นโยบายการจัดการความรู้ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ 1.ให้ใช้เครื่องมือการจัดการความรู้ผลักดัน คุณภาพคน และกระบวนทำงาน 2.ส่งเสริมการแลกเปลี่ยนประสบการณ์การทำงาน จากหน้างาน 3.ส่งเสริมให้มีเวทีเรียนรู้ร่วมกัน

คนธรรมดา
Ico64
เครือข่าย
สมาชิก · ติดตาม: 5 · ผู้ติดตาม: 22

อ่าน: 3627
ความเห็น: 1

PSU ไบโอดีเซล 22: น้ำมันบริโภคชนิดอื่น ๆ

น้ำมันเมล็ดทานตะวัน

         ในทวีปยุโรปมีการเพาะปลูกมากในประเทศแถบยุโรปใต้ เช่น อิตาลี สเปนและกรีซ เพราะเป็นพื้นที่ที่มีอากาศกึ่งแล้ง ซึ่งจะทำให้ผลได้น้ำมันของเรพซีดต่ำลง น้ำมันเมล็ดทานตะวันเป็นพืชน้ำมันที่มีคุณค่าสำหรับการบริโภคของมนุษย์ เนื่องจากปริมาณกรด linoleic ที่สูง จึงจำกัดปริมาณที่จะนำมาผลิตเป็นน้ำมันเชื้อเพลิงไบโอดีเซล

          จาก European biodiesel standard (EN14214)  เมทิลเอสเตอร์บริสุทธิ์ของน้ำมันเมล็ดทานตะวัน ไม่สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลได้ เนื่องจากมีค่าไอโอดีนเกินขีดจำกัดซึ่งตั้งไว้ที่ ≤ 120 กรัมไอโอดีน/100 กรัมน้ำมัน ยิ่งกว่านั้นเชื้อเพลิงน้ำมันเมล็ดทานตะวันที่ไม่ได้เติมสารเติมแต่ง ยังมีเสถียรภาพออกซิเดชันที่ต่ำมาก ทั้งนี้เนื่องมาจากการมีปริมาณกรดไขมันไม่อิ่มตัวอยู่ในปริมาณที่สูง (C18:2 - 67-74%) เพื่อแก้ไขปัญหานี้ จึงได้มีการผสมพันธุ์ทานตะวันที่มีกรดโอเลอิกในปริมาณที่สูงขึ้น ในบริบทนี้ วิศวกรรมพันธุศาสตร์จึงเป็นความหวังของความเป็นไปได้ใหม่ๆ ในการผลิตไบโอดีเซล ในการพัฒนาพันธุ์พืชไร่ที่ให้น้ำมันซึ่งมีองค์ประกอบของกรดไขมันที่ตรงกับความต้องการในการใช้ผลิตเป็นพลังงานทดแทน

 

น้ำมันถั่วเหลือง 

          ถั่วเหลือง (Glycine max) เป็นวัตถุดิบที่ใช้กันมากที่สุดในการผลิตเป็นไบโอดีเซลในสหรัฐอเมริกา และเป็นน้ำมันพืชที่ผลิตกันทั่วโลก ในปี ค.ศ.2008 มีปริมาณการผลิตสูงถึง 230.9 ล้านตัน โดยประเทศที่เพาะปลูกรายใหญ่ได้แก่ สหรัฐอเมริกา บราซิล และอาร์เจนตินา เนื่องจากการใช้ประโยชน์จากกากถั่วเหลืองเป็นแหล่งโปรตีนในอาหารสัตว์ และเช่นเดียวกันกับน้ำมันเมล็ดดอกทานตะวัน น้ำมันถั่วเหลืองมีองค์ประกอบ C18:2 52-56% และ C18:3 6-8% ส่งผลให้ น้ำมันถั่วเหลืองมีค่าไอโอดีน 121-143 กรัมไอโอดีน/100 กรัมน้ำมัน ดังนั้น EN14214 จึงไม่ยอมให้ใช้เมทิลเอสเตอร์บริสุทธิ์จากน้ำมันถั่วเหลืองมาเป็นน้ำมันเชื้อเพลิง แม้ว่ากฎข้อนี้จะถูกต่อต้านอย่างรุนแรงจากผู้เชี่ยวชาญหลายๆ ท่าน

