การศึกษาเชิงทดสอบลักษณะของฝาควบแน่นถังกลั่นเอทานอลพลังงานรังสีแสงอาทิตย์แบบเทอร์โมไซฟอนที่มีต่อสมรรถนะการกลั่น
คำสำคัญ:
ฝาควบแน่น, ตู้กลั่นเอทานอล, ตัวเก็บรังสีอาทิตย์แบบแผ่นเรียบบทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ได้ศึกษาเชิงทดสอบลักษณะของฝาควบแน่นต่อสมรรถนะการกลั่นเอทานอลโดยใช้พลังงานรังสีอาทิตย์เป็นแหล่งความร้อนและมีตู้อบแห้งแบบเรือนกระจกทำงานแบบ Passive ที่ปิดคลุมด้วยแผ่นกระจกเอียงทำมุม 17 องศา ขนาด 1.25 ×1.8 ×1 m3 ร่วมกับตัวเก็บรังสีอาทิตย์แบบแผ่นราบ ขนาด 0.75 × 1.35 m3 เป็นแหล่งรับความร้อนเพื่อต้มสารละลายเอทานอลความเข้มข้นต่ำระเหยไปเป็นไอผ่านไปควบแน่นเพื่อให้มีความเข้มข้นสูงขึ้นใช้สารละลายเอทานอลที่ความเข้มข้นตั้งต้น 10 %v/v ปริมาตร 10 ลิตร การทดลองมีทั้งหมด 3 กรณี คือ กรณีที่ 1 ถังกลั่นแบบฝากรวยคว่ำโดยให้สารละลายเอทานอลผ่านตัวเก็บรังสีอาทิตย์แบบแผ่นเรียบโดยตรงและควบแน่นผ่านท่อทองแดงนอกตู้อบ กรณีที่ 2 ถังกลั่นมีฝาแบบกรวยหงายและมีน้ำควบแน่นหมุนวนบนฝาถังตลอดเวลา กรณีที่ 3 ถังกลั่นแบบฝาถังกลั่นกรวยหงายมีน้ำควบแน่นหมุนวนบนฝาถังตามช่วงเวลา 30 นาที/ครั้ง ค่ารังสีอาทิตย์เฉลี่ยในวันที่ทำการทดลอง 18.30 เมกะจูล/ตารางเมตร/วัน ผลการทดลอง พบว่า กรณีที่ 1 สมรรถนะการกลั่นสามารถผลิตเอทานอลได้ 1.51 ลิตร/วัน ความเข้มข้น 30 %v/v กรณีที่ 2 สมรรถนะการกลั่นสามารถผลิตเอทานอลได้ 3.02 ลิตรต่อวัน ความเข้มข้น 39 %v/v และกรณีที่ 3 สมรรถนะการกลั่นสามารถผลิตเอทานอลได้ 3.37 ลิตรต่อวัน ความเข้มข้น 41 %v/v จากการทดสอบพบว่า การทดลองกรณีที่ 3 ถังกลั่นแบบฝาถังกลั่นกรวยหงายมีน้ำควบแน่นหมุนวนบนฝาถังตามช่วงเวลา 30 นาทีต่อครั้ง ส่งผลให้น้ำควบแน่นไม่มีการหมุนวนแลกเปลี่ยนความร้อนกับสารละลายเอทานอลในถังกลั่นตลอดช่วงเวลา การทดลองทำให้อุณหภูมิน้ำควบแน่นมีอุณหภูมิต่ำสมรรถนะการควบแน่นมีอัตราสูงสุด รองลงมาคือกรณีที่ 2 และ 1 ตามลำดับ
เอกสารอ้างอิง
ASHRAE, Standard 93-2003. 2003. Methods of Testing to Determine the Thermal Performance of Solar Collectors, pp. 2-7. In American Society of Heating, Refrigeration, and Air Conditioning Engineers. New York.
Duffie, J.A. and Beckman, W.A. 1991. Solar Engineering of Thermal Processes. John Wiley and Sons, New York.
Hong, J., Voloch, M., Ladisch, M.R. and Tsao, G.T. 1982. Adsorption of Ethanol-Water Mixtures by Biomass Materials. Biotechnology Bio Engineering 24(3): 725-730.
