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

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

อ่าน: 3547
ความเห็น: 2

PSU ไบโอดีเซล 24: น้ำมันทอดใช้แล้ว

น้ำมันทอดใช้แล้วหรือน้ำมันหมุนเวียนกลับมาใช้ใหม่ (Recycled or waste oil)

                น้ำมันใช้แล้วหรือน้ำมันที่หมุนเวียนกลับมาใช้ใหม่ เป็นวัตถุดิบที่ใช้กันมากสำหรับผลิตไบโอดีเซลในการผลิตขนาดเล็ก เนื่องจากราคาถูกและให้ประโยชน์ในเชิงรักษาสภาพแวดล้อม ซึ่งเป็นการช่วยกำจัดมลภาวะ

                เอกสารอ้างอิงฉบับแรกที่ใช้ประโยชน์จากน้ำมันใช้แล้ว เกิดขึ้นโดย Nye และคณะ (1983) ซึ่งเป็นผู้รายงานการทดสอบเครื่องยนต์ด้วย เมทิล, เอทิล และ1-บิวทิลเอสเตอร์จากน้ำมันทอดใช้แล้วได้เป็นผลสำเร็จ ในเวลาเดียวกัน Mittelbach. M.  ก็ได้ศึกษาการใช้น้ำมันทอดใช้แล้วเป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตไบโอดีเซล โดยต่อมาได้พัฒนาต่อเป็นกระบวนการเชิงพาณิชย์สำหรับการเปลี่ยนน้ำมันใช้แล้วจากบ้านเรือนและภัตตาคารและไขมันเสีย  (fatty waste) จากโรงฆ่าสัตว์และโรงงานกำจัดของเสีย ให้เป็นเชื้อเพลิงไบโอดีเซล น้ำมันพืชใช้แล้วที่ผ่านการไล่น้ำออกและทำให้สะอาดเชิงกล (เช่น การกรอง) ซึ่งน้ำมันทอดใช้แล้วมีราคาขายเพียงครึ่งหนึ่งของราคาน้ำมันพืชใหม่ ดังนั้นการใช้วัสดุเหล่านี้มาทำการผลิตเป็นไบโอดีเซลจึงมีความเป็นไปได้ในเชิงเศรษฐศาสตร์ นอกเหนือจากนี้ Mittelbach และ Junek 1988 ได้พิสูจน์ให้เห็นว่า กระบวนการทรานส์เอสเตอริฟิเคชันเป็นวิธีการทำบริสุทธิ์ (purification) ของน้ำมันทอดใช้แล้วด้วย ดังนั้น เชื้อเพลิงไบโอดีเซลจากวัตถุดิบประเภทนี้ จึงมีคุณภาพเทียบเท่ากับเรพซีดเมทิลเอสเตอร์ และแสดงให้เห็นว่าแก๊สเผาไหม้ที่ปล่อยออกมามีสมบัติเทียบเท่าเอสเตอร์ที่ผลิตจากน้ำมันพืชใหม่อีกด้วย

