การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพแบบต่อเนื่องจากน้ำมันปาล์มในไฮเดรตเอทานอลภาวะเหนือวิกฤต

Abstract

การผลิตเชื้อเพลิงจากน้ำมันปาล์มในเอทานอลภาวะเหนือวิกฤตเป็นการผลิตเชื้อเพลิงที่ได้มาจากแหล่งทรัพยากรที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ (Renewable resource) อย่างแท้จริง เนื่องจากเอทานอลสามารถผลิตได้จากชีวมวลผ่านกระบวนการหมัก อย่างไรก็ตามการใช้เอทานอลเกรดเชื้อเพลิง (99.5% w/w) มีราคาแพงและใช้พลังงานสูงในการเพิ่มความบริสุทธิ์ ดังนั้นเพื่อเป็นการลดต้นทุนและพลังงานในการผลิต ในงานวิจัยนี้จึงได้ทำการศึกษาการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพจากน้ำมันปาล์มในไฮเดรตเอทานอลภาวะเหนือวิกฤตในเครื่องปฏิกรณ์แบบต่อเนื่อง โดยทำการศึกษาผลของอัตราส่วนโดยโมลของเอทานอลต่อน้ำมันปาล์มช่วง 9:1–21:1 ร้อยละโดยน้ำหนักของน้ำในเอทานอลช่วง 4.40–20.0 และเวลาในการเกิดปฏิกิริยา ช่วง 2.0–28.0 นาที ที่มีผลต่อร้อยละมอนอกลีเซอไรด์และร้อยละเอทิลเอสเทอร์ จากการศึกษาโดยวิธีการพื้นผิวตอบสนอง (Response surface methodology) ที่อุณหภูมิคงที่ 400 องศาเซลเซียส ความดัน 15 เมกะพาสคัล พบว่าปัจจัยหลักที่มีผลอย่างมีนัยสำคัญต่อร้อยละมอนอกลีเซอไรด์มากที่สุด คือ อัตราส่วนโดยโมลของเอทานอลต่อน้ำมันปาล์มและร้อยละของน้ำในเอทานอล ส่วนปัจจัยหลักที่มีผลอย่างมีนัยสำคัญต่อร้อยละเอทิลเอสเทอร์มากที่สุดคือ อัตราส่วนโดยโมลของเอทานอลต่อน้ำมันปาล์มและเวลาในการเกิดปฏิกิริยา โดยภาวะที่เหมาะสมสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพที่ ร้อยละเอสเทอร์สูงสุดและร้อยละมอนอกลีเซอไรด์ต่ำกว่า 0.80 คือที่อัตราส่วนโดยโมลเอทานอลต่อน้ำมันปาล์ม 21:1 ร้อยละของน้ำในเอทานอล 12.77 และเวลาในการเกิดปฏิกิริยา 9.10 นาที ได้ร้อยละมอนอกลีเซอไรด์เท่ากับ 0.80 และร้อยละผลได้เอสเทอร์สูงสุดเท่ากับ 53.32 การวิเคราะห์สมบัติของเชื้อเพลิงชีวภาพที่ได้จากภาวะที่เหมาะสมยังไม่เป็นไปตามมาตรฐานของไบโอดีเซล โดยพบว่ามีค่าความหนืดและค่าความเป็นกรดสูง เนื่องจากเกิดปฏิกิริยาไม่สมบูรณ์ส่งผลให้มีปริมาณกรดไขมันอิสระเหลืออยู่ในผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิงชีวภาพประมาณร้อยละ 22.65