อิทธิพลของกรดไขมันอิสระต่อการผลิตไบโอดีเซล

Abstract

บทคัดย่อ

ปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่น เป็นปฏิกิริยาระหว่าง น้ำมันและแอลกอฮอล์โดยมีเบส โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ปฏิกิริยาดังกล่าวเป็นปฏิกิริยาที่ใช้ในการเตรียมไบโอดีเซลจาก น้ำมันปาล์ม น้ำมันไก่ ไขมันวัว และ น้ำมันใช้แล้ว แต่ในบางกรณีที่น้ำมันตัวอย่างมีปริมาณกรดไขมันอิสระในปริมาณมาก ปฏิกิริยาดังกล่าว ไม่สามารถเปลี่ยนกรดไขมันอิสระที่มีให้เป็นไบโอดีเซลได้ ดังนั้นในงานวิจัยนี้สนใจศึกษาการเตรียมไบโอดีเซลโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา สองขั้นตอน ในขั้นตอนแรก กรดไขมันอิสระที่ปนอยู่ จะถูกทำให้เกิดปฏิกิริยา เอสเทอริฟิเคชั่น กับเมธานอล โดยใช้ตัวเร่งชนิดเนื้อเดียวคือ กรด ซัลฟิวริก 5% โดยน้ำหนัก ในขั้นตอนที่สอง ไตรกรีเซอไรด์ที่เหลือจากขั้นตอนแรกจะทำให้เกิดเป็นไบโอดีเซลโดยทำปฏิกิริยา ทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่นกับ เมธานอลเมธานอลที่ใช้ตัวเร่งคือเบสโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ 3% โดยน้ำหนัก ซึ่งในขั้นตอนดังกล่าวให้ผลผลิตการเปลี่ยนเป็นไบโอดีเซล มากกว่า 98 % สำหรับทุกกรณีน้ำมันตัวอย่าง น้ำมันที่ผ่านการเตรียมจากการใช้ตัวเร่งทั้งสองขั้นตอนนี้ให้ผลทางกายภาพและทางเคมีใกล้เคียงกับกรณีที่ใช้เบสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเพียงอย่างเดียว แต่ผลิตที่ได้จะมากกว่า ในงานวิจัยนี้ยังสนใจศึกษาการนำสภาวะดังกล่าวไปใช้กับน้ำมันต่าง ๆ ทั้งที่ได้จากพืชและไขมันสัตว์ โดยพบว่าน้ำมันใช้แล้ว น้ำมันไก่ และไขมันวัว ให้ผลผลิตที่มากกว่าวิธีเดิม ๆ อย่างเห็นได้ชัด สรุปได้ว่าการการผลิตไบโอดีเซล จากปฏิกิริยาที่ใช้ตัวเร่ง 2 ขั้นตอน เหมาะสมที่จะนำไปใช้กับน้ำมันที่มีปริมาณกรดไขมันอิสระปนเปื้อนได้ดี

คำสำคัญ : ไบโอดีเซล; ตัวเร่งปฏิกิริยาสองขั้นตอน; กรดไขมันอิสระ

Abstract

Transesterification has been known as the conventional preparation process for biodiesel from vegetable oil and alcohol, where KOH is used as an alkali catalyst. Some feedstock (chicken oil, beef fat and palm oil) and used oil contain a large amount of free fatty acid, which would inhibit the transesterification process. In this present work, a two-step catalyzed process has been examined and adopted to prepare methyl ester from acidic feedstock sample. Firstly, the free fatty acids were esterified with methanol using sulfuric acid 5 wt%. Secondly, the triglyceride left over from first step was then transesterified with methanol in the present potassium hydroxide 3 wt%, which gave more than 98 % yield for all samples. The methyl ester prepared from two-step process showed similar physical and chemical properties as found in the conventional palm-methyl ester but the yield is higher. This two-step process was also applied for various feedstock as vegetable oil or animal fat, where, the used vegetable oil, chicken fat and beef fat significantly showed the higher yield. This results shows that the two-step catalyzed process is suitable for the feedstock that contain high amount of free fatty acids.

Keywords: biodiesel; two-step catalyst; free fatty acids