                ในออสเตรีย น้ำมันทอดนำกลับมาใช้ใหม่ เป็นแหล่งวัตถุดิบไขมันทางเลือกสำหรับผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ มีการผลิตเมทิลเอสเตอร์จากน้ำมันทอดหมุนเวียนกลับมาใช้ใหม่ (Recycled Frying Oil-ME: RFOME) ในเชิงพาณิชย์ ตั้งแต่ปี 1992 และเมือง Graz ได้ใช้ RFO-ME เป็นเชื้อเพลิงของรถเมล์ที่ให้บริการในตัวเมือง ตั้งแต่ปี 1994 และในปัจจุบันมีสายรถเมล์จำนวน 25 สาย จำนวนรถเมล์ 135 คัน ใช้ RFO-ME ปีละ 3.8 ล้านลิตร วิ่งเป็นระยะทาง 18.5 ล้านกิโลเมตร/ปี เป็นไบโอดีเซลคุณภาพ EN14214 100% โดยความสิ้นเปลืองของเชื้อเพลิงสูงกว่าปิโตรเลียมดีเซลเพียง 5-8% น้ำมันทอดใช้แล้วรวบรวมมาจากภัตตาคารและบ้านเรือนผู้อยู่อาศัย ยังไม่มีรายงานปัญหาที่เกี่ยวข้องกับเชื้อเพลิง โดยสมบัติเชิงกายภาพของ RFO-ME แตกต่างจาก RME เพียงเล็กน้อย โดยค่าความหนืดและกากคาร์บอนคงเหลือ (carbon residue) ของเมทิลเอสเตอร์จากน้ำมันทอดใช้แล้วมีแนวโน้มที่สูงกว่าเล็กน้อย และคุณสมบัติที่อุณหภูมิต่ำยังด้อยกว่าของ RME อีกเล็กน้อยด้วย ดังนั้น จึงต้องผสม RFO-ME กับน้ำมันดีเซลในการใช้งานช่วงฤดูหนาว โดยรวมแล้ว โครงการรถเมล์ไบโอดีเซลในเมือง Graz ได้รับการยกย่องว่าได้รับความสำเร็จอย่างยอดเยี่ยม โดยได้รับความร่วมมืออย่างกว้างขวางจากทุกภาคส่วนของเมือง

เมือง Graz นี้เป็นเมืองที่ผมหวังว่าจะได้ไปเที่ยวสักวันหนึ่งครับ

         สถานวิจัยและพัฒนาพลังงานทดแทนจากน้ำมันปาล์มและพืชน้ำมัน คณะวิศวกรรมศาสตร์มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ ได้ผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันทอดใช้แล้วมาอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี 2545-ปัจจุบัน โดยมีการผลิตไม่ต่ำกว่าปีละ 72,000 ลิตร ใช้กับรถยนต์ดีเซลเกือบทุกประเภท ทั้งภาคเอกชนและรถราชการ

         โดยปกติน้ำมันใช้แล้วจะประกอบด้วยกรดไขมันอิสระและน้ำในปริมาณที่สูงกว่าน้ำมันพืชใหม่สด นักวิจัยจำนวนหนึ่งใช้แนวคิดการทรานส์เอสเตอริฟิเคชันที่ไม่ใช้ด่างเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาอยู่เป็นจำนวนมาก เช่นการใช้เอนไซม์ไลเปส (lipases) ซึ่งมีกัมมันตภาพที่สามารถเกิดปฏิกิริยาทรานส์เอสเตอริฟิเคชันของไตรกลีเซอไรด์และเอสเตอริฟิเคชันของกรดไขมันอิสระได้พร้อมๆ กัน ในกระบวนการเพียงขั้นตอนเดียวและเอนไซม์ไลเปสหลายชนิดทำงานได้ดีเมื่อมีน้ำอยู่ด้วย

        เนื่องจากการใช้น้ำมันใช้แล้วซึ่งเป็นผลพลอยได้ของอุตสาหกรรมน้ำมันบริโภค ที่หลากหลายสามารถใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตแอลคิลเอสเตอร์ได้อย่างมีศักยภาพ ตัวอย่างหนึ่งในประเด็นนี้ ก็คือ น้ำมันรำข้าว (rice –bran oil) ซึ่งเป็นน้ำมันที่มีกรดสูง ได้มาจากการนำคืนกลับจากวัสดุเหลือทิ้งที่เกิดจากการสีข้าว แนวคิดในการเปลี่ยนสารป้อนชนิดนี้ให้เป็นเชื้อเพลิงที่ใช้กันมากที่สุดก็คือเทคโนโลยี  in-situ transesterification ซึ่งเป็นการรวมทั้งกระบวนการสกัดและปฏิกิริยาทรานส์เอสเตอริฟิเคชันเข้าด้วยกันในขั้นตอนเดียว  เนื่องจากมีการบริโภคข้าวขัดสีทั่วโลกจำนวนมหาศาล ดังนั้น จึงมีน้ำมันรำข้าวที่สามารถใช้ประโยชน์จำนวนมาก เฉพาะในอินเดียมีปริมาณถึง 474,000 ตันต่อปี นอกจากนี้ยังมีการใช้น้ำมันจากทะลายปาล์ม มาเป็นสารป้อนสำหรับผลิตไบโอดีเซลอีกด้วย โดยการประยุกต์ใช้ in-situ transesterification เช่นกันซึ่งทะลายปาล์มเป็นวัสดุเหลือทิ้งหลังจากแยกผลปาล์มแล้ว ซึ่งโดยปกติจะกองทิ้งโดยไม่มีการบำบัดใดๆ (แต่ในประเทศไทยมีการนำไปใช้ประโยชน์แล้ว)

