อิทธิพลของแผ่นออริฟิซที่มีต่อร้อยละเมทิลเอสเทอร์ในกระบวนการสังเคราะห์ ไบโอดีเซลภายใต้สภาวะไฮ โดรไดนามิกส์คาวิเตชั่น

Abstract

ABSTRACT This paper presents the application of hydrodynamic cavitation reactor for biodiesel synthesis with use crude palm oil as a feedstock. The purpose of this study is to investigate the effect of the inlet pressure and various orifice plate types on percentage of methyl ester in process of biodiesel synthesis. The variable parameters such as inlet pressure (1.5, 3 and 5 bar) and different geometry of the orifice plate in term of hole characteristic, size of hole, number of hole and patterns of hole distribution were investigated. From the study results, the inlet pressure and geometry of the orifice plates significantly affects the rate of methyl ester. It was found that the percentage of methyl ester increases with increment of inlet pressure. The optimum of inlet pressure is 5 bar obtained high percentage of methyl ester in various types of orifice plate. While, the geometry of orifice plate with circular hole obtained rate of methyl ester more than square and rectangle hole. In this case similar hole, orifice plate which more number of holes and small diameter of hole will provide better reaction rate. The optimized orifice plate for biodiesel synthesis was type B. With an optimize plate geometry of circular hole, 2 mm hole diameter and 24 holes, which 97% of methyl ester have been obtained at reaction time of 25 minutes. This study concluded that multiple circular holes of orifice plate and small diameter of hole are more suitable to cavitation inducer in hydrodynamics cavitation reactor used biodiesel synthesis. Keyword: Orifice plate, Hydrodynamic cavitation, Biodiesel, Crude palm oilบทคัดย่อ บทความนี้นำเสนอการประยุกต์ใช้ถังปฏิกรณ์แบบไฮโดรไดนามิกส์คาวิเตชั่นสำหรับการสังเคราะห์ไบโอดีเซลโดยใช้น้ำมันปาล์มดิบเป็นวัตถุดิบ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาอิทธิพลของความดันทางด้านเข้าและแผ่นออริฟิซแบบต่างๆต่อค่าร้อยละเมทิลเอสเทอร์ที่ได้ในกระบวนการสังเคราะห์ไบโอดีเซล ตัวแปรที่ศึกษาได้แก่ ความดันทางด้านเข้า (1.5, 3 และ 5 บาร์) และรูปทรงของแผ่นออริฟิซที่มีความแตกต่างกันในส่วนของลักษณะ ขนาด จำนวนและรูปแบบการกระจายตัวของรู จากผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าความดันทางด้านเข้าและรูปทรงของแผ่นออริฟิซมีผลต่ออัตราการเกิดเมทิลเอสเทอร์ ทั้งนี้พบว่าการเพิ่มขึ้นของความดันทางด้านเข้ามีผลทำให้ร้อยละเมทิลเอสเทอร์เพิ่มสูงขึ้น ซึ่งความดันทางด้านเข้าที่เหมาะสมคือ 5 บาร์ ได้ค่าร้อยละเมทิลเอสเทอร์สูงที่สุดในแต่ละชนิดแผ่นออริฟิซที่ใช้ทดสอบ ในขณะที่รูปทรงของแผ่นออริฟิซที่มีลักษณะรูแบบวงกลมจะให้ค่าร้อยละเมทิลเอสเทอร์สูงกว่าแผ่นออริฟิซที่มีลักษณะรูแบบสี่เหลี่ยมจตุรัสและสี่เหลี่ยมผืนผ้า ในกรณีแผ่นออริฟิซที่มีลักษณะรูเหมือนกันแผ่นออริฟิซมีจำนวนรูมากกว่าและมีขนาดรูเล็กกว่าจะทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงโดยแผ่นออริฟิซที่เหมาะสมที่สุดสำหรับนำไปใช้ในการสังเคราะห์ไบโอดีเซลคือแผ่นออริฟิซชนิด B ที่มีลักษณะรูเป็นแบบวงกลม ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของรูเท่ากับ 2 มิลลิเมตรและมีจำนวนรูทั้งสิ้น 24 รู ให้ค่าเมทิลเอสเทอร์ร้อยละ 97 ที่เวลาในการทำปฏิกิริยา 25 นาที การศึกษานี้สรุปได้ว่าแผ่นออริฟิซที่มีลักษณะแบบรูวงกลมหลายรูและมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของรูเล็กมีความเหมาะสมสำหรับนำไปใช้เป็นอุปกรณ์เหนี่ยวนำให้เกิดคาวิเตชั่นภายในถังปฏิกรณ์แบบไฮโดรไดนามิกส์คาวิเตชั่นเพื่อใช้ในการสังเคราะห์ไบโอดีเซล คำสำคัญ: แผ่นออริฟิซ ไฮโดรไดนามิกส์คาวิเตชั่น ไบโอดีเซล น้ำมันปาล์มดิบ