การผลิตน้ำมันไบโอดีเซลโดยใช้เครื่องปฏิกรณ์ต้นแบบพลังงานแสงอาทิตย์Biodiesel production by using the prototype solar reactor

Abstract

บทคัดย่อ 

งานวิจัยนี้เป็นการนำเสนอการผลิตน้ำมันไบโอดีเซลชนิดกรดไขมันเมทิลเอสเทอร์ (FAME) โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์ต้นแบบพลังงานแสงอาทิตย์ผ่านปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน น้ำมันปาล์มโอเลอินและน้ำมันพืชที่ใช้แล้วถูกใช้เป็นวัตถุดิบในการทำปฏิกิริยากับสารเมทานอล (CH₃OH) และใช้สารโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) เป็นสารตัวเร่งปฏิกิริยา จากการศึกษาพบว่าการใช้เครื่องปฏิกรณ์ต้นแบบพลังงานแสงอาทิตย์ในการผลิตน้ำมันไบโอดีเซลสามารถให้ความร้อนกับสารผสมอุณหภูมิเฉลี่ยอยู่ที่ 55±3^๐C และพบว่าปฏิกิริยาเกิดสมบูรณ์ที่เวลาในการทำปฏิกิริยา 1 ชั่วโมง ได้ผลิตภัณฑ์น้ำมันไบโอดีเซลที่มีค่า %FAME สูงถึง 97.7% (±1%) โดยใช้เทคนิคนิวเคลียร์แมกเนติกเร-โซแนนซ์สเปกโตรสโคปี (NMR) และเทคนิคแก๊สโครมาโตกราฟ (GC) ในการวิเคราะห์น้ำมันไบโอดีเซลที่ได้ ปริมาณค่าร้อยละผลผลิตน้ำมันไบโอดีเซลที่ได้ (%yield) มีค่าเท่ากับร้อยละ 85±3 คุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพของน้ำมันไบโอดีเซลที่ได้มีคุณสมบัติผ่านตามเกณฑ์มาตรฐานหลัก ASTM D6751 และ EN14214 ที่เป็นเกณฑ์มาตรฐานสากล ดังนั้นการใช้เครื่องปฏิกรณ์ต้นแบบพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับการผลิตน้ำมันไบโอดีเซลนี้ สามารถลดต้นทุนในส่วนการใช้พลังงานไฟฟ้าที่ต้องให้ความร้อนแก่สารผสมด้วยการใช้ความร้อนจากแหล่งพลังงาน        ดวงอาทิตย์ ถือเป็นนวัตกรรมและเทคโนโลยีที่ไม่ซับซ้อนเหมาะสำหรับการใช้งานในภาคครัวเรือนและวิสาหกิจชุมชนขนาดเล็กเพื่อการผลิตน้ำมันไบโอดีเซลไว้ใช้เองได้ในราคาต้นทุนที่ประหยัด

Abstract

This work presents the biodiesel production as a fatty acid methyl ester (FAME) by using the prototype solar reactor via the transesterification reaction. Palm olein oil and waste cooking oil were used as a reactant which was attacked with methanol (CH₃OH) in the presence of sodium hydroxide (NaOH) as catalysts. The results found that the prototype solar reactor could be heated the reaction mixture of 55±3^๐C and the reaction completed at 1 h. %FAME of the obtained biodiesel product was achieved 97.7% (±1%) which was analyzed by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) and gas chromatography spectroscopy (GC) technique, and yield of biodiesel product was 85% (±3%). The main physicochemical properties of the obtained biodiesel meet all the ASTM D6751 and EN14214 standard specifications. Therefore, the use of prototype solar reactor for biodiesel production is the one way to reduce the requirement energy from electricity supply for heating the reaction mixture by the use substitute energy from solar energy source. This research is a simple innovation and technology which suitable for households and small community enterprises to produce the low-cost biodiesel fuel as a cheap energy sources.