การออกแบบโครงสร้างการควบคุมแบบแพลนท์ไวด์สำหรับกระบวนการผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันปาล์มใช้แล้ว โดยมีกรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการนำหลักการแพลนท์ไวด์มาใช้ในการออกแบบโครงสร้างการควบคุมกระบวนการผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันปาล์มใช้แล้วโดยมีกรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งเป็นกระบวนการที่มีพฤติกรรมเชิงพลวัตของกระบวนการค่อนข้างซับซ้อน ซึ่งมีการนำเมทานอล และพลังงานกลับเข้ามาป้อนรวมกับสายเมทานอลใหม่ ดังนั้นโครงสร้างการควบคุมจึงมีผลต่อสมรรถนะในการดำเนินการเป็นอย่างยิ่ง โดยสามารถออกแบบโครงสร้างการควบคุมด้วยวัตถุประสงค์ที่ต่างกันได้ 3 โครงสร้าง และนำแต่ละโครงสร้างการควบคุมมาเปรียบเทียบสมรรถนะในการควบคุม เมื่อระบบถูกรบกวนด้วยตัวแปรที่ทำให้กำลังการผลิตเปลี่ยนแปลงคือ ปริมาณของเมทานอลในระบบเปลี่ยนแปลง หรืออุณหภูมิขาเข้าเครื่องปฏิกรณ์เปลี่ยนแปลง โครงสร้างการควบคุมที่ 1 เป็นโครงสร้างการควบคุมที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์ด้วยอัตราการไหลของสารผลิตภัณฑ์ ซึ่งข้อดีของกระบวนการนี้คือ ความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ที่ได้ค่อนข้างคงที่ แต่อัตราการผลิตไม่คงที่ ส่วนโครงสร้างการควบคุมที่ 2 เลือกวัดอัตราการไหลของเมทานอลรวมที่ป้อนเข้าเครื่องปฏิกรณ์ เพื่อปรับเมทานอลใหม่ในระบบ ผลการทดสอบทางพลวัตพบว่าค่าคงที่ของกระบวนการต่อการตอบสนองการรบกวนเร็วกว่าโครงสร้างที่ 1 แต่ความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ และอัตราการไหล มีความแปรปรวนมากกว่า แต่มีจุดเด่นคือระบบควบคุมต้องใช้พลังงานเพื่อทำให้กระบวนการกลับสู่ค่าเป้าหมายน้อยกว่าโครงสร้างการควบคุมที่ 1 และ 3 ส่วนโครงสร้างการควบคุมที่ 3 นำโครงสร้างการควบคุมที่ 2 มาเพิ่มวงจรควบคุมแบบแคสเคด เพื่อควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์ และเพิ่มการควบคุมอัตราการไหลของสายผลิตภัณฑ์ ส่งผลให้ระบบมีการตอบสนองการรบกวนที่เร็ว และยังสามารถให้ความบริสุทธิ์ รวมถึงอัตราการผลิตของผลิตภัณฑ์ที่คงที่ ดังนั้นเมื่อพิจารณาทั้งในด้านสมรรถนะการควบคุม และการใช้พลังงานเพื่อให้กระบวนการกลับสู่ค่าเป้าหมายแล้วโครงสร้างการควบคุมแบบที่ 2 เหมาะสมกับกระบวนการผลิตไบโอดีเซลโดยมีกรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยามากที่สุด