Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Production of methyl esters from palm fatty acids in supercritical methanol

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การผลิตเมทิลเอสเทอร์จากกรดไขมันจากปาล์มในเมทานอลวิกฤติยิ่งยวด

Year (A.D.)

2006

Document Type

Thesis

First Advisor

Artiwan Shotipruk

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

Master of Engineering

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Chemical Engineering

DOI

10.58837/CHULA.THE.2006.1635

Abstract

This study investigated the biodiesel production via a noncatalytic esterification reaction in supercritical methanol. The palm oil fatty acids were chosen as the raw material because of its availability as a low cost byproduct of palm oil industry. The variables affecting the methyl ester (biodiesel) conversion were investigated. which included molar ratio of fatty acids and methanol (1:1 to 1:12), reaction temperature (250 and 300 degree celsius) and reaction time (from 10 to 80 min). the results from this study showed that esterification of palm oil fatty acids in supercritical methanol gave the high conversion of 94% and was obtained at the molar ratio 1:6 (fatty acids: methanol) and at 300 degree celsius after 30 min. Furthermore, water whose content in fatty acid between 0-30 %v/v was found to lower the percent yield of methyl ester by hydrolyzing methyl ester back to fatty acids, and the degree of hydrolysis increased as water content and reaction time increased. when compare the result of methyl esterification of fatty acids in with methyl transesterification of purified oil, the result shows that the esterification of palm fatty acids requires lower operating conditions (Molar ratio and Time). when compared with conventional acid catalyzed process, supercritical methyl esterification of fatty acids required shorter reaction time and no neutralization process was needed.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

วิธีโดยทั่วไปในการผลิตเมทิลเอสเทอร์(ไบโอดีเซล)ด้วยการตัวเร่งปฏิกิริยากรดหรือเบสนั้นส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีสภาพเป็นกรดหรือเบส ทำให้ต้องมีขั้นตอนที่ล้างผลิตภัณฑ์ที่ยุ่งยากและก่อให้เกิดมลภาวะน้ำเสีย งานวิจัยนี้จึงพัฒนาการผลิตไบโอดีเซลด้วยสภาวะวิกฤติยิ่งยวดเมทานอล เพื่อทำให้เกิดปฏิกิริยาโดยไม่ต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาและลดข้อเสียของวิธีเดิม โดยมีสารตั้งต้นเป็นกรดไขมัน สาเหตุที่ใช้กรดไขมันเป้นสารตั้ง้นเนื่องจากมีราคาถูก เป็นผลพลอยได้จากโรงงานสกัดน้ำมันปาล์ม โดยทำการทดลองหาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตเมทิลเอสเทอร์ในถังปฏิกรรืแบบกะด้วยสภาวะต่างๆ ดังนี้ อุรหภูมิในการทำปฏิกิริยา 250 - 300 องศาเซลเซียส สัดส่วนโดยโมลของระหว่างไขมันและเมทานอล 1:1 ถึง 1:12 และเวลาที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาในช่วง 10-80 นาที จากผลการทดลองแสดงให้เห็นได้ว่าสัดส่วนโดยโมลระหว่างกรดไขมันและเมทานอลที่ดีที่สุดคือ 1:6 โดยเวลาที่เหมาะสมในการทำปฏิกิริยาคือ 30 นาทีและอุณหภูมิที่ใช้ในการทำปกิกิริยาที่ทำให้เกิดเมทิลเอสเทอรืสูงสุดคือ 300 องศาเวลเซียสโดยได้ผลิตภัณฑ์เมทิลเอสเทอร์ 94%กรณีศึกษาผลกระทบของน้ำที่มีผลต่อการเกิดเมทิลเอสเทอร์โดยมีน้ำปะปนไปกับสารตั้งต้นระหว่าง 0-30% (ปริมาตรโดยปริมาตรกรดไขมัน) ในสภาวะวิกฤตยิ่งยวดของเมทานอลพบว่าน้ำที่ปะปนไปนั้นสามารถลดการเกิดเมทิลเอสเทอร์ลงได้ ซึ่งการลดลงของการเกิดเมทิลเอสเทอร์นั้น เนื่องมาจากน้ำได้เข้าไปมีบทบาทในการไฮโดรไลซีสเมทิลเอสเทอรื ดังนั้นจึงศึกษาการไอโดรไลซีสของเมทิลเอสเทอรื ซึ่งพบว่าน้ำสามารถเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสเมทิลเอสเทอร์และลดการเกิดเมทิลเอสเทอร์ให้ลดลง และเมื่อเปรียบในกรณีของการไฮโดรไลซีสโดยมีเมทานอลเข้าร่วมปฏิกิริยาพบว่าการเกิดไฮโดรไลซีสนั้นจะลดต่ำลง ทั้งนี้เนื่องมาจากการที่มีเมทานอลเข้าไปร่วมในปฏิกิริยานั้นน่าจะไปลดความสามารถที่น้ำจะไฮโดรไลซีสกรณีเปรียบเทียบผลการทดลองสภาวะในการเกิดเมทิลเอสเทอร์ในสภาวะเมทานอลวิกฤติยิ่งยวดด้วยการใช้กรดไขมันปาล์มและน้ำมันปาล์มนั้นพบว่าการใช้กรดไขมันนั้นสามารถลดสัดส่วนโดยโมล อุณหภูมิ และเวลาในการทำปฏิกิริยาให้ดีได้กว่าเดิม และเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งแบบใช้กรดพบว่าการใช้กรดไขมันในสภาวะวิกฤติยิ่งยวดสามารถได้ผลิตภัณฑ์เมทิลเอสเทอร์ที่สูงมากกว่าและมีกระบวนการที่ง่ายกว่าเนื่องจากไม่ต้องผ่านกระบวนการทำให้ผลิตภัณฑ์เป็นกลาง

Link to Full Text

Share

COinS