manasu

ไบโอดีเซล
(Biodiesel)
คือน้ำมันเชื้อเพลิงที่ผลิตมาจากน้ำมันพืชหรือสัตว์ (Triglyceride)
โดยผ่านขบวนการ ทางเคมีกับเมทานอล (Transeterification)
โดยมีตัวเร่งปฎิกริยา (Catalyst) เป็นกรดหรือด่าง ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม
ทำให้โมเลกุลของน้ำมันเล็กลง ให้อยู่ในรูป ของเอทิลเอสเตอร์ (Ethyl
esters) หรือ เมทิลเอสเตอร์ (Methyl esters) และกลีเซอรีน ซึ่งไบโอดีเซล
จะมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับน้ำมันดีเซลมากสามารถ ใช้กับเครื่องยนต์ดีเซลได้
โดยตรงไม่มีผลกระทบกับเครื่องยนต์ใน ระยาวในสภาวะน้ำมันแพงอย่างนี
้หากมีวิธีที่ท่านจะประหยัด ค่าน้ำมันเชื้อเพลิงได้
ผมเชื่อว่าทุกท่านคงทำแน่นอน

กระบวนการทรานเอสเทอริฟิเคชั่น(Transeterification)

โมล (mol) คือหน่วยทางเคมีที่กำหนดขึ้น จากมวลรวมอะตอม ที่ได้จากการเปรียบเทียบ แล้วใส่ g(กรัม) ตัวอย่างเช่น NaOH มวลอะตอม เท่ากับ 23 + 16 +1 = 40 g. 1 โมล ของ NaOH = 40 g

น้ำมัน พืช 1 ตัว(โมล) ทำปฏิกิริยากับ เมทานอลอัลกอฮอล์ 3 ตัว(โมล) จะได้ ไบโอดีเซล 3 โมล กลีเซอรอล 1 โมล แต่ในทางปฏิบัติอาจเกิดปฏกริยาย้อยกลับ ทำให้ปฏิกริยาทางเคมีไม่สมบูรณ์ และเพื่อให้การทำปฏิกิริยาสมบูรณ์ จึงต้องเพิ่มสารทำปฏิกิริยา (เมทานอล) เป็น 2 เท่า ของปริมาณที่ใช้จริง 12.33 ลิตร คือประมาณ 25 ลิตร ต่อ น้ำมันพืช 100 ลิตร เมื่อขบวนการทำปฏิกริยาเสร็จสิ้น จึงมีเมทานอล ที่เเหลือเกินปนรวมอยู่กับกลีเซอรีน และน้ำมันไบโอดีเซล อีกที่เหลือจำนวนมากอีกครึ่งหนึ่ง เราสามารถใช้วิธีกลั่นเมทานอล จากกรีเซอรีน ให้ได้เปอร์เซ็นต์สูงๆ ก็สามารถนำกลับมาใช้ให้ได้ ส่วนจะได้คุณภาพหรือจะคุ้มค่าหรือไม่ ขึ้นอยู่กับกรรมวิธีและเครื่องมือที่ใช้ในการกลั่นของแต่ละคน

การใช้เบส เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เช่น Sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), carbonates เป็นต้น โดยจะมีการเร่งปฏิกิริยาที่เร็วกว่าการใช้กรดหลายเท่าตัว จึงมักนิยมใช้วิธีการนี้มากในการผลิตไบโอดีเซล โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้ Sodium hydroxide และ potassium hydroxide ซึ่งมีราคาถูกกว่าสารชนิดอื่น ๆ

วัตถุดิบในการผลิต

อุปกรณ์หลักที่จำเป็น

ขั้นตอนการผลิต

มีอยู่ 3 ขั้นตอน คือ 1.การทำปฎิกริยา 2.การล้าง 3.ไล่ความชื้น(ทำแห้ง)

การทำปฏิกริยา

ขั้นตอนการล้าง

1. แยก น้ำมันไบโอดีเซลที่อยู่ด้านบนจะมีสีใส (กลีเซอรีนอยู่ด้านล่างมีสีดำคล้ำ) มาทำการล้างด้วยน้ำ เพื่อขจัด กลีเซอรีน,เมทานอล,สารเร่งที่ตกค้างหลงเหลืออยู่และสิ่งสกปรกอื่นๆ ที่ปนอยู่ในน้ำมัน ออกไป
2. นำไบโอดีเซลใส่ในถังล้าง เติมน้ำเปล่าเท่ากับหนึ่งในสามของน้ำมันไบโอดีเซล
3. ใช้ ท่อพีวีซี ปิดหัว แล้วใช้หัวมินิสปริงเกอร์แบบฉีดฝอย หาซื้อได้จาก ร้านขายเครื่องมือเกษตร น้ำหยด วางท่อฉีดฝอยด้านบนถังดังรูป ข้อสำคัญ ปั๊นน้ำควร มีตัวควบคุมไฟ ที่เรียกว่าดิมเมอร์ คุมไม่ให้ปั๊มน้ำหมุนเร็วเกินไป จะทำให้แรงดันน้ำมัน ฉีดแรงเกินไป เพราะรูสปริงเกอร์ ออกมีขนาดเล็กมาก อาจทำให้ท่อพลาสติกและ สปริงเกอร์ หลุดหรือแตกเสียหายได้ วางท่อฉีดฝอยบนถังล้าง ฉีดน้ำฝอยแรงพอประมาณ ลงบนน้ำมันไบโอดีเซล จนน้ำล้างเริ่ม มีสีขาวขุ่นมาก ก็เปลี่ยนน้ำใหม่ ทำอีก 1-2 ครั้ง หรือทดสอบที่ค่าน้ำล้าง ให้มีค่าเป็นกลาง (PH7)ให้มากที่สุด

