<script language="JavaScript" src="http://www.vcharkarn.com/javafeed/article/409" type="text/javascript"></script>

ไบโอดีเซล (Biodiesel) เรื่องราวของไบโอดีเซล นับตั้งแต่มีการเริ่มใช้กับเครื่องยนต์ครั้งแรกตั้งแต่ 10 สิงหาคม ค.ศ.1893 และกระบวนการทางเคมีที่อยู่เบื้องหลังการผลิต ผู้เขียน: ผศ.ดร.อาภาณี เหลืองนฤมิตชัย ชมแล้ว: 100,293 ครั้ง post ครั้งแรก: Thu 5 October 2006, 12:19 pm ปรับปรุงล่าสุด: Thu 5 October 2006, 12:19 pm อยู่ในส่วน: พลังงานชีวภาพ, เคมี

ไบโอดีเซลประเภทนี้เกิดจากการปฏิกิริยาระหว่าง น้ำมันพืช ไขมันสัตว์ หรือน้ำมันพืชที่ใช้แล้ว กับแอลกอฮอล์ เช่น เมทานอล หรือ เอทานอล โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งเป็นกรดหรือด่าง โดยปกติในน้ำมันพืชประกอบไปด้วยกรดไขมันอิสระ (Free Fatty Acid), Phospholipids, Sterols, น้ำ และสิ่งเจือปนอื่นๆ ดังนั้นในการนำน้ำมันมาใช้เป็นเชื้อเพลิง จำเป็นต้องผ่านกระบวนการต่างๆเพื่อเปลี่ยนโครงสร้างให้เป็นสายโซ่ตรง และหนึ่งในกระบวนนั้น คือ ปฏิกิริยา Transesterification (หรือปฏิกิริยา Alcoholysis) เพื่อเปลี่ยนโครงสร้างของน้ำมันจาก Triglycerides ให้เป็นโมโนอัลคิลเอสเตอร์ (Mono alkyl Ester) ได้แก่ เมทิล เอสเตอร์ (Methyl Ester) หรือ เอทิล เอสเตอร์ (Ethyl Ester) และกลีเซอรีน (Glycerine หรือ Glycerol) ดังรูปที่ 3

รูปที่ 3 ปฏิกิริยา Transesterification (ที่มา Dr.Chris Hamilton - Lurgi Pacific)

วัตถุดิบที่มีศักยภาพในการผลิตไบโอดีเซลในประเทศไทย ได้แก่ น้ำมันพืช น้ำมันปาล์ม น้ำมันมะพร้าวน้ำมันถั่วเหลือง น้ำมันถั่วลิสง น้ำมันละหุ่ง น้ำมันงา น้ำมันเมล็ดทานตะวัน น้ำมันสบู่ดำ และน้ำมันพืชใช้แล้ว โดยวัตถุดิบที่ใช้มีผลต่อคุณสมบัติของน้ำมันไบโอดีเซลที่ได้ ดังนั้นวัตถุดิบหลักในประเทศที่ใช้ในการผลิตไบโอดีเซลและถูกกำหนดในยุทธศาสตร์การพัฒนาและส่งเสริมไบโอดีเซล เมื่อวันที่ 18 มกราคม พ.ศ.2548 คือ ปาล์มน้ำมัน โดยตั้งเป้าหมายในปี พ.ศ.2555 สามารถผลิตไบโอดีเซลได้ถึง 8.5 ล้านลิตรต่อวัน โดยมีเป้าหมายให้ผสมไบโอดีเซล 10% กับน้ำมันดีเซล เนื่องจากปาล์มน้ำมันเป็นพืชที่มีศักยภาพในการแข่งขันสูงกว่าพืชน้ำมันชนิดอื่น ทั้งด้านการผลิตและการตลาด คือ มีต้นทุนการผลิตและราคาต่ำกว่าน้ำมันพืชชนิดอื่นๆ นอกจากนี้ปาล์มยังสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างหลากหลายทั้งในสินค้าอุปโภคและบริโภค และมีปาล์ม สเตียรินซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการกลั่นน้ำมันปาล์ม ซึ่งสามารถนำมาผลิตน้ำมันไบโอดีเซลได้อีก อย่างไรก็ตาม ปาล์มน้ำมันเป็นพืชที่ต้องการน้ำและสารอาหารมาก จึงเหมาะกับสภาพภูมิอากาศทางภาคใต้


