นโยบายการจัดการความรู้ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ 1.ให้ใช้เครื่องมือการจัดการความรู้ผลักดัน คุณภาพคน และกระบวนทำงาน 2.ส่งเสริมการแลกเปลี่ยนประสบการณ์การทำงาน จากหน้างาน 3.ส่งเสริมให้มีเวทีเรียนรู้ร่วมกัน

คนธรรมดา
Ico64
เครือข่าย
สมาชิก · ติดตาม: 5 · ผู้ติดตาม: 22

อ่าน: 7408
ความเห็น: 2

PSU ไบโอดีเซล 38: ดุลมวลสาร

ดุลมวลสาร

 

                หากมีคำถามถามมาว่า น้ำมันปาล์ม 100 กิโลกรัมจะผลิตเป็นไบโอดีเซล (เมทิลเอสเตอร์) ได้กี่ลิตรนั้น? เราก็ต้องใช้หลักดุลมวลสารมาคำนวณดังนี้

1. เขียนสมการปฏิกิริยาเคมีการเกิดปฏิกิริยาทรานส์เอสเตอริฟิเคชันให้ถูกต้อง

                                1 TG + 3 MeOH 3 ME + 1 Glycerol

2. หาน้ำหนักโมเลกุลของแต่ละสารประกอบ (ธาตุ) ที่อยู่ในสมการเคมีนี้             

  • น้ำมันปาล์มมีน้ำหนักโมเลกุล (มวลโมเลกุล) ประมาณ 847
  • กรดไขมันของน้ำมันปาล์มโดยเฉลี่ยมีน้ำหนักโมเลกุล ประมาณ 269.66  ดังนั้นเมทิลเอสเตอร์ควรมีน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยประมาณ 283.66
  • กลีเซอรอลมีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากับ 92
  • และเมทานอลมีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากับ 32

3. ทำดุลมวลสารจากสมการเคมี ได้ดังนี้

                1 TG + 3 MeOH 3 ME + 1 Glycerol

                847   + 3(32)     = 3(283.66) + 92  = 943

4. เทียบสัดส่วน (บัญญัติไตรยางศ์)

       100 กิโลกรัมน้ำมันปาล์ม จะได้เมทิลเอสเตอร์ = 851x100/847 = 100.47 กิโลกรัม

5. หาค่าความหนาแน่นของเมทิลเอสเตอร์ ซึ่งมีค่าประมาณ 0.87 กิโลกรัม/ลิตร ที่ 30 °C

6. ปริมาตรเมทิลเอสเตอร์ที่ควรจะได้ = 100.47/0.87 = 115.48 ลิตร

          นี่คือตัวเลขตามทฤษฎีที่ควรผลิตได้เมื่อไม่มีการสูญเสียใดๆ ในระบบ แต่อย่างไรก็ตาม น้ำมันปาล์มที่เป็นสารป้อนไม่ได้เป็นไตรกลีเซอไรด์ทั้งหมด มีการสูญเสียจากปฏิกิริยาสะพอนิฟิเคชัน สูญเสียไปในการแยกเฟสกลีเซอรอล สูญเสียไปกับการล้างด้วยน้ำ ดังนั้นในเชิงอุตสาหกรรมหากได้ผลได้ประมาณ 97-98% ก็ถือว่าสมเหตุสมผลแล้ว

 

           ค่าจากการคำนวณเหล่านี้ ผู้ทำวิจัยควรทำการคำนวณเพื่อตรวจสอบความถูกต้องหรือความเป็นไปได้ในการทำการทดลองของตนเองในเบื้องต้น และค้นหาสาเหตุที่แท้จริงของการสูญเสียให้ถูกประเด็น

 

            ในการเกิดปฏิกิริยาเคมีนั้น เป็นการทำปฏิกิริยาโดยโมล มิใช่โดยน้ำหนัก ดังนั้นขนาดของมวลโมเลกุลหรือนำหนักโมเลกุลจึงมีความสำคัญมาก น้ำที่ปนเปื้อนอยู่ในปริมาณเล็กน้อย เช่น 0.5% โดยน้ำหนัก เมื่อคิดออกมาเป็นโมลเราจะเห็นตัวเลขที่มีความสำคัญมากขึ้นอย่างมาก ดังตารางต่อไปนี้

