ปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชันน้ำมันสบู่ดำโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโปแตสเซียมออกไซด์/ฟอจาไซต์

Abstract

ทำการสังเคราะห์ไบโอดีเซล ด้วยการทำปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชันระหว่างน้ำมันสบู่ดำกับเมทานอล โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบวิวิธพันธ์ คือ โปแตสเซียมออกไซด์/ฟอจาไซต์ ที่เตรียมจาก 20, 25, 30, 35 wt% KNO3 ด้วยเทคนิคการฝังตัวแบบแห้ง ทดลองด้วยเครื่องปฏิกรณ์แบบกะ (batch reactor) ที่มีชุดรีฟลักซ์ช่วยควบแน่นไอของเมทานอล จากผลการศึกษาด้วยโปรแกรมออกแบบการทดลองพบว่า ปัจจัยหลักที่มีผลต่อการเกิดเมทิลเอสเทอร์ ได้แก่ ชนิดของตัวเร่ง ปริมาณตัวเร่ง และอัตราส่วนโดยโมลระหว่างเมทานอลต่อน้ำมันสบู่ดำที่ใช้ในการเกิดปฏิกิริยา เมื่อทดลองสังเคราะห์ไบโอดีเซลด้วยการแปรค่าปัจจัยหลักทั้ง 3 ปัจจัย พบว่า สภาวะการทดลองที่เหมาะสมที่สุดในการสังเคราะห์ไบโอดีเซล คือ การใช้ตัวเร่งที่เตรียมจาก 20 wt% โปแตสเซียมไนเตรท/ฟอจาไซต์ ด้วยปริมาณการใช้ 9% โดยน้ำหนัก ใช้เมทานอลตั้งต้น 30 เท่าของน้ำมันสบู่ดำ ทำปฏิกิริยาที่ 64.7 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 8 ชั่วโมงพร้อมการกวนด้วยความเร็ว 600 รอบต่อนาที น้ำมันไบโอดีเซลที่ได้มีปริมาณเมทิลเอสเทอร์ 90% มีความหนาแน่น 0.89 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร ความหนืด 6.1 เซนติสโตกส์ และจุดวาบไฟ 176 องศาเซลเซียส ซึ่งเมื่อพิจารณาโดยรวมใกล้เคียงกับค่ามาตรฐานของกรมธุรกิจพลังงาน Methyl ester (biodiesel) was synthesized by transesterification of Jatropha curcus Linn. oil with methanol using heterogeneous acid catalysts: K2O/Faujasite having 20, 25, 30, 35 wt% KNO3. The catalysts were prepared by a dry impregnation technique. The reactions were carried out in a batch reactor that equipped with a reflux set for methanol recovery. The result from the design of experiment showed that the main factors that affected the yield of methyl ester were type of catalyst, amount of catalyst used, and molar ratio of methanol to oil. After conducting several experiments by varying those factors, it was found that the maximum yield of methyl ester of 90% was obtained by using 20 wt% KNO3/Faujasite with the following condition: molar ratio of methanol 1 to 30 of Jatropha oil and methanol, 9 wt% of catalyst used, reaction temperature of 64.7 C for 8 h with stirring of 600 rpm. Furthermore, the obtained product has the density of 0.89 g/cm3, the viscosity of 6.1 mm2/s and the flash point of 176 C. Which properties are close to the standard values.