 

น้ำมันเรพซีด

         น้ำมันเรพซีด (rapeseed) (Brassica napus L.ssp.Oleifera) ถูกเลือกสำหรับการทดลองทำปฏิกิริยาทรานส์เอสเตอริฟิเคชันโดยผู้บุกเบิกการผลิตไบโอดีเซล เนื่องจากมีราคาถูกเมื่อเทียบกับน้ำมันพืชบริโภคชนิดอื่นๆ อย่างไรก็ตามพบว่ามันมีปริมาณกรดโอเลอิกชนิดไม่อิ่มตัวแบบหนึ่งพันธะคู่ (monounsaturated oleic acid) อยู่สูง และมีกรดชนิดอิ่มตัวและกรดชนิดไม่อิ่มตัวแบบหลายพันธะคู่ (polyunsaturated acid) อยู่ในระดับต่ำ ซึ่งในทางปฏิบัติแล้วจะเป็นวัตถุดิบคุณภาพดีในการผลิตเป็นไบโอดีเซล ทั้งในด้านของการเผาไหม้ (combustion characteristic) เสถียรภาพออกซิเดชัน (oxidation stability) และคุณสมบัติที่อุณหภูมิต่ำ (cold temperature behavior) เนื่องจากคุณสมบัติที่ดีกว่าหลายประการของน้ำมันเรพซีด จึงยังคงเป็นสารป้อน (feedstock) ของการผลิตไบโอดีเซลเป็นอันดับหนึ่งของโลก จากปีค.ศ. 2002 มีการผลิตไบโอดีเซลเพิ่มทั้งในยุโรปและอเมริกาอย่างสูงต่อเนื่องจนมีกำลังการผลิตถึง 6 ล้านตันในปี ค.ศ. 2006 โดย 1 ตันของเรพซีดจะให้น้ำมัน 400 กิโลกรัม  ประเทศผู้ผลิตเรพซีดรายใหญ่คือ จีน แคนาดา อินเดีย เยอรมนี และฝรั่งเศส ตามลำดับ โดยปริมาณเรพซีดที่ผลิตในปี ค.ศ. 2009 รวม 61.6 ล้านตัน

 

          น้ำมันเรพซีด (รู้จักกันในอีกชื่อหนึ่ง คือ คาโนลา (canola)) อยู่ในวงศ์ (family) Brassicacea ปัจจุบันเรพซีดเป็นพืชน้ำมันพืชที่เพาะปลูกเป็นอันดับสามของโลก (รองจากถั่วเหลืองและปาล์ม) น้ำมันเรพซีด หรือ colza ถูกจำแนกลักษณะด้วยปริมาณกรดอีรูซิก (erucic, C22:1) ที่มีปริมาณสูง (~50%) ต่อมามีการพัฒนาสายพันธุ์ใหม่ “double zero” (00) โดยให้น้ำมันที่มีกรดอีรูซิกน้อยกว่า 2% เนื่องจากการบริโภคกรดอีรูซิกในปริมาณมากเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต

          เรพซีดที่สุกแล้วจะประกอบด้วยน้ำมัน 40-45% โปรตีน 20-25% และคาร์โบไฮเดรต 25% โดยทั่วไปกระบวนการผลิตน้ำมันเรพซีด ประกอบด้วยการทำให้เป็นแผ่นบาง (flaking) และการให้ความร้อนเพื่อทำลายเยื่อหุ้มเซลล์และยับยั้งเอนไซม์ ตามด้วยการใช้สกรูอัด (screw pressing) และการสกัดของแข็ง (cake) ที่ได้จากการบีบอัดด้วยตัวทำละลาย จากนั้นจะใช้กระบวนการรีไฟน์น้ำมัน โดยปกติน้ำมันจากเรพซีด (00) เป็นน้ำมันที่มีคุณค่าในการประกอบอาหาร กากเรพซีดใช้เป็นอาหารสัตว์ได้ ซึ่งมีโปรตีนสูงอาจใช้แทนกากถั่วเหลืองได้

