การใช้ขยะน้ำมันปาล์มในบ่อน้ำเสียเพื่อผลิตไบโอดีเซลชุมชน

Abstract

บทคัดย่อ                   การผลิตไบโอดีเซลโดยกระบวนการใช้ด่างเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเพียงขั้นตอนเดียวไม่สามารถผลิตไบโอดีเซลจากขยะน้ำมันปาล์มจากบ่อบำบัดน้ำเสียของโรงงานสกัดน้ำมันปาล์มดิบที่มีปริมาณกรดไขมันอิสระเป็นส่วนประกอบอยู่สูงได้ เพราะกรดไขมันอิสระทำให้เกิดสบู่ซึ่งไปขัดขวางการแยกชั้นของไบโอดีเซลและกลีเซอรีน ดังนั้น กระบวนการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบสองขั้นตอนจึงเป็นวิธีที่เหมาะสมสำหรับการผลิตไบโอดีเซลจากขยะน้ำมันปาล์ม โดยขั้นตอนแรกคือขั้นตอนเอสเทอริฟิเคชันใช้กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อลดกรดไขมันอิสระในขยะน้ำมันปาล์มให้ลดต่ำกว่า 2 เปอร์เซ็นต์ ส่วนขั้นตอนที่สองคือขั้นตอนทรานส์เอสเทอริฟิเคชันใช้ด่างเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อเปลี่ยนไตรกลีเซอไรด์ในขยะน้ำมันปาล์มให้เป็นโมโน-เอสเทอร์หรือไบโอดีเซล งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อพัฒนาวิธีการผลิตไบโอดีเซลแบบสองขั้นตอนจากขยะน้ำมันปาล์มในบ่อบำบัดน้ำเสียของโรงงานสกัดน้ำมันปาล์มดิบโดยการใช้สถิติRSM (Response surface methodology) ในการศึกษาและออกแบบการทดลอง สำหรับการศึกษาสภาวะที่เหมาะสมของปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันสำหรับลดกรดไขมันอิสระในขยะน้ำมันปาล์มให้ลดต่ำกว่า 2 เปอร์เซ็นต์ ได้ทำการศึกษา 3 ตัวแปรคือ อัตราส่วนของเมทานอลต่อกรดไขมันอิสระของขยะน้ำมันปาล์ม, ปริมาณของกรดตัวเร่งปฏิกิริยา (ซัลฟุริก) และระยะเวลาในการทำปฏิกิริยา โดยศึกษาทั้งหมด 20 การทดลอง ส่วนการศึกษาหาสภาวะที่เหมาะสมของปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชันเพื่อเปลี่ยนไตรกลีเซอไรด์ให้เป็น fatty acid methyl ester (FAME) หรือไบโอดีเซล ศึกษา 3 ตัวแปรคือ อัตราส่วนของเมทานอลต่อน้ำมันของขยะน้ำมันปาล์ม(ขยะน้ำมันปาล์มที่มีความเป็นกรดต่ำได้จากขั้นตอนการทำปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน), ปริมาณของด่างตัวเร่งปฏิกิริยา (โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์) และระยะเวลาในการทำปฏิกิริยา ทั้งหมด 20 การทดลอง ผลการศึกษาพบว่าขยะน้ำมันปาล์มมีปริมาณกรดไขมันอิสระสูงถึง 65.09 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก มีน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของกรดไขมันเท่ากับ 271 กรัมต่อโมล น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของขยะน้ำมันปาล์มเท่ากับ 885 กรัมต่อโมล ซึ่งพบกรดปาลมิริกสูงที่สุด สภาวะที่เหมาะสมของปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันและทรานส์เอสเทอริฟิเคชันถูกศึกษาโดยใช้สถิติRSM และคุณสมบัติของไบโอดีเซลจากขยะน้ำมันปาล์มที่ผลิตได้ในสภาวะที่เหมาะสมภายใต้กระบวนการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาสองขั้นตอนถูกศึกษาตามมาตรฐาน ASTMคำสำคัญ  :     ไบโอดีเซล     น้ำมันปาล์ม     บ่อน้ำเสีย     เอสเทอริฟิเคชัน     RSM