สารประกอบ

มวลโมเลกุล

จำนวนโมลต่อ1000 กรัม

น้ำมันปาล์ม

847

1.18

กรดไขมัน (ค่าเฉลี่ย)

269.67

3.71

เมทานอล

32

31.25

เอทานอล

46

21.74

น้ำ

18

55.55

NaOH

40

25

KOH

56

17.86

NaOCH3

56

17.86

KOCH3

70

14.28

Na Soap

291.67

3.43

K soap

307.67

3.25

             ตารางนี้อาจใช้ประโยชน์ในการคำนวณค่าการทดลอง เช่น ใช้น้ำมันปาล์ม 1000 กรัมทำปฏิกิริยากับเมทานอลในสัดส่วนเชิงโมลเมทานอล/น้ำมันปาล์มเท่ากับ 6: 1 จะต้องใช้เมทานอล = (1000 x 1.18 x 6)/31.25 = 226.56 กรัม หรือเราจะคำนวณได้ว่า หากใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา KOH 1.5% โดยน้ำหนักน้ำมันปาล์ม และเกิดปฏิกิริยาสะพอนิฟิเคชันจนหมด เราจะสูญเสียน้ำมันไปในฟอร์มสบู่มากเพียงไร

ฐานการคำนวณ 1000 กรัมน้ำมันปาล์ม

                KOH ที่ใช้ = 15 กรัม = 15x17.86/1000 = 0.268 โมล

                K soap เกิดในจำนวนโมลที่เท่ากับ KOH ที่ใช้  และเมื่อคิดเป็นน้ำหนักจะเท่ากับ 0.268 x 1000 / 3.25 = 82 46 กรัม

                เราจะพบว่าโอกาสในการสูญเสียเป็นสบู่จะสูงถึง 8.25 % ดังนั้น ร้อยละผลได้น่าจะมีค่าไม่เกิน 91.75 %

 

ผม..เอง


หมวดหมู่บันทึก: การเรียนการสอน
สัญญาอนุญาต: ซีซี: แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-อนุญาตแบบเดียวกัน Cc-by-nc-sa
สร้าง: 12 ธันวาคม 2554 20:54 แก้ไข: 12 ธันวาคม 2554 20:56 [ แจ้งไม่เหมาะสม ]
ดอกไม้
สมาชิกที่ให้กำลังใจ: Ico24 Our Shangri-La.
สมาชิกที่ให้กำลังใจ
 
Facebook
Twitter
Google

บันทึกอื่นๆ

ความเห็น

Ico48
ธุรการ [IP: 122.154.14.2]
11 มีนาคม 2556 17:31
#85216

สรุปว่าถ้าปริมาณในโครงสร้างโมเลกุลในน้ำมันปาล์มแตกต่างกันซึ่งเป็นไปได้เพราะใช้เทคโนโลยีในการสกัดต่างกัน ย่อมจะส่งผลถึงปริมาณและคุณภาพไบโอดีเซล [Output]

ที่ได้ด้วยใช่ไหม ???  จึงต้องมีคำถามว่าจะใช้น้ำมันปาล์มที่สกัดแบบไหนในการผลิตไบโอดีเซลถึงจะดีที่สุด

                            ขอบคุณครับท่านอาจารย์ธรรมดาเป็นพิเศษ

อาจมีความแตกต่างจากสายพันธุ์มากกว่าการหีบสกัดครับ แฟกเตอร์ที่สำคัญมากกว่าคือค่า ffa, saponification value ซึ่งมึผลกระทบต่อ yield มากกว่าครับ

ร่วมแสดงความเห็นในหน้านี้

ชื่อ:
อีเมล:
IP แอดเดรส: 34.204.191.31
ข้อความ:  
เรียกเครื่องมือจัดการข้อความ
   
ยกเลิก หรือ