การสังเคราะห์เชื้อเพลิงชีวภาพประเภทฟูแรนจากเซลลูโลสโดยเทคนิคของไหลภาวะเหนือวิกฤต

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาการสังเคราะห์เชื้อเพลิงชีวภาพประเภทฟูแรน อันประกอบด้วย ไฮดรอกซีเมทิลเฟอร์ฟูรัล (HMF) เฟอร์ฟูรัล (FF) และ เมทิลเฟอร์ฟูรัล (MF) จากเซลลูโลสโดยเทคนิคของไหลระหว่างน้ำและเอทานอลที่ภาวะเหนือวิกฤต ปัจจัยที่ศึกษามีทั้งหมด 5 อย่างได้แก่ อุณหภูมิ ความดัน เวลา ปริมาณเซลลูโลส และสัดส่วนโดยโมลระหว่างเอทานอลและน้ำ โดยทำการทดลองในเครื่องปฏิกรณ์แบบแบตช์ ซึ่งทำจากเหล็กกล้าไร้สนิมปริมาตร 6.065 มิลลิลิตร ให้ความร้อนโดยอ่างทรายฟลูอิไดซ์เบด ผลิตภัณฑ์ที่ได้นำไปวิเคราะห์ด้วย HPLC ผลการศึกษาพบว่าปัจจัยที่ส่งผลต่อการเกิดสารฟูแรนและร้อยละการเปลี่ยนของเซลลูโลสมากที่สุดคืออุณหภูมิ โดยมีค่าเพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิสูงขึ้น ปัจจัยความดันและเวลาที่สูงขึ้นมีส่วนช่วยให้เกิดสารฟูแรนได้ดีขึ้น แต่เวลาไม่ควรสูงเกินไป ปัจจัยปริมาณเซลลูโลสเมื่อพิจารณาร่วมกับของเหลวที่ใช้ในการทดลองในหน่วยร้อยละโดยน้ำหนักพบว่ามีผลต่อความเข้มข้นและร้อยละผลได้ของสารฟูแรนแตกต่างกัน เนื่องจากปริมาตรที่คงตัวของเครื่องปฏิกรณ์ ปัจจัยสัดส่วนโดยโมลระหว่างเอทานอลและน้ำที่ค่าต่ำให้ความเข้มข้นและร้อยละผลได้ของสาร ฟูแรนมากกว่าการใช้น้ำหรือเอทานอลเพียงอย่างเดียว ที่ภาวะอุณหภูมิ 380 องศาเซลเซียส ความดัน 30 เมกะพาสคัล เวลา 2 นาที ร้อยละโดยน้ำหนักของเซลลูโลสต่อของเหลวทั้งหมด 4.3% และสัดส่วนโดยโมลระหว่างเอทานอลและน้ำมีค่า 1:9 ให้ร้อยละผลได้ของไฮดรอกซีเมทิลเฟอร์ฟูรัล เฟอร์ฟูรัล และเมทิลเฟอร์ฟูรัล เท่ากับ 5.3% 2.8% 0.9% ตามลำดับ