การสังเคราะห์ไบโอดีเซลโดยใช้ตัวเร่งวิวิธพันธ์ชนิดใหม่และสร้างเครื่องต้นแบบในการผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันใช้แล้ว

Abstract

Calcium carbonate is the richest found in wase shells and bovie bone and have been utitized for various applications the calcination. When calcined at a certain temperature calcium carbonate converts into CaO, which is a metal oxide. The CaO prepared from the waste shells have potential to be used as catalyst in biodiesel production process. The applications on the calcined waste shell or bovie bone by coating them on the glass beads used as solid catalyst for biodiesel preparation. Utilization of waste shells as a source of CaO not only gives an opportunity to use it as catalyst but also adds value to the waste generated. Biodieselproduction via transterification of vegetable oil (palm oil, coconut oil sunflower oil rice oil and used oil) with methanol using calcined waste shell or bovie bone coated glass beads solid catalyst was investigated and compared with the commercial CaO. The shells were calcined at different temperatures for 5 h and catalyst characterizations were carried out by X-ray diffraction (WRD), scanning electron microscope (SEM), and Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area measurements. Formation of solid oxide (CaO) was confirmed at calcination temperature of 900 °C for 5 h. The effects of the reaction temperature and catalyst amount used for transesterification were studided to optimize the reaction conditions. Palm biodiesel yield of 92.5% was achieved when transesterification was carried out at 80±5 °C by employing 3.0 wt % catalysts and 9:1 methanol to oil molar ratio. The same condition was applied to the other vegetable oil. BET surface area indicated that the shells calcined in the temperature range of 700 °C-900 °C exhibited enhanced surface area. Reusability of the catalysts prepared in

different temperatures was also investigated. The results show the prepared catalyst has highly potential as CaO commercial and it can be reused more than 3 times with hexane

pretreatments. Moreover, the research focuses on the reactor for biodiesel preparation which will drive more yields. The reactor is on the process of design and improves to achieve the opimal condition.

งานวิจัยนี้ศึกษาแคลเซียมคาร์บอเนตซึ่งเป็นสารประกอบที่ถูกพบมากที่สุดในเปลือกหอยรวมทั้งเศษกระดูกวัว ถูกนำมาใช้ประโยชน์ในงานด้านต่างๆ แต่เมื่อผ่านการเผาแล้วที่สภาวะที่เหมาะสม แคลเซียมคาร์บอเนตจะเปลี่ยนเป็นแคลเซียมออกไซด์ ซึ่งแคลเซียมออกไซด์ที่ที่เตรียมได้นี้จะมีศักยภาพที่จะพัฒนาในการใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในขั้นตอนการผลิตไบโอดีเซล และใช้เป็นตัวเร่งปฎิกิริยาของแข็งสำหรับการเตรียมไบโอดีเซล

การใช้เปลือกหอย และเศษกระดูกวัว เป็นแหล่งแคลเซียมออกไซด์ไม่พียงแต่เป็นการให้โอกาสที่ดีที่จะใช้มันเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการผลิตไบโอดีเซลแต่มันยังเป็นการเพิ่มมูลค่าในการนำของเหลือใช้ การผลิตไบโอดีเซลด้วยปฏิกิริยาทรานเอสเตอร์ฟิเคชั่นของน้ำมัน จากพืช (เช่น น้ำมันปาล์ม น้ำมันมะพร้าว น้ำมันถั่วเหลือง น้ำมันมะกอกและน้ำมันที่ผ่านการใช้งานแล้ว) และเมทานอลโดยการใช้เปลือกหอย (หอยแมลงภู่ หอยแครง และหอยลาย)ที่ผ่านกระบวนการเผา หรือ กระดูกวัวที่เผาแล้ว เคลือบบนเม็ดแก้ว เพื่อใช้เร่งปฏิกิริยา และทำการเปรียบเทียบผลกับการใช้แคลเซียมออกไซด์ที่ได้จากทางการค้า สภาวะการเผาถูกศึกษาที่อุณหภูมิต่างๆ เป็นเวลา 5 ชั่วโมงหลังจากนั้นตังเร่งที่เตรียมได้จะถูกนำมาศึกษา วิเคราะห์สมบัติด้วย เทคนิค การกระจายของรังสีเอกซ์ (XRD)

กล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราด (SEM) และวิเคราะห์พื้นที่ผิวของ Brunauer-Emmelt-Teller (BET) การเกิดแคลเซียมออกไซด์ปริมาณสูงสุดถูกตรวจพบที่ สภาวะการเผาที่ 900 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 5 ชั่วโมง อิทธิพล

ของอุณหภูมิในการเกิดปฏิกิริยาและตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชั่นจะถูกนำมาศึกษาสำหรับหาสภาวะ การเกิดปฏิกิริยาที่เหมาะสม จากการศึกษาพบว่า ผลผลิตร้อยละการเกิดน้ำมันปาล์มไบโอดีเซลน้ำมันร้อยละ 92.6 ที่อุณหภูมิของปฏิกิริยา 80±5 องศาเซลเซียส ทั้งนี้ได้ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเปลือกหอยแมลงภู่เผา

ปริมาณร้อยละ 3 โดยมวล และอัตราส่วนโดยโมลของเมทานอลต่อน้ำมัน 9:1 สภาวะเดียวกันนี้จะถูกใช้กับน้ำมันพืชอื่นๆ และนำกลับมาใช้ใหม่ของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เตรียมที่อุณหภูมิต่างๆ ผลการทดลองแสดงว่า ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ถูกเตรียมมีประสิทธิภาพสูงเหมือนแคลเซียมออกไซด์ในเชิงพาณิชย์และน้ำมันสามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้มากกว่า 3

ครั้ง ด้วยการทำให้คืนสภาพด้วย เมทานอล และเฮกเซน

ด้วยการทำให้คืนสภาพด้วย เมทานอล และเฮกเซน

นอกจากนี้ในงานวิจัย ยังสนใจพัฒนาเตาปฏิกรณ์ในการผลิตไบโอดีเซล ที่จะสามารถผลักดันให้ได้ผลผลิตในปริมาณที่สูงขึ้นกว่าเดิม โดยเตาปฏิกรณ์ดังกล่าวยังอยู่ในกระบวนการพัฒนาต่อยอด