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

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

อ่าน: 2951
ความเห็น: 4

PSU ไบโอดีเซล 41: Supercritical Fluids Technology

          Wang, P.S. และ Gerpen, J.V. (2005) ได้ทำการสรุปทบทวนเอกสาร (review) การผลิตไบโอดีเซลโดยปราศจากตัวเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูงซึ่งรวมถึงภายใต้สถานะวิกฤตยวดยิ่งไว้ด้วย และได้สรุปไว้ในตารางต่อไปนี้

          เราจะพบว่าการทดลองส่วนมากได้กระทำในอุปกรณ์ขนาดเล็ก (5-250 ml) ไม่มีการกวนเป็นส่วนใหญ่ ใช้เมทานอลเป็นแอลกอฮอล์หลัก ทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูง และความดันสูง ในระยะเวลาอันสั้น และใช้สัดส่วนแอลกอฮอล์ต่อน้ำมันที่สูงมาก โดยส่วนใหญ่ชุดอุปกรณ์จะเป็นเหล็กสแตนเลส และมีข้อสังเกตว่าเมื่อใช้ภาชนะแก้วจะให้ร้อยละการเปลี่ยนต่ำกว่าการใช้เหล็กสแตนเลส ทำให้เกิดการสมมติฐานว่าโลหะที่เป็นภาชนะการทำปฏิกิริยานั้นจะช่วยในการเร่งปฏิกิริยาหรือไม่ โดยอุปกรณืขนาดเล็กจะมีสัดส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตรสูง ดังนั้นหากว่ามีส่วนช่วยในการเร่งปฏิกิริยา การขยายขนาด (scale up) ถังปฏิกรณ์อาจทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลง

           ข้อเด่นของการใช้เทคโนโลยีวิกฤตยวดยิ่งคือ สามารถใช้กับสารป้อนคุณภาพหลากหลายได้ โดยไม่ต้องทำการปรับสภาพ และการเติมน้ำลงไปอาจช่วยให้ปฏิกิริยาเกิดเร็วขึ้น เพราะจะไปไฮโดรไลซ์ไตรกลีเซอไรด์ให้เกิดเป็นกรดไขมันอิสระก่อน แล้วจึงเกิดปฏิกิริยาเอสเตอริฟิเคชันตามมา ซึ่งโดยธรรมชาติอัตราการเกิดปฏิกิริยาเอสเตอริฟิเคชันจะเร็วกว่าทรานส์เอสเตอริฟิเคชัน

           ดังนั้นในทางเลือกที่จะใช้พลังงานให้น้อยลงในการผลิตนั้น Kusdiana และ Saka (2004) จึงเสนอให้ใช้กระบวนการ 2 ขั้นตอน โดยในขั้นตอนแรกดำเนินกระบวนการไฮโดรไลซิสในสถานะsubcritical (สถานะต่ำกว่าจุดวิกฤตเล็กน้อย) ด้วยน้ำก่อนที่อุณหภูมิ 270 °C แล้วจึงตามด้วยการทำปฏิกิริยาเอสเตอริฟิเคชันด้วยเมทานอลในสถานะวิกฤตยวดยิ่งที่อุณหภูมิเดียวกัน ซึ่งจะรวมเวลาดำเนินการทั้งสองขั้นตอนเพียง 20 นาทีเท่านั้น

           เมื่อไม่ถูกปนเปิ้อนด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา การแยกชั้นกลีเซอรอลและไบโอดีเซลก็ง่ายขึ้นมาก เพราะไม่มีสบู่ซึ่งเป็นอิมัลซิฟายเออร์เกิดขึ้นเหมือนดังกรณีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแอลคาไลน์ กลีเซอรอลก็จะสามารถทำให้บริสุทธิ์ได้ง่ายกว่า

