Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

เอสเทอริฟิเคชันช่วยโดยเพอร์แวพอเรชัน และทรานส์เอสเทอริฟิเคชันของดิสทิลเลตกรดไขปาล์มในเครื่องปฏิกรณ์เมมเบรนไคโตซาน

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

PERVAPORATION-ASSITED ESTERIFICATION AND TRANSESTERIFICATION OF PALM FATTY ACID DISTILLATE IN CHITOSAN MEMBRANE REACTOR

Year (A.D.)

2014

Document Type

Thesis

First Advisor

ขันทอง สุนทราภา

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เทคโนโลยีเชื้อเพลิง

DOI

10.58837/CHULA.THE.2014.773

Abstract

งานวิจัยนี้เตรียมไบโอดีเซลจากวัตถุดิบดิสทิลเลตกรดไขมันปาล์มที่มีปริมาณกรดไขมันอิสระสูงร้อยละ 87.1±1.3 โดยน้ำหนัก ด้วยปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันต่อเนื่องด้วยปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน โดยไม่มีขั้นตอนการล้างระหว่างกลางในเครื่องปฎิกรณ์เมมเบรนไคโตซานเพอร์แวพอเรชัน 3 แบบ เรียกว่า แบบภายใน แบบภายนอก และแบบผสม ทำการศึกษาเมมเบรนไคโตซานเนื้อแน่น 2 ชนิด ได้แก่ แบบเชื่อมขวาง และแบบไม่เชื่อมขวาง พบว่าเมมเบรนแบบไม่เชื่อมขวางมีความเหมาะสมมากกว่า เนื่องจากมีความชอบน้ำมากกว่า สามารถกันไม่ให้เมทานอล ดิสทิลเลตกรดไขมันปาล์ม และเมทิลเอสเทอร์แพร่ผ่านเมมเบรนไปได้ ภาวะการดำเนินปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันที่เหมาะสมในเครื่องปฎิกรณ์เมมเบรนไม่เชื่อมขวางแบบภายใน คือ ใช้อัตราส่วนดิสทิลเลตกรดไขมันปาล์มต่อเมทานอล 1:15 ปริมาณกรดซัลฟิวริกร้อยละ 2 โดยน้ำหนักของดิสทิลเลตกรดไขมันปาล์ม อัตราการป้อนเมทานอล 20 มล./นาที เป็นเวลา 180 นาที เหลือกรดไขมันอิสระร้อยละ 1.24±0.01 โดยน้ำหนัก และมีปริมาณเมทิลเอสเทอร์ร้อยละ 83.9±0.6 โดยน้ำหนัก สำหรับเครื่องปฏิกรณ์เมมเบรนไม่เชื่อมขวางแบบภายนอก และแบบผสมใช้ภาวะเดียวกัน ที่อัตราส่วนดิสทิลเลตกรดไขมันปาล์มต่อเมทานอล 1:15 ปริมาณกรดซัลฟิวริกร้อยละ 2 โดยน้ำหนักของดิสทิลเลตกรดไขมันปาล์ม อัตราการป้อนเมทานอล 20 มล./นาที เป็นเวลา 120 นาที เหลือกรดไขมันอิสระร้อยละ 1.12±0.01 และ 1.09±0.03 โดยน้ำหนัก ตามลำดับ และมีปริมาณเมทิลเอสเทอร์ร้อยละ 85.4±0.3 และ 85.9±0.2 โดยน้ำหนัก ตามลำดับ ภาวะการดำเนินปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชันที่เหมาะสมเหมือนกันในทุกชนิดเครื่องปฏิกรณ์ ที่อัตราส่วนดิสทิลเลตกรดไขมันปาล์มต่อเมทานอล 1:6 ปริมาณโซเดียมไฮดรอกไซด์ร้อยละ 1 โดยน้ำหนักของดิสทิลเลตกรดไขมันปาล์มตั้งต้น อัตราการป้อนเมทานอล 20 มล./นาที เป็นเวลา 60 นาที เมื่อสิ้นสุดกระบวนการทั้งหมด กล่าวได้ว่าเครื่องปฏิกรณ์เมมเบรนแบบภายนอก และแบบผสมให้ผลิตภัณฑ์ไบโอดีเซลได้สมบัติตามเกณฑ์มาตรฐาน โดยเครื่องปฏิกรณ์ที่เหมาะสมมากกว่า คือ เครื่องปฏิกรณ์เมมเบรนแบบผสม แต่ยกเว้นค่าความเป็นกรดที่ยังสูงเกินค่ามาตรฐานฯของ EN 14214 และของประเทศไทย แต่อยู่ในเกณฑ์มาตรฐานฯของ ASTM D6751-02

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Biodiesel from palm fatty acid distillate (PFAD) with FFAs of 87.1±1.3 wt% was prepared in this study. The process comprised of esterification reaction followed by transesterification reaction without intermediate washing in chitosan membrane reactors that operating under pervaporation principle. The reactors were characterized as internal-pervaporation-assisted, external-pervaporation-assisted and mix-pervaporation-assisted types. It was found that the uncrosslinked dense chitosan membrane was more desirable than the crosslinked dense chitosan membrane because of its higher hydrophilicity with the same rejection properties of methanol, PFAD and methyl ester. The optimum esterification condition for internal uncrosslinked membrane reactor was at 1:15 PFAD:methanol, 2.0 wt% H2SO4 and 20 ml/min methanol feed rate for 180 min. The esterification product containing FFA and methyl ester of 1.24±0.01 and 83.9±0.6 wt%, respectively, was obtained. That for the external and mix types were the same at 1:15 PFAD:methanol, 2.0 wt% H2SO4 and 20 ml/min methanol feed rate for 120 min. The product from the external type reactor contained FFA and methyl ester of 1.12±0.01 and 85.4±0.3 wt%, respectively. Those from the mix type reactor were 1.09±0.03 and 85.9±0.2 wt%, respectively. The transesterification ondition was the same in all reactors at 1:6 PFAD:methanol, 1.0 wt% NaOH and 20 ml/min methanol feed rate for 60 min. It could be stated that by using the external or the mix type reactor, more preferably the mix type reactor, the qualified biodiesel could be produced. Its acid value was over the Thai as well as the EN14214 standards but still in the ASTM D6751-02 limit.

Link to Full Text

Share

COinS