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

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

อ่าน: 3469
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

 

 

Sections: การเรียนการสอน
License: ซีซี: แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-อนุญาตแบบเดียวกัน Cc-by-nc-sa
created: 26 November 2011 16:33 Modified: 26 November 2011 16:33 [ Report Abuse ]
ดอกไม้
People who like this: Ico24 Our Shangri-La and Ico24 ใยมะพร้าวน้องใยไหม.
People Who Like This
 
Facebook
Twitter
Google

Other Posts By This Blogger

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: 3.214.184.124
ข้อความ:  
เรียกเครื่องมือจัดการข้อความ
   
ยกเลิก หรือ