การเพิ่มประสิทธิภาพของเชื้อเพลิงชีวภาพจากน้ำมันปาล์มด้วยวิธีไมโครอิมัลชันโดยใช้บิวทานอลร่วมกับสารเติมเเต่งกลุ่มไกลคอลอีเทอร์

Abstract

น้ำมันปาล์มเป็นหนึ่งในตัวเลือกที่น่าสนใจในการนำมาใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพเนื่องจากเป็นน้ำมันที่ผลิตมาจากทรัพยากรธรรมชาติที่สามารถทดแทนได้ไม่มีวันหมดไปและมีปริมาณการผลิตสูง อย่างไรก็ตามน้ำมันปาล์มไม่สามารถนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์โดยตรงได้ เนื่องจากมีค่าความหนืดสูง การระเหยตัวต่ำ จึงต้องผ่านการปรับปรุงคุณภาพให้มีความเหมาะสมเพียงพอในระดับที่สามารถนำไปใช้งานได้ด้วยเทคโนโลยีไมโครอิมัลชัน งานวิจัยนี้จึงได้นำเทคโนโลยีไมโครอิมัลชันมาใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ โดยศึกษาผลของแอลกอฮอล์ ได้แก่ เอทานอล บิวทานอล และแอลกอฮอล์ผสมระหว่างเอทานอลกับบิวทานอล ซึ่งเป็นตัวแทนของเฟสมีขั้วร่วมกับการเติมสารเติมแต่งกลุ่มไกลคอลอีเทอร์ ได้แก่ เอทิลีน ไกลคอลบิวทิลอีเทอร์ ไดเอทิลีนไกลคอลเอทิลอีเทอร์ โพรพิลีนไกลคอลเอทิลอีเทอร์ และไดโพรพิลีน ไกลคอลเมทิลอีเทอร์ต่อพฤติกรรมของเฟส ความหนืดเชิงจลนศาสตร์ที่อุณหภูมิ 15 25 30 และ 40 องศาเซลเซียส สมบัติของเชื้อเพลิงชีวภาพ (จุดขุ่น จุดไหลเท ความหนาแน่น ค่าความร้อน กากคาร์บอน) และการปล่อยก๊าซไอเสียของเชื้อเพลิงชีวภาพไมโครอิมัลชัน ผลการศึกษาพบว่าน้ำมันปาล์มผสมดีเซล (1:1 โดยปริมาตร) สารลดแรงตึงผิวต่อสารลดแรงตึงผิวร่วม (1:8 โดยโมล) และแอลกอฮอล์ ที่สัดส่วนร้อยละ 60 20 และ 20 โดยปริมาตรเป็นสัดส่วนที่ทำให้เชื้อเพลิงชีวภาพสามารถรวมตัวเป็นเนื้อเดียวกัน เมื่อใช้บิวทานอลเป็นตัวแทนของเฟสมีขั้วให้ผลที่น่าสนใจในด้านพฤติกรรมของเฟส คือ ส่งผลให้ปริมาณสารลดแรงตึงผิวที่ใช้ละลายเฟสมีขั้วน้อยลง และการเติมสารเติมแต่งกลุ่มไกลคอลอีเทอร์เพื่อปรับปรุงสมบัติของเชื้อเพลิงชีวภาพร่วมกับสารลดแรงตึงผิวร่วมที่อัตราส่วน 1:7:1 1:6:2 1:5:3 1:4:4 และ 1:3:5 พบว่าสามารถลดความหนืดของเชื้อเพลิงชีวภาพได้ โดยสัดส่วนของสารเติมแต่งที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้ค่าความหนืดของเชื้อเพลิงชีวภาพมีค่าลดลง และค่าความหนืดของเชื้อเพลิงชีวภาพจะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นในทุกระบบแอลกอฮอล์ อีกทั้งยังพบว่าเชื้อเพลิงชีวภาพที่เตรียมจากสารเติมแต่งชนิดโพรพิลีนไกลคอลเอทิลอีเทอร์ที่อัตราส่วน 1:6:2 ส่งผลให้ค่าความหนาแน่น จุดไหลเท และค่าความร้อนของเชื้อเพลิงชีวภาพมีค่าใกล้เคียงกับมาตรฐานของน้ำมันไบโอดีเซล ในขณะที่จุดขุ่นและกากคาร์บอนของเชื้อเพลิงชีวภาพไม่อยู่ในเกณฑ์มาตรฐาน จากการศึกษาการปล่อยก๊าซไอเสีย ได้แก่ คาร์บอนมอนนอกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ของเชื้อเพลิงชีวภาพที่เตรียมจากสารเติมแต่งชนิดโพรพิลีนไกลคอลเอทิลอีเทอร์ที่อัตราส่วน 1:6:2 พบว่าเชื้อเพลิงชีวภาพที่ใช้บิวทานอลเป็นองค์ประกอบของเฟสมีขั้วมีปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนมอนนอกไซด์ลดลง ในขณะคาร์บอนไดออกไซด์มีปริมาณเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงชีวภาพที่ไม่ได้เติมสารเติมแต่งและน้ำมันดีเซล