           ผลงานวิจัยบ่งชี้ว่าการใช้แอลกอฮอล์ปริมาณสูงจะช่วยเพิ่มร้อยละการเปลี่ยน เพราะช่วยในการละลายของน้ำมันในเมทานอล ในทำนองเดียวกันกับการใช้ตัวทำละลายร่วมในการละลาย (co-solvent) ซึ่งจะช่วยทำให้สมบัติเชิงกายภาพในการละลายเปลี่ยนไป อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีของไหลวิกฤตยวดยิ่งยังมีคำถามที่ต้องรอคำตอบอีกหลายประการ เช่น

  • ผิวของโลหะของถังปฏิกรณ์มีส่วนช่วยเร่งในปฏิกิริยาแอลกอฮอไลซิสที่อุณหภูมิและความดันสูงจริงหรือไม่?
  • ความดันมีบทบาทอย่างไรในการเกิดปฏิกิริยา เพราะความดันที่สูงกว่าเพิ่มจะร้อยละการเปลี่ยน?
  • หากเพิ่มการกวนผสมเข้าไปอีกจะช่วยเร่งปฏิกิริยาให้สูงขึ้นอีกหรือไม่
  • การที่ได้กลีเซอรอลที่บริสุทธิ์กว่าและการทำบริสุทธิ์ไบโอดีเซลที่ง่ายกว่า จะคุ้มกับค่าการที่ต้องใช้พลังงานที่เพิ่มมากขึ้นหรือไม่?
  • อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่สูงมาจากผลของอุณหภูมิที่สูงหรือสภาพการละลายที่สูงขึ้น? 

          เรายังไม่เห็นเทคโนโลยีของไหลวิกฤตยวดยิ่ง ได้ถูกนำมาใช้ในการผลิตเชิงอุตสาหกรรมในปัจจุบัน อาจเนื่องมาจากการมีประเด็นที่ต้องทำความชัดเจนมากกว่านี้ เช่นการมีความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นในการดำเนินการที่อุณหภูมิและความดันสูง ค่าใช้จ่ายในการลงทุนสร้างอุปกรณ์ที่สูงขึ้น ปริมาณสัดส่วนแอลกอฮอล์ต่อน้ำมันที่สูงทำให้ต้องใช้ปริมาตรถังปฏิกรณ์ที่สูงขึ้น รวมถึงระบบการแยกคืนแอลกอฮอล์ที่มีขนาดใหญ่ รวมทั้งความชัดเจนในการเร่งปฏิกิริยาจากโลหะที่เป็นถังปฏิกรณ์การทดลองด้วย ดังนั้นเทคโนโลยีนี้ ยังต้องทำความชัดเจนในเรื่องการใช้พลังงาน แม้ว่าการบูรณาการการให้ความร้อนและการทำให้เย็นลงจะได้รับการดำเนินการที่ดีขึ้นมากแล้วก็ตาม และการใช้เทคโนโลยีนี้ยังต้องการการใช้แอลกอฮอล์ในปริมาณที่สูงอยู่ เพื่อยับยั้งปฏิกิริยาการผันกลับ ซึ่งมีค่าใช้จ่ายในการแยกคืนสูงเช่นกัน

 

           เมื่อวันที่ 8 ธันวาคม 2511 ผู้เขียนได้มีโอกาสได้พบ Prof. Shiro Saka ผู้เชี่ยวชาญด้านการผลิตเชื้อเพลิงเหลวด้วยเทคนิคของไหลวิกฤตยวดยิ่ง ได้ฟังการบรรยายสั้น ๆ และก็มีความยินดีที่รู้ว่า อาจจะมีโครงการผลิตไบโอดีเซลด้วยเทคนิคนี้ที่ประเทศสหรัฐอเมริกาในเวลาอันใกล้นี้ หลังจากที่ได้ทำการวิจัยมามากกว่า 10 ปี นอกจากนี้ Prof. Shiro Saka ยังได้ให้คำแนะนำว่า การทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูงมาก ๆ นั้น ไฮโดรคาร์บอนที่ไม่อิ่มตัวจะสลายตัว ดังนั้นในการผลิตไบโอดีเซลที่ได้ผลได้สูงสุด ควรทำที่อุณหภูมิต่ำ ซึ่งควรใช้กระบวนการ 2 ขั้นตอนคือ ไฮโดรไลซิสให้เป็นกรดไขมันอิสระก่อน แล้วจึงทำปฏิกิริยาเอสเตอริฟิเคชันต่อไป

