การศึกษาผลของตัวแปรของการดำเนินปฏิกิริยาและการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาซ้ำสำหรับการผลิตไบโอดีเซลโดยใช้ MnO2/CaO ในการเร่งปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชันของน้ำมันปาล์ม

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาภาวะที่เหมาะสมและการนำตัวเร่งปฏิกิริยากลับมาใช้ซ้้ำในการทำปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชันของน้้ำมันปาล์มในเครื่องปฏิกรณ์แบบกะสำหรับการผลิตไบโอดีเซล โดยใช้การเอิบชุ่ม MnO2 5%wt เพื่อเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา MnO2/CaO จากเปลือกหอยขม จากนั้นเผาภายใต้ความดันบรรยากาศ 800ºC เป็นเวลา 4 h ตัวแปรที่ศึกษาประกอบไปด้วยผลของปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยา อัตราส่วนโดยโมลของเมทานอลต่อน้ำมัน และอุณหภูมิที่แตกต่างกันในการท้าปฏิกิริยา ผลการทดลองพบว่าภาวะที่เหมาะสมคือ การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา MnO2/CaO ปริมาณ 5%wt โดยน้ำหนักของน้ำมัน อัตราส่วนโดยโมลของเมทานอลต่อน้ำมัน 6 : 1 และอุณหภูมิ 65ºC ที่เวลา 180 min ให้ผลได้ไบโอดีเซลถึง 89.67% และสามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้ 3 รอบ ซึ่งรอบที่ 3 ให้ผลได้ไบโอดีเซลถึง 62.99% โดยไม่มีการล้างตัวเร่งปฏิกิริยาส้าหรับการทำปฏิกิริยาในครั้งถัดไป การที่ผลได้ไบโอดีเซลลดลงเนื่องจากการเสื่อมสภาพที่เกิดจากการดูดซับของสารทำปฏิกิริยาทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยามีต้าแหน่งว่องไวลดลง และจากการทดสอบจะไม่พบการชะละลายของตัวเร่งปฏิกิริยา MnO2/CaO แสดงว่าการเติม MnO2 จะช่วยลดการชะละลายของ CaO เนื่องจากโลหะออกไซด์ MnO2 บนผิวของ CaO จะไปสร้างพันธะและปกคลุมพื้นที่ผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา CaO ท้าให้ Ca2+ หลุดออกได้ยากขึ้น สามารถสรุปได้ว่าการเติม MnO2 ในตัวเร่งปฏิกิริยา CaO ที่ได้จากเปลือกหอยขม นอกจากจะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยายังเป็นการเพิ่มมูลค่าให้กับขยะ และลดต้นทุนการผลิตไบโอดีเซลอีกด้วย