          นอกจากนี้ วัสดุไขมันอีกหลายชนิด ซึ่งแยกออกจากน้ำมันบริโภคในระหว่างขั้นตอนการรีไฟน์ ก็สามารถนำมาใช้ทำเชื้อเพลิงชีวภาพได้ ตัวอย่างหนึ่งสำหรับวัสดุเหล่านี้ คือ ไขสบู่จากน้ำมันถั่วเหลือง (soybean soapstock) ซึ่งเป็นผลผลิตพลอยได้ของการรีไฟน์น้ำมันบริโภคด้วยด่าง วัสดุชนิดนี้ถูกผลิตขึ้นมาประมาณ 6% ของน้ำมันใหม่ที่ผ่านการรีไฟน์ ซึ่งมีปริมาณถึง ประมาณ 45,000 ตันต่อปี ในสหรัฐอเมริกาเพียงแห่งเดียวเท่านั้น ไขสบู่เป็นอิมัลชัน (emulsion) ของน้ำ, acylglycerols, phosphoglycerols และ กรดไขมันอิสระ ทำให้ไขสบู่ไม่สามารถเปลี่ยนเป็นเมทิลเอสเตอร์ด้วยการใช้ด่างเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแบบทั่วๆไป วัคถุดิบชนิดนี้จะใช้กระบวนการไฮโดรไลซิส (hydrolysis) เปลี่ยนเอสเตอร์ทั้งหมดของกลีเซอไรด์ในสภาวะของเบส (สะพอนิฟิเคชัน) แล้วตามด้วยกระบวนการเอสเตอริฟิเคชันที่ใช้กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งจะเปลี่ยนสบู่ให้เป็นกรดไขมันอิสระก่อนโดยการทำปฏิกิริยากับกรดแร่ แล้วจึงทำปฏิกิริยาเอสเตอริฟิเคชันต่อไป หรือจะรวมการทำปฏิกิริยาทั้งสองกระบวนการในครั้งเดียวกันด้วยการใช้กรดและแอลกอฮอล์ก็ได้

         แต่จุดด้อยของเทคโนโลยีนี้ ก็คือต้องใช้อุณหภูมิและความดันในการทำปฏิกิริยาสูงและต้องใช้ปริมาณแอลกอฮอล์มากด้วย ยิ่งไปกว่านั้น เอสเตอร์ที่ได้มีแนวโน้มที่จะมีสารปนเปื้อนที่ไม่สามารถทำปฏิกิริยาสะพอนิฟิเคชันได้ (unsaponifiable matter) อยู่ในปริมาณที่สูง ทำให้เชื้อเพลิงได้มาตรฐานเชิงคุณภาพEN14214 ยาก หากไม่ใช้วิธีการกลั่นบริสุทธิ์  ดังนั้นการผลิตไบโอดีเซลจากไขสบู่อาจไม่คุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ทั้งๆ ที่เป็นสารป้อนราคาถูก แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้ ประเทศบราซิลได้ตั้งโรงงานเพื่อผลิตไบโอดีเซลจากสารป้อนที่มีกรดไขมันอิสระสูงด้วยกระบวนการ hydroesterification แล้ว โดยการใช้น้ำและกรดทำปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสน้ำมันให้เป็นกรดไขมันก่อน แล้วจึงทำปฏิกิริยาเอสเตอริฟิเคชันต่อไป แต่ระบบนี้ต้องมีหอกลั่นเพื่อแยกน้ำที่ใช้ในการทำปฏิกิริยาออกไปอยู่ด้วย