ในต่างประเทศ มีการใช้น้ำมันพืชจากพืชน้ำมันที่มีปริมาณการเพาะปลูกมากในแต่ละประเทศ เช่น ในยุโรป ใช้น้ำมันเมล็ดเรพ (Rape seed oil) ในสหรัฐอเมริกา ใช้น้ำมันถั่วเหลือง (Soy bean) ในประเทศมาเลเซีย ใช้น้ำมันปาล์ม จนถึงปัจจุบันได้มีการตั้งโรงงานเพื่อผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันเมล็ดเรพและน้ำมันใช้แล้ว ในกลุ่มประเทศยุโรป เพื่อใช้ทดแทนน้ำมันดีเซล รวมทั้งมีการศึกษาการนำพืชน้ำมันชนิดอื่นๆ เช่น สบู่ดำ มาผลิตไบโอดีเซลด้วย

รูปที่ 4 วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตน้ำมันไบโอดีเซล จากซ้าย เมล็ดสบู่ดำ และ เมล็ดปาล์ม ตามลำดับ

รูปที่ 5 น้ำมันใช้แล้วและน้ำมันไบโอดีเซลที่ผลิตจากน้ำมันใช้แล้ว

ในส่วนของแอลกอฮอล์มีการใช้ทั้งเมทานอลและเอทานอล แต่เนื่องจากเมทานอลมีราคาถูกกว่าจึงมีการใช้ในการผลิตไบโอดีเซลมากกว่า จึงทำให้เรารู้จักไบโอดีเซลในอีกชื่อหนึ่ง คือ Fatty Acid Methyl Esters (FAME) ส่วนตัวเร่งปฏิกิริยามีทั้งกรดและด่าง ตัวอย่างของกรดที่ใช้ในการผลิตไบโอดีเซล ได้แก่ กรดซัลฟูริก (H₂SO₄) กรดไฮโดรคลอริก (HCl) และมักใช้ในกรณีที่น้ำมันพืชหรือไขมันสัตว์ที่นำมาผลิตไบโอดีเซลมีปริมาณกรดไขมันอิสระสูง สำหรับด่างที่มีการใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ได้แก่ โปแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) หรือ โซเดียมเมทอกไซด์ (Sodium methoxide) ซึ่งเมื่อพิจารณาตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งสองประเภท พบว่าในกระบวนการผลิตของโรงงานน้ำมันไบโอดีเซลทั่วโลกมักใช้ด่างในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เนื่องจากสามารถเร่งปฏิกิริยาได้เร็วกว่าการใช้กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา น้ำมันไบโอดีเซลและกลีเซอรีนที่ได้สามารถแยกจากกันได้ง่ายเนื่องจากมีความหนาแน่นต่างกัน โดยกลีเซอรีนจะความหนาแน่นสูงกว่าน้ำมันไบโอดีเซล ดังรูปที่ 6

รูปที่ 6 ไบโอดีเซลและกลีเซอรีน (ที่มา http://www.biodieselcommunity.org)

ปฏิกิริยาข้างเคียงซึ่งเกิดขึ้น ได้แก่ การเกิดสบู่ (Saponification) และ ปฏิกิริยา Hydrolysis ดังรูปที่ 7 – 8 โดยตัวแปรต่างๆในการทำปฏิกิริยา จะมีผลต่อคุณสมบัติของน้ำมันไบโอดีเซลที่ได้

รูปที่ 7 ปฏิกิริยา Saponification

รูปที่ 8 ปฏิกิริยา Hydrolysis

---

บทความอื่น

บทความแนะนำ

Blog แนะนำ

Hot Links

คลังข้อสอบ | ข่าววิชาการ
เล่นกล/เกม | อ่านนิยาย
ข่าวทุนการศึกษา | ลิงค์

ขอบคุณผู้สนับสนุน