ผลของเซลลูโลสและลิกนินต่อการผลิตน้ำมันดิบชีวภาพโดยไฮโดรเทอร์มัลลิควิแฟกชันของชีวมวล

Abstract

พลังงานจากชีวมวลเป็นพลังงานทางเลือกหนึ่งที่ได้รับความสนใจเพื่อแก้ปัญหาและข้อจำกัดจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ไฮโดรเทอร์มัลลิควิแฟกชันเป็นกระบวนการแปรรูปชีวมวลเป็นเชื้อเพลิงเหลว วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้ คือ การศึกษาผลของเซลลูโลส และลิกนินต่อร้อยละผลได้ และคุณภาพของน้ำมันดิบชีวภาพจากไฮโดรเทอร์มัลลิควิแฟกชันของชีวมวล สารตั้งต้นที่ใช้ในการทดลองมีทั้งหมด 4 ชนิด ได้แก่ ชานอ้อย เหง้ามันสำปะหลัง เซลลูโลส และลิกนิน ทำการทดลองในเครื่องปฏิกรณ์แบบแบตช์และเครื่องปฏิกรณ์แบบกึ่งต่อเนื่อง ที่อุณหภูมิ 300 และ 350 องศาเซลเซียส เวลาที่ใช้ในการดำเนินปฏิกิริยา 60 นาที ผลิตภัณฑ์ของเหลวที่ได้นำไปวิเคราะห์แบบแยกธาตุ และวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีด้วยเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟ-แมสสเปกโตรมิเตอร์ จากผลการทดลอง พบว่าเหง้ามันสำปะหลังที่มีองค์ประกอบของลิกนินมากกว่าให้ร้อยละผลได้ของน้ำมันดิบชีวภาพสูงกว่าชานอ้อย การเพิ่มปริมาณลิกนินลงในชีวมวลทั้ง 2 ชนิดด้วยวิธีการผสมแบบกายภาพ จะให้ค่าร้อยละผลได้ของน้ำมันดิบชีวภาพที่ได้จากการทดลองน้อยกว่าค่าที่ได้จากการทำนาย แต่อย่างไรก็ตาม การเพิ่มปริมาณลิกนินจากร้อยละ 10 เป็น 20 โดยน้ำหนัก จะให้ร้อยละผลได้ของน้ำมันดิบชีวภาพเพิ่มขึ้น การเพิ่มปริมาณลิกนินลงในเหง้ามันสำปะหลัง ร้อยละ 20 โดยน้ำหนัก ทำการทดลองที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส จะให้ร้อยละผลได้ของน้ำมันดิบชีวภาพ คือ ร้อยละ 60.26 โดยน้ำหนัก และให้ค่าความร้อนมากที่สุด คือ 24.39 เมกะจูลต่อกิโลกรัม ซึ่งค่าความร้อนของน้ำมันดิบชีวภาพที่ได้อยู่ในช่วง 10.42-24.39 เมกะจูลต่อกิโลกรัม ส่วนการทดลองในเครื่องปฏิกรณ์แบบกึ่งต่อเนื่อง ที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส อัตราการไหลของตัวทำละลาย 1 มิลลิลิตรต่อนาที ทำการทดลองเป็นเวลา 60 นาที พบว่าการเพิ่มปริมาณเซลลูโลส และลิกนินลงในชานอ้อยและเหง้ามันสำปะหลัง จะได้ค่าร้อยละผลได้ของน้ำมันดิบชีวภาพที่ได้จากการทดลองสูงกว่าค่าที่ได้จากการทำนาย แสดงถึงการเกิดผลเสริมกันระหว่างชีวมวลและองค์ประกอบทางเคมีในกระบวนการแบบกึ่งต่อเนื่อง จากผลของ GC-MS พบว่าองค์ประกอบของน้ำมันดิบชีวภาพมีสารประกอบประเภทไฮโดรคาร์บอน และสารที่มีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบหลัก