การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพจากกากกาแฟคั่วด้วยเอทิลแอซีเตตภาวะเหนือวิกฤตในเครื่องปฏิกรณ์แบบแบตช์

Abstract

กาแฟเป็นเครื่องดื่มที่ได้รับความนิยมแพร่หลายไปทั่วโลก ส่งผลให้ปัจจุบันอุตสาหกรรมกาแฟมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและมีแนวโน้มการบริโภคสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ก่อให้เกิดกากกาแฟเหลือทิ้งจากกระบวนการผลิตเป็นจำนวนมาก การใช้ทรัพยากรให้เกิดประโยชน์สูงสุดรวมไปถึงการเพิ่มมูลค่าของเสียผ่านนวัตกรรมที่ทันสมัยและลดปริมาณของเสียส่วนเกินในระบบให้น้อยลงจึงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งในการแก้ไขปัญหาเหล่านี้ โดยงานวิจัยนี้สนใจการสกัดน้ำมันกาแฟจากกากกาแฟคั่วบดด้วยเอทิลแอซีเตต โดยใช้กากกาแฟของเมล็ดสายพันธุ์อาราบิกา (Arabica) ที่ผ่านการคั่วในระดับคั่วเข้ม (Dark roast) ซึ่งน้ำมันกาแฟที่สกัดได้ให้ผลผลิตสูงสุด ร้อยละ 20.74 โดยน้ำหนัก คิดเป็นร้อยละ 91.20 เมื่อเทียบกับการสกัดด้วยวิธีซอกซ์เลต (Soxhlet extraction) ที่ให้ผลผลิตสูงสุดร้อยละ 22.74 โดยน้ำหนัก ซึ่งน้ำมันกาแฟที่สกัดได้นำมาใช้ในการผลิตไบโอดีเซล (Biodiese) ผ่านปฏิกิริยาอินเทอร์เอสเทอริฟิเคชัน (Interesterification reaction) ด้วยเอทิลแอซีเตตภาวะเหนือวิกฤต (Supercritical ethylacetate) ในเครื่องปฏิกรณ์แบบแบตช์ โดยตัวแปรที่ศึกษาได้แก่ อุณหภูมิในช่วง 300-375 องศาเซลเซียส และเวลาที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาตั้งแต่ 20-40 นาที ภายใต้ความดัน 15 เมกะพาสคัล พบว่าภาวะที่เหมาะสม คือ อุณหภูมิที่ 325 องศาเซลเซียสและเวลาในการทำปฏิกิริยา 50 นาที ให้ผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิงชีวภาพที่มีปริมาณเอทิลเอสเทอร์สูงสุดร้อยละ 91.80 โดยน้ำหนัก การผลิตไบโอดีเซลจากกากกาแฟนอกจาก จะช่วยลดผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมและค่าใช้จ่ายในการกำจัดกากกาแฟแล้ว ยังเป็นหนึ่งในวิธีการผลิตพลังงานทางเลือกเพื่อเป็นการเพิ่มมูลค่าให้กับกากกาแฟคั่วบดด้วย