                มาตรฐานไบโอดีเซล EN14214 น่าจะใช้ฐานของน้ำมันเรพซีดมากำหนดเป็นมาตรฐานขึ้น โดยค่าไอโอดีนของน้ำมันเรพซีดอยู่ในช่วง 96-117 และ 98-108 กรัมไอโอดีน/100 กรัมน้ำมัน ซึ่งต่ำกว่า 120 ที่กำหนดเป็นค่ามาตรฐาน อยากไรก็ตามการมีองค์ประกอบของกรดไขมันไม่อิ่มตัวสูงในน้ำมันเรพซีดทำให้มีคุณสมบัติที่ดีต่อการใช้ในภูมิประเทศที่มีอุณหภูมิต่ำ แม้จะมีเสถียรภาพออกซิเดชันสูงกว่าไบโอดีเซลจากน้ำมันปาล์มก็ตาม                            

 

น้ำมันบริโภคที่เป็นทางเลือกอื่น 

       จากน้ำมันสี่ชนิดหลักที่ใช้ในการผลิตไบโอดีเซล (น้ำมันเรพซีด  น้ำมันเมล็ดทานตะวัน น้ำมันถั่วเหลือง และน้ำมันปาล์ม) แล้ว ยังคงมีน้ำมันพืชสำหรับบริโภคชนิดอื่นๆ ที่สามารถใช้ในการทำปฏิกิริยาทรานส์เอสเตอริฟิเคชันเพื่อผลิตไบโอดีเซลได้ ทางเลือกของการใช้วัตถุดิบนั้นส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสภาพภูมิอากาศที่เกี่ยวข้อง เช่น สภาพอากาศแบบเมดิเตอเรเนียนไม่เหมาะที่จะเพาะปลูกเรพซีด  พืชไร่ทางเลือกหลายชนิดถูกทดสอบการเพาะปลูกในยุโรปตอนใต้  ซึ่งรวมถึงน้ำมันจากเมล็ดทานตะวัน  Ethiopian mustard และน้ำมัน cardoon โดยในประเทศไทยก็มีการทดสอบการปลูกปาล์มน้ำมันในเขตพื้นที่น้ำฝนน้อยเช่นกัน

         Ethiopian mustard (Brassica carinata) เกี่ยวพันอย่างใกล้ชิดกับเรพซีด อย่างไรก็ตามเนื่องจากเป็นพืชประจำถิ่นของที่ราบสูง เอธิโอเปีย พืชไร่ชนิดนี้ได้ปรับตัวให้เข้ากับปริมาณฝนน้อยและอุณหภูมิสูงของอากาศ  ซึ่งสามารถให้ผลผลิตเมล็ดสูงกว่า Brassica napus เป็นอย่างมาก ข้อจำกัดในการใช้น้ำมันจากเมล็ดของ Brassica carinata สำหรับผลิตไบโอดีเซล ก็คือปริมาณกรดอีรูซิก (C22:1) และ linolenic สูงและสัมพันธ์กับค่าไอโอดีนสูงประมาณ 130 กรัมไอโอดีน/100กรัมน้ำมัน เมื่อไม่นานมานี้ได้มีการพัฒนาสายพันธุ์ที่มีกรดอีรูซิกต่ำ อาจยกระดับคุณค่าของกากเมล็ด Ethiopian mustard ให้เป็นอาหารสัตว์ได้ แต่ไม่อาจปรับปรุงสมบัติที่เกี่ยวข้องกับค่าไอโอดีน

         Cardoon (Cynara cardunculus) เป็นพืชในวงศ์ Asteracea ดังนั้นจึงเกี่ยวข้องกับทานตะวันและดอกคำฝอย (Safflower) เป็นพืชประจำถิ่นของเขตเมดิเตอเรเนียน ซึ่งขึ้นอยู่ตามป่าหรือเพาะปลูกเพื่อเป็นอาหารสัตว์ ที่เหมือนกันมากกับน้ำมันถั่วเหลือง ก็คือ องค์ประกอบกรดไขมัน อย่างไรก็ตาม ยังพบข้อจำกัดเนื่องจากค่าไอโอดีนเช่นเดียวกัน

