การผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันสบู่ดำและน้ำมันปาล์มโดยใช้เอทิลแอซีเทตที่ภาวะเหนือวิกฤตในเครื่องปฏิกรณ์ไมโคร

Abstract

การผลิตไบโอดีเซลโดยทั่วไปจะผลิตจากน้ำมันพืชและแอลกอฮอล์ด้วยปฏิกิริยา ทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน (Transesterification) เกิดเป็นเอสเทอร์ของกรดไขมัน และมีกลีเซอรอลเป็น ผลพลอยได้จากกระบวนการผลิต อุตสาหกรรมการผลิตไบโอดีเซลมีแนวโน้มที่จะเพิ่มมากขึ้นในอนาคต ซึ่งจะส่งผลให้มีปริมาณกลีเซอรอลมากเกินความต้องการและจะต้องถูกจัดการในรูป ของเสีย ดังนั้น งานวิจัยนี้จึงทำการศึกษาการผลิตไบโอดีเซลแบบไม่เกิดกลีเซอรอล โดยการทำปฏิกิริยาอินเทอร์เอสเทอริฟิเคชัน (Interesterification reaction) ระหว่างน้ำมันพืชกับเอทิลแอซีเทตที่ภาวะเหนือวิกฤตในเครื่องปฏิกรณ์ไมโคร ซึ่งจะได้เอทิลเอสเทอร์ของกรดไขมัน (Fatty Acid Ethyl Ester, FAEE) และ ไตรแอซีตินเป็นผลพลอยได้แทนที่กลีเซอรอล โดยศึกษาผลของปัจจัยในกระบวนการผลิตที่เกี่ยวข้อง เช่น ผลของอัตราส่วนโดยโมลของเอทิลแอซีเทตต่อน้ำมัน (30:1-50:1) ผลของอุณหภูมิในการทำปฏิกิริยา (330-380 องศาเซลเซียส) ผลของความดันในการทำปฏิกิริยา (100-200 บาร์) ผลของระยะเวลาในการทำปฏิกิริยา (1-60 นาที) และผลของชนิดน้ำมันพืช (น้ำมันสบู่ดำและน้ำมันปาล์ม) จากผลการทดลองพบว่า การใช้อุณหภูมิและระยะเวลาในการทำปฏิกิริยาเพิ่มมากขึ้น ส่งผลให้ร้อยละผลได้ของเอทิลเอสเทอร์และร้อยละผลได้ของไบโอดีเซล(เอทิลเอส เทอร์และไตรแอซีติน) เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามอุณหภูมิและระยะเวลาที่ สูงเกินไป จะส่งผลให้ร้อยละผลได้ของเอทิลเอสเทอร์ลดลงเนื่องจากการสลายตัวทางความร้อน โดยเมื่อใช้น้ำมันปาล์มเป็นสารตั้งต้น จะได้ร้อยละผลได้ของเอทิลเอสเทอร์และไบโอดีเซลสูงกว่าน้ำมันสบู่ดำ เนื่องจากน้ำมันปาล์มมีปริมาณกรดไขมันอิ่มตัวสูงกว่า ทำให้มีเสถียรภาพทางความร้อนดีกว่า นอกจากนี้ยังได้ทำการศึกษาผลของการเติมกรดแอซีติกและน้ำเพื่อเป็นสารเติม แต่งในน้ำมันปาล์ม โดยพบว่าการเติมกรดแอซีติก 2.5% และน้ำ 7.5%โดยน้ำหนัก ที่อุณหภูมิ 350 องศาเซลเซียส ความดัน 200 บาร์ อัตราส่วนโดยโมลของเอทิลแอซีเทตต่อน้ำมัน 50:1 และระยะเวลาในการทำปฏิกิริยา 20 นาที จะได้ร้อยละผลได้ของเอทิลเอสเทอร์และไบโอดีเซลเพิ่มขึ้นเป็น 70.0% และ 88.3% ตามลำดับ