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

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

อ่าน: 4974
ความเห็น: 1

PSU ไบโอดีเซล 91: การประยุกต์ใช้ถังปฏิกรณ์แบบแยกกลีเซอรอลออกอย่างต่อเนื่อง

การประยุกต์ใช้ถังปฏิกรณ์แบบแยกกลีเซอรอลออกอย่างต่อเนื่อง 

 

ในการทำปฏิกิริยาทรานส์เอสเตอริฟิเคชันแบบต่อเนื่องนั้น อุตสาหกรรมนิยมใช้ถังปฏิกรณ์ชนิด CSTR (Continuous Stirred- Tank Reactor) เพราะราคาเครื่องมือถูกกว่า ดำเนินการได้โดยง่าย สารป้อนจะเข้าทำปฏิกิริยาที่ด้านล่างของคอลัมน์และเคลื่อนตัวขึ้นไปทางด้านบน ในขณะที่เคลื่อนที่ก็เกิดปฏิกิริยาไปด้วย ภาพการเกิดปฏิกิริยาควรเป็นดังนี้

                          

เราจะสมมติให้ทรงกลมขนาดเล็กสีเทาเป็นกลีเซอรอลที่เกิดขึ้นใหม่ และทรงกลมสีเทาที่ใหญ่กว่าเป็นกลีเซอรอลที่เกิดจากการรวมตัวของกลีเซอรอลเกิดใหม่ หรือเกิดจากการแตกตัวของคลัสเตอร์กลีเซอรอลที่ถูกแรงกวนผสมตีให้แตกออกเป็นคลัสเตอร์เล็ก ๆ คลัสเตอร์เหล่านี้จะขัดขวางการเกิดปฏิกิริยา โดยความหนาแน่นของคลัสเตอร์กลีเซอรอลจะสูงมากในด้านบนของคอลัมน์ การเกิดปฏิกิริยาจะเกิดอย่างรวดเร็วในในช่วงแรกเพราะสารเข้าทำปฏิกิริยามีความเข้มข้นสูง และลดลงตามความเข้มข้นของ TG ที่ลดลง และเมื่อมีคลัสเตอร์กลีเซอรอลลอยกีดขวางเพิ่มอีก อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเป็น S-curve ดังรูปข้างล่างนี้

           

ร้อยละการเปลี่ยนของปฏิกิริยาจะเข้าสู่ค่าที่ต้องการตามมาตรฐานที่กำหนดช้าลง ดังนั้นอุตสาหกรรมจึงใช้ระบบการทำปฏิกิริยาทรานส์เอสเตอริฟิเคชันมากกว่า 2 สเตจ เพื่อแยกเอากลีเซอรอลออกไปเสียก่อน พร้อมการเติมแอลกอฮอล์และตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่เข้ามา เพื่อเร่งปฏิกิริยาให้เกิดเร็วขึ้น

รูปข้างล่างนี้แสดงคลัสเตอร์ของกลีเซอรอล ซึ่งกำหนดให้เมทานอลเป็นพื้นเพราะมีจำนวนโมลมากกว่าโดยให้โมเลกุลกลีเซอรอล น้ำ และ KOH อยู่ภายใน โดยมีสบู่อยู่บริเวณพื้นผิว

                                 

รูปจะแสดงว่าคลัสเตอร์กลีเซอรอลจะเก็บเอาแอลคาไลน์และน้ำไว้ภายใน ซึ่งทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยาในเฟสเอสเตอร์เหลือน้อยลง แต่ก็ช่วยเก็บน้ำและสบู่ไว้ด้วย

 