          Gold of pleasure (Camelina sativa) และลินสีด (Linum usitatissimum) เพาะปลูกกันในยุโรปตอนกลางมาตั้งแต่ดั้งเดิม  ซึ่งเมื่อไม่นานมานี้มีการค้นพบใหม่ในฐานะของพืชน้ำมัน ในขณะนั้นการสำรวจความเป็นไปได้  (feasibility) ของการใช้ประโยชน์น้ำมันจากพืชทั้งสองรวมกับน้ำมันบริโภคอีกหลายชนิดรวมทั้งน้ำมันพืชที่ไม่ใช้บริโภค (nonedible) และน้ำมันปลา ที่ทำการตรวจสอบที่สถาบันเคมี Graz ผลเบื้องต้นชี้ให้เห็นว่า เมทิลเอสเตอร์จากน้ำมันทั้งสองชนิดไม่เหมาะสมที่จะทดแทนน้ำมันดีเซล หากไม่ผสมกับเรพซีดเมทิลเอสเตอร์ (RME) หรือน้ำมันดีเซล เนื่องจากมีปริมาณกรดไขมันชนิด di, tri และ polyenoic  อยู่ในปริมาณที่สูงมาก

         Tigernut (Cyperus esculentus) เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของพืชทางเลือก ซึ่งปัจจุบันได้ศึกษาถึงการเป็นแหล่งพืชน้ำมันสำหรับการผลิตน้ำมันเชื้อเพลิงในแอฟริกา เป็นพืชที่สามารถปรับสภาพกับภูมิอากาศและสภาพของดินที่แตกต่างกันได้  เป็นพืชที่เติบโตใต้พื้นดินอย่างรวดเร็ว  มีน้ำมันที่หัว  โดยดั้งเดิมมนุษย์ใช้บริโภคแบบสด  แห้ง อบ หรือหมัก  การทดสอบเบื้องต้นต่อคุณสมบัติทางด้านเชื้อเพลิงและลักษณะของแก๊สที่ได้จากการเผาไหม้ของเมทิลเอสเตอร์ที่ผลิตได้จากน้ำมัน Tigernut  พบว่า อาจใช้น้ำมันชนิดนี้เป็นสารป้อนอีกชนิดหนึ่งสำหรับผลิตไบโอดีเซล ในการประยุกต์ใช้งานเฉพาะอย่าง (niche application)

         น้ำมันบริโภคอื่นๆ ที่เป็นทางเลือกในประเทศแถบเอเชียใต้นั้น  รวมถึงน้ำมันเมล็ดในปาล์ม (Palm kernel oil: Elaeis quineensis) และน้ำมันมะพร้าว (Coconut oil: Cocos nucifera) เมล็ดในปาล์มให้น้ำมันที่มีองค์ประกอบทางเคมีแตกต่างจากน้ำมันปาล์ม  ซึ่งแสดงออกในรูปกรดไขมันอิ่มตัวสายโซ่สั้นในปริมาณสูง  เช่นกรดลอริกและไมริสติก โดยปกติน้ำมันเมล็ดในปาล์มจะประกอบด้วยโทโคเฟอรอลและโทโคไตรอีนอล 600 ถึง 1000 ppm  แต่มีคาโรทีนอยด์เพียงเล็กน้อย ดังนั้นจึงมีสีเหลืองอ่อน ทั้งน้ำมันมะพร้าวและน้ำมันเมล็ดในปาล์มก็ใช้กันอย่างกว้างขวางในเชิงอุตสาหกรรมและการประกอบอาหารและสารตั้งต้นสำหรับผลิตมาการีน เนยจากพืช (shortenings) และใช้เป็นเคลือบไขมันที่รับประทานได้ (edible fat coatings) น้ำมันเมล็ดในปาล์ม มีการใช้ประโยชน์เพิ่มขึ้นโดยใช้เป็นสารทดแทนราคาถูกสำหรับเนยจากโกโก้ (cocoa butter)  ขณะที่น้ำมันมะพร้าวใช้สำหรับผลิตผงซักฟอกและเครื่องสำอาง เมื่อเร็วๆ นี้น้ำมันที่มีกรดลอริกทั้งสองชนิดนี้ยังได้เข้าสู่เป้าหมายในการเป็นวัตถุดิบสำหรับผลิตไบโอดีเซล เช่น ในประเทศฟิลิปปินส์ ในขณะที่น้ำมันเหล่านี้มีองค์ประกอบกรดไขมันอิ่มตัวเกือบ 90% ซึ่งมีผลดีต่อค่าซีเทน (cetane number) แต่ไม่เป็นข้อดีต่อคุณสมบัติที่อุณหภูมิต่ำ (cold temperature properties) ดังนั้นไบโอดีเซล 100% ที่มาจากน้ำมันพืชที่มีกรดลอริกสูงจึงไม่สามารถใช้งานในสภาพอากาศอบอุ่นได้