1. นำน้ำมันไบโอดีเซลที่ผ่านขบวนการล้างน้ำแล้ว มาอุ่นให้ร้อน 70-80 องศา
2. ใช้ อุปกรณ์ ฉีดฝอยหรือหัวฝักบัว วางบนถังต้มไล่น้ำ ฉีดฝอยไปเรื่อยๆ ให้ความชื้นออกจากน้ำมัน จนน้ำมันใส และทำต่อไปอีกสัก 15-20 นาที หรือนำน้ำมันใส่ขวดส่องดูตัวหนังสือด้านหลังเห็นชัดเจน ก็เป็นอันใช้ได้ครับ นำน้ำมันไปกรองอีกครั้ง ด้วยผ้ากรอง หรือ อุปกรณ์กรองน้ำ ที่มีความละเอียด 1 ไมครอน ก่อนนำไปใช้งาน

การทำปฏิกริยาแบบ กรด-ด่าง
ปฏิกริยากรด เป็นการปรับสภาพน้ำมันพืช เพื่อลดกรดไขมันอิสระให้เป็น เมทิลเอสเตอร์ก่อน จึงตามด้วยการทำปฏิกริยากับด่างต่อไป (กรดทำปฏิกริยากับกรดไขมันอิสระได้ดีกว่าด่าง) เพราะหากใช้กรดทำปฏิกริยาอย่างเดียวก็ทำได้แต่อาจต้องใช้เวลานานอาจถึง 30 ชม. หรือกว่านั้น

1. อุ่นน้ำมันให้มีอุณหภูมิ 50-60 องศา เติมเมทานอล จำนวนครึ่งจากปริมาณที่จะต้องใช้ทั้งหมด กวนผสมเล็กน้อย ประมาณ 5 นาที
   เติมกรดซัลฟูริก ความเข้นข้น 95% ปริมาณ 1 ซี.ซี/ลิตร กวนผสมให้เข้ากัน ทิ้งไว้ 4 ชม. เมื่อครบ 4ชม. จึงทำปฏิกริยาด่างต่อไป
2. ปฏิกริยาด่าง เป็นการทำปฎิกริยาทรานแอสเทอร์ หรือ ที่เราทำแบบทั่วไปในขั้นตอนเดียว
   หากเราต้องการความถูกต้องให้การใช้ปริมาณด่างที่ใช้ทำปฏิกริยาที่แน่นอน เราอาจจะทำการไตเตรทอีกครั้งก็ได้ แล้วใช้ปริมาณด่างที่หาได้ผสมกับเมทานอลที่เหลืออีกครึ่งหนึ่ง ทำปฎิกริกริยาในขั้นนี้ต่อไป
3. หากไม่ทำการไตรเตรท ก็ใช้ปริมาณด่างที่ 0.4-0.5 % ของน้ำมันพืช หรือ 4-5 กรัม/ลิตร เพื่อทำปฏิกริยาในขั้นขบวนการนี้ต่อไป
   

การทำปฏิกริยาแบบ ด่าง-ด่าง

1.ปฏิกริยาด่าง ครั้งที่ 1
อุ่นน้ำมันให้มีอุณหภูมิ 50-60 องศา เติมสารละลายโซเดียมเมท็อกไซด์ (เมทานอล+โซดาไฟ) จำนวน 3/4 ของปริมาณที่จะต้องใช้ทั้งหมด กวนผสมให้เข้ากัน ประมาณ 15-20 นาที
ปล่อยให้น้ำมันพืชทำปฏิกริยากับสารละลายเมท็อกไซด์ และตกตะกอนแยกกลีเซอรีน จนหมดใช้เวลานานเท่าไรยิ่งเป็นผลดีต่อการแยกกลีเซอรีนออกจากน้ำมันไบโอดีเซล

2.ปฏิกริยาด่าง ครั้งที่ 2
น้ำมันไบโอดีเซลครั้งที่ 1ที่แยกกลีเซอรีนออกหมดแล้ว อุ่นให้อุณหภูมิอยู่ระหว่าง 50-60 องศา เติมติมสารละลายโซเดียมเมท็อกไซด์ ที่เหลือ 1/4 ส่วนของทั้งหมด กวนผสมให้เข้ากัน 15-20 นาที
ปล่อยให้ทำปฎิกริยา และตกตะกอนแยกกลีเซอรีนจนหมด แล้วจึงเข้าสู่ขบวนการในขั้นตอนล้าง และไล่ความชื้นต่อไป