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

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

อ่าน: 3905
ความเห็น: 1

PSU ไบโอดีเซล 56: กระบวนการเอสเตอริฟิเคชัน (Esterification) ต่อ

Bayer Technology Services นำเสนอกระบวนการเอสเตอริฟิเคชันกรดไขมันอิสระแบบต่อเนื่องโดยการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธ์ Amberlyst BD20 ที่ไม่มีการสูญเสีย ผลได้ กรด และไม่มีของเสีย ซึ่งต้องใช้เมทานอลที่มากเกินพอ และใช้การทำปฏิกิริยาแบบพหุสเตจ (multi-stage) โดยในแต่ละสเตจ จะต้องแยกน้ำซึ่งเป็นผลผลิตพลอยได้ออก ซึ่งจะส่งผลให้สมดุลอุณหพลศาสตร์เปลี่ยนไปในทิศทางที่เกิดเป็นเอสเตอร์มากขึ้น สามารถลด FFA ให้เหลือเพียง 0.1 wt% โดยแม้สารป้อนจะมี FFA ถึง 100% ก็จะใช้หน่วยปฏิบัติการเพียง 3 สเตจเท่านั้น

 

ในแค่ละสเตจของการทำปฏิกิริยาน้ำจะถูกระเหยออกพร้อมเมทานอลที่มากเกินพอ ซึ่งจะถูกนำไปกลั่นแยกเอาน้ำออกแล้วนำเมทานอลกลับมาใช้ใหม่ แต่ในขั้นตอนเอสเตอริฟิเคชันสุดท้าย เมทานอลไม่ต้องถูกแยกออกไปโดยนำกระแสออกป้อนเข้าสู่กระบวนการทรานส์เอสเตอริฟิเคชันได้โดยตรง กระบวนการนี้ต้องมีการบูรณาการความร้อนเพื่อใช้พลังงานให้คุ้มค่ามากที่สุดเพราะมีการระเหยเมทานอลออกหลายครั้ง

 

จำนวนสเตจที่จำเป็นต้องใช้ จะขึ้นอยู่กับคุณภาพสารป้อนและเป้าหมายปริมาณ FFA ก่อนเข้ากระบวนการเอสเตอริฟิเคชัน เช่น สารป้อนที่มี FFA <10 wt% อาจใช้เพียงสเตจเดียว หากสารป้อนมี FFA ระหว่าง 10-20 wt% จะต้องใช้ 2 สเตจ และเมื่อสารป้อนมี FFA สูงกว่า 20 wt% จะใช้ 3 สเตจ  

 

ไดอะแกรมกระบวนการผลิตของ Bayer Technology Services แสดงไว้ดังภาพต่อไปนี้

เพื่อป้องกันให้ตัวเร่งปฏิกิริยามีอายุการใช้งานที่ยาวนาน จึงต้องมีชุดอุปกรณ์ guard bed ซึ่งเป็นเรซินแลกเปลี่ยนไอออน (Amberlyst BD19) เพื่อดักจับสารปนเปื้อนก่อนด้วย

 

Bayer Technology Services ยังได้แสดงต้นทุนในการผลิตซึ่งแสดงให้เห็นว่า ค่าใช้จ่ายในการดำเนินการ (operating cost) นั้น ประมาณครึ่งหนึ่งจะเป็นค่าสาธารณูปโภค

