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

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

อ่าน: 2433
ความเห็น: 0

PSU ไบโอดีเซล 39: ดุลพลังงานในไบโอดีเซล

ดุลพลังงานในไบโอดีเซล

 

          ในการผลิตไบโอดีเซลนั้นมักจะทำปฏิกิริยากันที่อุณหภูมิ 55-65 องศาเซลเซียส เพื่อเร่งให้ปฏิกิริยาเกิดได้สูงสุด โดยที่ยังมีความปลอดภัยและไม่มีการสูญเสียแอลกอฮอล์จากการระเหย

          โดยทั่วไปเราควรต้องรู้ว่าปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นนั้นเป็นปฏิกิริยาที่ต้องการความร้อน (endothermic) หรือเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน (exothermic) ซึ่งหากเรามีข้อมูลเอนทัลปี (ความร้อน) มาตรฐานของการก่อเกิด [standard enthalpies (heats) of formation] ของแต่ละสารประกอบเราก็จะสามารถคำนวณได้ เช่น

 

 

CH3COOH(l)

+

C2H5OH(l)

CH3COOC2H5(l)

+

H2O(l)

 

    Hf

-484.2

 

-277.0

 

-486.6

 

-285.7

kJ/ mol

 

ค่าความร้อนของปฏิกิริยาสามารถคำนวณได้จากสมการดังต่อไปนี้

[Hreaction = Hf(products) - Hf(reactants)]25°C

ดังนั้น ค่าความร้อนของปฏิกิริยาเอสเตอริฟิเคชันนี้จะมีค่าเท่ากับ (-486.6) + (-285.7) – (-484.2) – (-277.0) = -11.1 kJ/mol ดังนั้นปฏิกิริยาเอสเตอริฟิเคชันนี้จะเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน (exothermic) ในขณะที่ปฏิกิริยาย้อนกลับ คือ ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของเอสเตอร์จะเป็นปฏิกิริยาต้องการความร้อน (endothermic)

          การหาค่าความร้อนของปฏิกิริยาทรานส์เอสเตอริฟิเคชันของน้ำมันปาล์มจะยุ่งยากมากขึ้น เพราะน้ำมันปาล์มประกอบด้วยกรดไขมันอิสระหลายชนิด แต่เราพอจะหาค่าโดยประมาณจากการรู้ค่าความร้อน (heating value) ซึ่งหาได้จากอุปกรณ์การหาค่าความร้อน bomb calorimeter ซึ่งค่าความร้อน LHV (lower heating value หรือ gross heat of combustion) มีค่าดังนี้

 

Crude Palm Oil

Methanol

Palm Methyl Ester

Glycerol

LHV: kJ/kg

39,600

19,930

40,335

15,978

 

 

CPO(l)

+

Methanol(l)

Palm Methyl Ester(l)

+

Glycerol(l)

 

Mass

847

 

96

 

851

 

92

kg

LHV

39,600

 

19,930

 

40,335

 

15,978

kJ/ kg

 

[Hreaction = Hc(reactants)- Hc(products) ]25°C

Hreaction = 847(39,6000) + 96(19,930) – 851(40,335) – 92(15,978) = -340,581 kJ

Hreaction = -340,581/847 = -402.103 kJ/kg CPO

          ปฏิกิริยาทรานส์เอสเตอริฟิเคชันก็ยังเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน เพียงเล็กน้อยเช่นเดียวกับปฏิกิริยาเอสเตอริฟิเคชัน ซึ่งก็เป็นกรณีปกติ เพราะปฏิกิริยาเคมีของสารอินทรีย์ไฮโดรคาร์บอนไปเป็นอีกชนิดหนึ่งของสารอินทรีย์จะมีค่าความร้อนปฏิกิริยาเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

          ดังนั้นความร้อนที่ให้ในกระบวนการผลิตไบโอดีเซลจึงต้องการเพียงความร้อนที่ให้แก่สารป้อนเข้าทำปฏิกิริยามีอุณหภูมิที่ต้องการให้เกิดปฏิกิริยาทรานส์เอสเตอริฟิเคชันเท่านั้น ซึ่งจำเป็นต้องรู้เพียงค่าความร้อนจำเพาะ (heat capacity) ของน้ำมันพืชและแอลกอฮอล์เท่านั้น

 

          ในการแยกคืนแอลกอฮอล์ออกจากเฟสเอสเตอร์และเฟสกลีเซอรอลเราต้องรู้ค่าความร้อนจำเพาะของเอสเตอร์ และกลีเซอรอล รวมทั้งรู้ค่าความร้อนการกลายเป็นไอ (heat of vaporization) ของแอลกอฮอล์เพิ่มขึ้น เพื่อสามารถคำนวณหาปริมาณความร้อนที่ต้องให้ และต้องทำดุลพลังงานของสารหล่อเย็นในเครื่องควบแน่น เพื่อคำนวณพื้นที่ถ่ายโอนความร้อนของเครื่องควบแน่นและปริมาณสารหล่อเย็นที่ต้องใช้ในการควบแน่นแอลกอฮอล์ต่อไป โดยต้องประมาณค่าความร้อนสูญเสียในกระบวนการเพิ่มขึ้นด้วย

 

ผม..เอง

 

หมวดหมู่บันทึก: การเรียนการสอน
สัญญาอนุญาต: ซีซี: แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-อนุญาตแบบเดียวกัน Cc-by-nc-sa
สร้าง: 13 ธันวาคม 2554 20:52 แก้ไข: 13 ธันวาคม 2554 20:53 [ แจ้งไม่เหมาะสม ]
ดอกไม้
สมาชิกที่ให้กำลังใจ: Ico24 Our Shangri-La และ Ico24 anni.
สมาชิกที่ให้กำลังใจ
 
Facebook
Twitter
Google

บันทึกอื่นๆ

ความเห็น

ไม่มีความเห็น

ร่วมแสดงความเห็นในหน้านี้

ชื่อ:
อีเมล:
IP แอดเดรส: 3.227.249.234
ข้อความ:  
เรียกเครื่องมือจัดการข้อความ
   
ยกเลิก หรือ