 

           เมื่อได้กล่าวถึงเทคโนโลยีสถานะของไหลวิกฤตยวดยิ่งแล้ว ก็ขอเพิ่มงานวิจัยใหม่ในการผลิตเชื้อเพลิงเหลวไว้ด้วย คือ การใช้เมทิลแอซิเตตแทนเมทานอลในการทำปฏิกิริยากับไตรกลีเซอไรด์ภายใต้สถานะของไหลวิกฤตยวดยิ่ง ซึ่งจะได้เมทิลเอสเตอร์และไตรแอซิติน (triacetin) โดยไตรแอซิตินจะเกิดแทนกลีเซอรอล โดยไตรแอซิตินเป็นสารเติมแต่งของเชื้อเพลิง ซึ่งช่วยปรับคุณสมบัติต่อความเย็นและความหนืดของไบโอดีเซลให้ดีขึ้นด้วย ดังนั้นกระบวนการนี้จะไม่ผลิตกลีเซอรอลเพิ่ม ซึ่งการผลิตกลีเซอรอลที่มากเกินไป จะทำให้ราคากลีเซอรอลต่ำลง

 

ผม..เอง

หมวดหมู่บันทึก: การเรียนการสอน
สัญญาอนุญาต: ซีซี: แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-อนุญาตแบบเดียวกัน Cc-by-nc-sa
สร้าง: 15 ธันวาคม 2554 21:00 แก้ไข: 16 ธันวาคม 2554 05:31 [ แจ้งไม่เหมาะสม ]
ดอกไม้
สมาชิกที่ให้กำลังใจ: Ico24 Our Shangri-La.
สมาชิกที่ให้กำลังใจ
 
Facebook
Twitter
Google

บันทึกอื่นๆ

ความเห็น

ข้อความตรงนี้อ่านแล้วน่าจะขาด หรือเกินไปนิดครับ

"และมีข้อสังเกตว่าเมื่อใช้ภาชนะแก้วจะให้ร้อยละการเปลี่ยนต่ำกว่าการ ทำให้เกิดการสมมติฐานว่าโลหะที่เป็นภาชนะการทำปฏิกิริยานั้น"

เราเอง

ขอบคุณครับ เพิ่มข้อความแล้วครับ น้าเน็ก

ดร.กฤษณา ไกรสินธุ์ เคยเล่าให้ฟังว่าเครื่องพวกนี้ ซื้อจากจีน จะถูกกว่าซื้อฝั่งตะวันตกราว 10 เท่าครับ

ครับคุณ wwibul ผมก็ได้ข่าวมาเช่นนี้ครับ เช่น GC ที่ผลิตจากจีนราคาเพียงแสนบาท ในขณะที่ซื้อตามระบบเมืองไทยไม่ต่ำกว่าล้านบาท (รวมราคาที่ต้องจ่ายให้ผู้มีอำนาจด้วยนะครับ ผมคุ้นเคยกับผู้ขายเครื่องมือบางรายบอกว่า เขาได้เงินเพียง 55% เท่านั้น)

แต่เครื่องที่ได้จากจีนก็จะมี safety ต่ำกว่าครับ ผมได้ลองเสี่ยงซื้อเครื่อง ultrasonic จากจีนมาเครื่องหนึ่ง พบว่าใช้ดีครับ (มีเครื่องหนึ่งซื้อมาจากบริษัทในประเทศไทยก่อน ทำงานไม่ได้ครับ เสียดายเงิน) ผมมีเพื่อนร่วมรุ่นในการเรียนที่ทำงานในอุตสาหกรรม เขาใช้เทคโนโลยีจากจีนครับ ผลิตของได้คุณภาพและต้นทุนต่ำครับ

ร่วมแสดงความเห็นในหน้านี้

ชื่อ:
อีเมล:
IP แอดเดรส: 3.227.240.31
ข้อความ:  
เรียกเครื่องมือจัดการข้อความ
   
ยกเลิก หรือ