Berrios et al. (2008) ศึกษาจลนพลศาสตร์ปฏิกิริยาเอสเตอริฟิเคชันของน้ำมันทานตะวันกับเมทานอลโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยากรดซัลฟิวริก 5 และ 10 wt% ของ FFA สัดส่วนเชิงโมลเมทานอลต่อกรดโอเลอิก เท่ากับ 10: 1 – 80: 1 พบว่าปฏิกิริยาที่ไปข้างหน้าเป็นปฏิกิริยาอันดับหนึ่ง ส่วนปฏิกิริยาที่ผันกลับนั้นเป็นปฏิกิริยาอันดับสอง อิทธิพลของอุณหภูมิต่อค่าคงตัวอัตรา (k) เป็นไปตามสมการ Arrhenius และพลังงานก่อกัมมันต์ (Ea) จะลดลงเมื่อความเข้มข้นของตัวเร่งปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น และผลจากการทดลองที่อัตราส่วนเมทานอลต่อกรดโอเลอิกเท่ากับ 60: 1 ความเข้มข้นตัวเร่งปฏิกิริยา 5 wt% ที่อุณหภูมิ 60 °C จะลดปริมาณกรดไขมันอิสระลงเหลือต่ำกว่า 1 mg KOH/g ภายในเวลา 120 นาที  

         

Marchetti และ Errazu (2008) ศึกษาการเกิดปฏิกิริยาเอสเตอริฟิเคชันด้วยเอทานอลชนิดแอนไฮดรัสกับสารผสมน้ำมันทานตะวันรีไฟน์และกรดโอเลอิกซึ่งมีค่ากรดไขมันอิสระ 10.684% w/w ซึ่งสามารถลดค่ากรดไขมันอิสระลงเหลือ 0.54% w/w ผลการทดลองแสดงว่าปฏิกิริยาเอสเตอริฟิเคชันเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน (endothermic) ปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยามีผลต่อการเกิดปฏิกิริยาในช่วงแรกแต่ไม่มีผลต่อค่าการเปลี่ยนสุดท้าย สภาวะที่ให้การเปลี่ยนที่เหมาะสมอยู่ที่ปริมาณกรดซัลฟิวริก 2.261% สัดส่วนเชิงโมลเอทานอลต่อน้ำมันเท่ากับ 6.126 ที่อุณหภูมิ 55 °C และมีค่าการเปลี่ยนเท่ากับ 96%  

 

สถานวิจัยและพัฒนา ฯ มีความเห็นว่าค่าจลนพลศาสตร์เหล่านี้ มีประโยชน์ในการแสดงแนวโน้ม มากกว่าการนำไปใช้งานอย่างแท้จริงได้ เพราะจลนพลศาสตร์ที่แท้จริงจะมีความซับซ้อนกว่านี้มาก เพราะมีอิทธิพลการละลายที่ดีของน้ำในกรดซัลฟิวริกและแอลกอฮอล์ ทำให้ผลของความเข้มข้นน้ำไม่รู้ค่าที่แท้จริง การไม่เข้าเป็นเนื้อเดียวกันที่ดีระหว่างเมทานอลและไตรกลีเซอไรด์ ซึ่งต้องการการกวนผสมที่รุนแรง รวมถึงการกระจายตัวของตัวเร่งปฏิกิริยา แอลกอฮอล์ น้ำ ที่ชอบอยู่ในเฟสกลีเซอรอลมากกว่าเฟสเอสเตอร์ (Chiu et al. www.missouri.edu/~suppesg/distpaper.) ซึ่งต้องการการศึกษาเพิ่มเติมอีกมาก 

 

ผม..เอง

Sections: การเรียนการสอน
License: ซีซี: แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-อนุญาตแบบเดียวกัน Cc-by-nc-sa
created: 02 January 2012 20:22 Modified: 02 January 2012 20:22 [ Report Abuse ]
ดอกไม้
People who like this: Ico24 Our Shangri-La, Ico24 เมตตา, and Ico24 ใยมะพร้าวน้องใยไหม.
People Who Like This
 
Facebook
Twitter
Google

Other Posts By This Blogger

ความเห็น

Ico48
เมตตา (Recent Activities)
03 January 2012 16:24
#73383

ตอนที่ 56 นี้สีสัน แผนภูมิสดใส นะคะ

ร่วมแสดงความเห็นในหน้านี้

ชื่อ:
อีเมล:
IP แอดเดรส: 3.227.208.0
ข้อความ:  
เรียกเครื่องมือจัดการข้อความ
   
ยกเลิก หรือ