ในกรณีที่สะพอนิฟิเคชันเกิดขึ้นเร็วและทรานส์เอสเตอริฟิเคชันเกิดขึ้นช้านั้น จะเกิดอิมัลชันที่เสถียรขึ้นโดยสบู่จะล้อมรอบคลัสเตอร์กลีเซอรอลไว้ คลัสเตอร์เหล่านี้จะแขวนลอยอยู่ในเฟสเอสเตอร์ เพราะแต่ละคลัสเตอร์นั้นโมเลกุลสบู่จะหันเอาด้านที่เป็น non-polar ออกมา ทำให้เกิดแรงผลักระหว่างคลัสเตอร์ โดยคลัสเตอร์ขนาดใหญ่นั้นมีสัดส่วนของสบู่ที่บริเวณพื้นผิวต่อปริมาตรกลีเซอรอลที่มีค่าต่ำกว่าคลัสเตอร์กลีเซอรอลขนาดเล็ก

                     

เมื่อสบู่ก่อเกิดเป็นอิมัลชันที่เสถียรจำนวนมากได้เร็วก็จะไม่สลายตัวได้ง่าย แต่จะเปิดรับกลีเซอรอลที่เกิดขึ้นใหม่เข้ามาได้ และอาจสร้างสบู่ขึ้นมาได้จากภายในคลัสเตอร์ กลีเซอรอลจึงมีขนาดใหญ่ขึ้น สบู่เพิ่มขึ้นจากการเกิดปฏิกิริยาจากตัวเร่งปฏิกิริยาที่อยู่ภายในคลัสเตอร์และจากสบู่ที่เกิดขึ้นในเฟสเอสเตอร์ ทำให้รักษาเสถียรภาพของอิมัลชันไว้ได้

 

การแยกคลัสเตอร์กลีเซอรอลออกอย่างต่อเนื่องในทันที น่าจะเป็นประโยชน์ต่อการเกิดปฏิกิริยาทรานส์เอสเตอริฟิเคชันในหลายประการดังนี้

  • เป็นการแยกสารผลผลิตกลีเซอรอลออกเป็นลดการเกิดปฏิกิริยาผันกลับ
  • แยกคลัสเตอร์กลีเซอรอลออกเพื่อให้การเกิดปฏิกิริยาในเฟสเอสเตอร์เกิดได้ดีขึ้น
  • กลีเซอรอลที่แยกออกพาเอาน้ำ สบู่ รวมทั้งตัวเร่งปฏิกิริยาและแอลกอฮอล์ส่วนหนึ่งออกไปด้วย ซึ่งดีในด้านการลดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสและการเกิดอิมัลชันที่เสถียร
  • คลัสเตอร์กลีเซอรอลที่แยกออกอย่างรวดเร็วอาจมีองค์ประกอบแอลกอฮอล์และตัวเร่งปฏิกิริยาที่น้อยกว่าค่าสมดุล ซึ่งอาจลดการเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสภายในคลัสเตอร์กลีเซอรอลด้วย

               

การแยกกลีเซอรอลออกแบบต่อเนื่องจะช่วยลดคลัสเตอร์กลีเซอรอลลงทำให้การเกิดปฏิกิริยาดีขึ้นตลอดทั้งคอลัมน์

 

และแล้วบันทึกเรื่องยาวก็คงเดินทางมาถึงบรรทัดสุดท้ายแล้วครับ

 

ผม..เอง

 

Sections: การเรียนการสอน
License: ซีซี: แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-อนุญาตแบบเดียวกัน Cc-by-nc-sa
created: 06 Febuary 2012 23:00 Modified: 06 Febuary 2012 23:00 [ Report Abuse ]
ดอกไม้
People who like this: Ico24 Marky, Ico24 Our Shangri-La, and 4 others.
People Who Like This
 
Facebook
Twitter
Google

Other Posts By This Blogger

ความเห็น

บันทึกย่าง ทางยาว เก้าสิบเอ็ด
บันทึกเสร็จ ซีรีย์ ที่บันทึก
ไบโอดี เซลร่วม รวมเรื่องลึก
เขียนดื่นดึกบันทึกรักนักเลงแชร์

เราเอง

 

ร่วมแสดงความเห็นในหน้านี้

ชื่อ:
อีเมล:
IP แอดเดรส: 54.237.183.249
ข้อความ:  
เรียกเครื่องมือจัดการข้อความ
   
ยกเลิก หรือ