ พบว่าค่าร้อยละการได้ผลิตภัณฑ์ของไบโอดีเซลจากปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันที่ใช้กรดโอเลอิกและกรดไขมันปาล์มเท่ากับ 93.46% และ 88.50% ตามลำดับ ซึ่งทำให้คำนวณหาค่าอัตราการผลิตได้เท่ากับ 5.24 และ 4.68 กรัมของไบโอดีเซลต่อชั่วโมงต่อกรัมของโนโวไซม์ 435 ตามลำดับ
Description: Master of Arts (Anthropology) (M.A. (Anthropology))
มานุษยวิทยามหาบัณฑิต (มน.ม.)
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/65025
Type: Dissertation
วิทยานิพนธ์
Appears in Collections:FACULTY OF ENGINEERING

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5471466221.pdf3.3 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.