         นอกจากไขสบู่จากน้ำมันถั่วเหลืองแล้วยังมีน้ำมันมะกอกที่มีกำมะถัน (sulfur olive oil) และกรดไขมันอิสระในปริมาณสูงอีกชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการรีไฟน์น้ำมันมะกอก ซึ่งได้รับการทดสอบใช้เป็นสารป้อนอีกชนิดหนึ่ง

         กากดินฟอกสี (waste activated bleaching earth) ซึ่งใช้แยกแคโรทีน (carotenes) และคลอโรฟิล (chlorophyll) จากน้ำมันปาล์ม โดยทั่วไปประกอบด้วยน้ำมันอยู่ถึง 40% โดยน้ำหนัก  Lara and Park  (2004) เสนอแนะวิธีใช้ประโยชน์จากวัสดุชนิดนี้จากกระบวนการทรานส์เอสเตอริฟิเคชันโดยใช้เอนไซม์ไลเปสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์หลายชนิด ซึ่งให้ผลได้เอสเตอร์ไม่ต่ำกว่า 80%

        น้ำมันเสียจากอุตสาหกรรม (Industrial waste oil) อาจเหมาะสำหรับการผลิตไบโอดีเซลได้ ในบางกรณี เช่น Tall Oil ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการผลิตเยื่อซัลเฟต (sulfate pulp) จากไม้ที่มีเรซิน (resin)  เช่น สนและ spruce ก็อาจเป็นสารป้อนที่น่าสนใจเช่นกัน วัสดุชนิดนี้เป็นของผสม (mixture) ของกรดไขมันอิสระหลายชนิด รวมเรียกว่า กรดโรซิน (rosin acids)

         สุดท้าย ไขมันดักจับ (trap grease) ซึ่งรวบรวมได้จากน้ำทิ้งจากภัตตาคารและโรงอาหาร ก็ได้รับการพิจาณาว่าเป็นแหล่งไขมันที่มีศักยภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นวัตถุที่จะต้องถูกทิ้งเพื่อเข้ากระบวนการบำบัดต่อไป ไขมันดักจับพวกนี้เป็นปัญหาและอุปสรรคอย่างมากสำหรับเมืองใหญ่ๆ อย่างเช่นฮ่องกง

 

ผม..เอง

 

หมวดหมู่บันทึก: การเรียนการสอน
สัญญาอนุญาต: ซีซี: แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-อนุญาตแบบเดียวกัน Cc-by-nc-sa
สร้าง: 28 พฤศจิกายน 2554 20:59 แก้ไข: 28 พฤศจิกายน 2554 21:42 [ แจ้งไม่เหมาะสม ]
ดอกไม้
สมาชิกที่ให้กำลังใจ: Ico24 Our Shangri-La, Ico24 anni, และ 5 คนอื่น.
สมาชิกที่ให้กำลังใจ
 
Facebook
Twitter
Google

บันทึกอื่นๆ

ความเห็น

   อ่านแล้วรู้เลยว่าเนื้อหานี้ไม่ได้เป็นเนื้อหาเก่าที่มีใน้ห้องเลกเชอร์ เพราะอ่านแล้วลื่นไหล เข้าใจง่าย และภาษาพูดที่มีอารมย์อยู่ในเนื้อหาด้วย

 

  แบบนี้สิครับที่อ่านจนจบได้ง่าย

 

  เอิ้ก เอิ้ก

 

"ใจสั่งมา"

เนื้อหาที่บันทึกเป็นของใหม่ทั้งหมดครับ ปรับปรุงแก้ไขกันวันต่อวัน จากร่างที่ร่างไว้คร่าวๆเมื่อ 5 ปีที่แล้ว (ฮา) ผมตั้งใจจะเขียนเมื่อหลายปีก่อนอล้วครับ แต่มันแต่ไปเพลินอยู่ใน comfort zone มากไปหน่อย ช่วงนี้เลยต้องพยายามมากขึ้นครับ

ร่วมแสดงความเห็นในหน้านี้

ชื่อ:
อีเมล:
IP แอดเดรส: 3.234.214.179
ข้อความ:  
เรียกเครื่องมือจัดการข้อความ
   
ยกเลิก หรือ