สภาวะที่เหมาะสมของการผลิตเอทิลเอสเทอร์จากกรดไขมันปาล์มด้วยกระบวนการเอสเทอริฟิเคชันแบบสองขั้นตอน: วิธีพื้นผิวตอบสนอง

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการผลิตเอทิลเอสเทอร์จากกรดไขมันปาลม์ (palm fatty acid distillate, PFAD) ด้วยปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันสองขั้นตอนแบบกะ ซึ่งกรดไขมันปาลม์เป็นผลพลอยได้จากกระบวนการกลั่นน้ำมันปาลม์บริสุทธิ์ (refined palm oil, RPO) ถูกนำมาใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตไบโอดีเซล การศึกษาการผลิตไบโอดีเซลจากกรดไขมันปาลม์ ด้วยปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน สองขั้น ตอนแบบกะโดยออกแบบการทดลองด้วยวิธีการออกแบบประสมกลาง (central composite design, CCD) และวิเคราะห์ผลการทดลองด้วยเทคนิคพื้นผิวตอบสนอง (response surface methodology, RSM) เพื่อหาสภาวะที่เหมาะสม ได้ศึกษาค่าความบริสุทธิ์ของเอทิลเอสเทอร์เมื่อช่วงของตัวแปรอิสระ ของเอสเทอริฟิเคชันทั้งสองขั้นตอน คือ ปริมาณเอทานอล (4.77-55.23 wt.%) ปริมาณกรดซัลฟิวริก (0.95-11.05 wt.%) ใช้เวลาในการทำปฏิกิริยา (6-74 min) ควบคุมอุณหภูมิทำปฏิกิริยาและความเร็วรอบของใบกวน เท่ากับ 75˚C และ 300 rpm ตามลำดับ จากผลการทดลองพบว่า สภาวะที่เหมาะสมของปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันขั้นตอนที่ 1 คือ ปริมาณ เอทานอลเท่ากับ 29.42 wt.% กรดซัลฟิวริกเท่ากบั 5.28 wt.% และเวลาในการทำปฏิกิริยา เท่ากับ 40 min สามารถผลิต น้ำมันลดกรดไขมันอิสระได้เอทิลเอสเทอร์เท่ากับ74.222 wt.% และเมื่อนำน้ำ มันลดกรดไขมันอิสระจากขั้น ตอนที่ 1 ไป ผลิตไบโอดีเซลในขั้นตอนที่ 2 ด้วยปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันพบว่า สภาวะที่เหมาะสมคือ ปริมาณเอทานอลเท่ากับ 37.96 wt.% กรดซัลฟิวริก เท่ากับ 6.91 wt.% และเวลาในการทำปฏิกิริยา เท่ากับ 55 min สามารถผลิตเอทิลเอสเทอร์ได้ มากที่สุด เท่ากับ99.323 wt.%