Jareanjit, J., Tiansuwan, J., Amornkitbamrung, M and Kiatsiriroat, T. 2004. Comparison study on ethanol distillation performance using evacuated-heat pipe and flat-plate solar collectors, pp. 5-10. In 3rd CMU Annual Conference on Heat & Mass Transfer (21-22 August 2004). Chiang Mai, Thailand. (in Thai)
Jareanjit, J., Tiansuwan, J., Terdyothin, A., Tia, W., Thavarungkul, N and Siangsukone, P. 2008. Comparison Study on Ethanol Distillation Performance Using Water and Heat Transfer Oil are Working Fluids, pp. 181-185. In 7th CMU Annual Conference on Heat & Mass Transfer (13-14 March 2008). Chiang Mai, Thailand. (in Thai)
Jareanjit, J., Siangsukone, P., Wongwailikit, K. and Tiansuwan, J. 2014. Development of A Mathematical Model and Simulation of MassTransfer of Solar Ethanol Distillation in Modified Brewery Tank. Applied Thermal Engineering 73(1): 723-731.
Jareanjit, J., Siangsukone, P., Wongwailikit, K. and Tiansuwan, J. 2015. Management of Ethanol Waste from The Solar Distillation Process: Experimental and Theoretical Studies. Energy Conversion and Management 89: 330-338.
Jorapur, R.M. and Rajvanshi, A.K. 1991. Alcohol Distillation by Solar Energy, pp. 772-777. In Solar World Congress Proceedings. Pergamon Press, ISES.
Meukam, P., Njomo, D., Gbane, A. and Toure, S. 2004. Experimental Optimization of a Solar still: Application to Alcohol Distillation. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification 43(12): 1569-1577.
Minmin, W., Siping, D., Li, D. and Xuefen, W. 2022. PPy nanotubes-enabled in-situ heating nanofibrous composite membrane for solar-driven membrane distillation. Separation and Purification Technology 281: 119995.
Perry, R.H. and Grenn, D.W. 1984. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook. McGraw-Hill, New York.
Rabelo, S.C., Carrere, H., Filho, R.M. and Costa, A.C. 2011. Production of bioethanol, methane and heat from sugarcane bagasse in a biorefinery concept. Bioresource Technology 102(17): 7887-7895.
Robertson, G.H., Doyle, L.R. and Pavlath, A.E. 1983. Intensive Use of Biomass Feedstock in Ethanol Conversion: The Alcohol-Water, Vaper-Phase Separation. Biotechnology and Bioengineering 25(12): 3133-3148.
Sarkar, N., Ghosh, S.K., Bannerjee, S. and Aikat, K. 2012. Bioethanol production from agricultural wastes: An overview. Renewable Energy 37(1): 19-27.
Siangsukone, P., Jareanjit, J., Therdyothin, A., Tia, W., Wongwailikit, K. and Tiansuwan, J. 2008. Development of Solar Ethanol Distillation System for Thai Local Community, pp. 1-7. In Proceedings of The 8th ASEAN Science and Technology Week Scientific and Technical Conferences (3-4 July 2008). Pasay City, Philippines.
Therdyothin, A., Sriroth, K., Kiatsiriroat, T. and Tiansuwan, J. 2006. Research Report on Pilot Project for Cost Reduction of Ethanol Production Using Solar Energy. National Research Council of Thailand, Bangkok. (in Thai)
Tiwari, G.N., Singh, H.N. and Tripathi, R. 2003. Present Status of Solar Distillation. Solar Energy 75(5): 367-373.
Toe, W.K. and Ruthven, D.M. 1986. Adsorption of Water from Aqueous Ethanol Using 3-A Molecular Sieves. Industrial & Engineering Chemistry Process Design and Development 25(1) :17-21.
Vorayos, N., Kiatsiriroat, T., Vorayos, N. and Kongboon, P. 2003. Mathematical and Experimental Studies of a Batch-Type Solar Ethanol Distiller, pp. 479-486. In The Proceeding of the 2nd Regional Conference on Energy Technology towards a Clean Environment. Phuket. (in Thai)
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ (c) 2023 วารสารวิจัย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เนื้อหาและข้อมูลในบทความที่ลงตีพิมพ์ในวารสารวิจัยมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย ถือเป็นข้อคิดเห็นและความรับผิดชอบของผู้เขียนบทความโดยตรง ซึ่งกองบรรณาธิการวารสารไม่จำเป็น ต้องเห็นด้วย หรือร่วมรับผิดชอบใดๆ
บทความ ข้อมูล เนื้อหา รูปภาพฯลฯ ที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิจัย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย ถือเป็นลิขสิทธ์ของวารสารวิจัย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย หากบุคคลหรือหน่วยงานใดต้องการนำทั้งหมดหรือส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่ต่อหรือเพื่อการกระทำการใดๆจะต้องได้รับอนุญาตเป็นลายลักษ์อักษรจากวารสาร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัยก่อนเท่านั้น