          ก่อนที่น้ำมันถั่วเหลืองจะเข้ามามีบทบาทเป็นสารป้อนหลักสำหรับการผลิตไบโอดีเซลในสหรัฐอเมริกานั้น การทดลองได้เริ่มต้นที่น้ำมันมัสตาร์ด (mustard oil : Brassica nigra) และ มัสตาร์ดเหลือง (Sinapis alba) ก่อน เพราะเป็นพืชที่เหมาะสมในการเพาะปลูกต่อสภาพอากาศของไอดาโฮ (Idaho) ตอนเหนือ และใช้น้ำมันจากเมล็ดสำหรับผลิตเอทิลเอสเตอร์ (FAEE: Fatty Acid Ethyl Ester) โดยกลุ่มของนักวิทยาศาสตร์ของ Peterson (Peterson et al.,2001) น้ำมันเชื้อเพลิงที่ได้ถูกส่งไปยัง Yellowstone Nation Park เพื่อใช้เป็นน้ำมันทางเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมแทนน้ำมันดีเซล  และยังใช้เป็นน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับ Volkswagen beetle ปี 2001  จึงเรียกว่า “Idaho Mustard Bug” สำหรับวัตถุประสงค์ก็เพื่อแสดงให้เห็นในที่ประชุมและงานเปิดแสดงในสถานที่ต่างๆ เพื่อการประชาสัมพันธ์การใช้พลังงานทางเลือกไบโอดีเซล การทดสอบสมบัติของเชื้อเพลิงในเบื้องต้น พบว่า การทำงานของเครื่องยนต์และการปล่อยแก๊สจากการเผาไหม้ให้ผลเป็นที่น่าพอใจอย่างมาก

         จากการสำรวจความเป็นไปได้ของพืชน้ำมันจำนวนมาก นำมาสู่บทสรุปที่เป็นข้อจำกัดของไบโอดีเซล 2 ข้อ คือ 1. การมีปริมาณน้ำมันพืชที่ไม่เพียงพอต่อการผลิตเป็นไบโอดีเซล และ 2. ราคาการผลิตที่ไม่สามารถจะแข่งขันได้กับปิโตรเลียมดีเซล ดังนั้นในปัจจุบันงานวิจัยจำนวนมากจึงได้พยายามมุ่งไปสู่การแทนที่น้ำมันพืชใหม่สดด้วยแหล่งไขมันและน้ำมันที่มีราคาถูกหลากหลายประเภท

 

ผม..เอง

 

 

หมวดหมู่บันทึก: การเรียนการสอน
สัญญาอนุญาต: ซีซี: แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-อนุญาตแบบเดียวกัน Cc-by-nc-sa
สร้าง: 26 พฤศจิกายน 2554 16:33 แก้ไข: 26 พฤศจิกายน 2554 16:33 [ แจ้งไม่เหมาะสม ]
ดอกไม้
สมาชิกที่ให้กำลังใจ: Ico24 Our Shangri-La และ Ico24 ใยมะพร้าวน้องใยไหม.
สมาชิกที่ให้กำลังใจ
 
Facebook
Twitter
Google

บันทึกอื่นๆ

ความเห็น

ถั่วเหลือง (Glycine max) เป็นวัตถุดิบที่ใช้กันมาก...บลา บลา

 

จากชื่อเจ้าถั่วเหลืองว่า Glycine max นี่มีความหมายตรงตัวเลยหรือไม่ ว่ามีกรดอะมิโนไกลซีนมากที่สุด....เอ ส่วนชื่อถั่วเหลืองภาษาอังกฤษนี่คงเป็น Soy bean ใช้ไหมครับ

 

เอิ้ก เอิ้ก

 

"ใจสั่งมา"

ร่วมแสดงความเห็นในหน้านี้

ชื่อ:
อีเมล:
IP แอดเดรส: 35.168.112.145
ข้อความ:  
เรียกเครื่องมือจัดการข้อความ
   
ยกเลิก หรือ