PMO1-1

การผลตน ามนไบโอดเซลคณภาพสงจากน ามนใชแลวดวยวธการกลนแบบลดความดน High Quality Biodiesel Producing from Used Oil by Reduced Pressure Distillation

ธนายทธ สงขอนทร (Thanayut Sung-inthara)* ดร.ฉตรชย เบญจปยะพร (Dr.Chatchai Benjapiyaporn)**

ดร.สมพร เกษแกว (Dr.Somporn Katekaew)***

บทคดยอ การศกษาครงนเปนการผลตน ามนไบโอดเซลคณภาพสงจากน ามนพชใชแลว โดยใชปฏกรยาทรานสเอสเตอ

รฟเคชนรวมกบการกลนแบบลดความดน เบองตนจะสรางเครองกลนตนแบบขนาด 7 ลตร ประกอบดวยหนวยลดความดนท -175 mmHg มทอควบแนนหลอเยนดวยน ายาว 2 เมตร ใหความรอนดวยเชอเพลงแกส LPG มระบบตรวจสอบและเกบขอมลอณหภม จากการศกษาผลของอณหภมในการกลนชวง 500-700 ºC และผลของปรมาณน ามนทใสเมอกลนทอณหภมเหมาะสม ตอปรมาณผลผลตทได พบวาท 600 ºC จะไดผลผลตน ามนกลนสงสดรอยละ 96 และทอณหภม 650 ºC, 550 ºC จะไดรอยละ 92 และ 90 ตามล าดบ จดทเหมาะสมทเกดประสทธภาพสงสดคอ ทอณหภม 600 ºC ทปรมาณน ามน 5 ลตร จะท าใหไดอตราเรวการกลนสงสด 0.24 ลตรตอนาท เวลาทใชในการกลนท งหมด 25 นาท การกลนมอตราการสนเปลองพลงงานเฉลย 3.33 กรมเชอเพลงตอลตร น ามนไบโอดเซลทกลนไดมคณภาพผานเกณฑตามประกาศกรมธรกจพลงงานทกประการและมคณภาพสงกวาน ามนไบโอดเซลทไมผานกระบวนการกลน

ABSTRACT

This study is producing high quality biodiesel fuel from used cooking oil by using the transesterification reaction coupled with reduced pressure distillation. The prototype distiller size 7 liters with reduced pressure unit at -175 mmHg and condenser cooling tube contained tab water two meters long were established. The heating unit used the LPG gas and temperature sensors were installed. The effect of the temperature range 500-700 ºC and vary amount of the oil fill in distiller at optimum temperature were studied and evaluated the yield obtained. The performance showed at 600 ºC of heating unit gave a suitable condition can produce the yield up to 96 percent and temperature at 650 ºC, 550 ºC gave the yields of 92 and 90 percent, respectively. The oil 5 liters was the suitable volume for distillation at optimum temperature. The distiller gave the speed at 0.24 liters per minute, used a total time of 25 minutes and consumes energy around 3.33 g of fuel. The distilled biodiesel was determined for the quality criteria announced by the department of energy, and found this distilled biodiesel passed all qualification tests. ค าส าคญ: การผลตน ามนไบโอดเซล น ามนใชแลว การกลนน ามนไบโอดเซล Keywords: Biodiesel production, Used oil biodiesel, Biodiesel distiller * นกศกษา หลกสตรวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวศวกรรมพลงงาน คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน ** ผชวยศาสตราจารย ภาควชาวศวกรรมเครองกล คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน *** อาจารย ภาควชาชวเคม คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน

- 85 -

PMO1-2

บทน า ดวยสภาพการณปจจบนของสงคมเมอง ผคนสวนใหญมกจะไมประกอบ/ปรงอาหารรบประทานเอง นยมซอ

อาหารส าเรจรป อาหารกลอง อาหารถง อาหารจานดวน รวมถงอาหารประเภททอด ซงจะมการใชน ามนพชเพอการปรงอาหารจ าหนายใหกบผบรโภคจ านวนมาก และมกจะมการใชทอดซ าอยเปนประจ า ปรมาณในการใชน ามนทอดเพอปรงอาหารจ าหนายในแตละวนจ านวน 100 – 150 ลตร (ประมาณการโดยเฉลยในเขตเทศบาลนครขอนแกนและเขตเทศบาลใกลเคยง) การใชน ามนพชเกากลบมาประกอบอาหารซ ามความเสยงตอการกอใหเกดโรคมะเรงได เนองจากในน ามนพชใชแลวทน ากลบมาใชซ ามสารพษกอมะเรง (carcinogen) อย 2 กลม คอ อนมลอสระ (free radicals) และไดออกซน หากไมมการด าเนนการเพอสงเสรมหรอลดการใชน ามนทอดซ า กจะสงผลตอสขภาพของผบรโภคและกอใหเกดโรคตามมาเปนจ านวนมาก จงสมควรน าน ามนพชใชแลวเหลานนมาแปรรปใหเกดประโยชนเปนพลงงานทดแทน (ไบโอดเซล) เพอปองการการน าเอาไปใชบรโภคกลบคน ซงในปจจบนสถาบนทางการศกษา/แหลงวชาการ และแผนยทธศาสตรดานพลงงานทดแทนของประเทศไทย ไดมการสงเสรมใหมการลดใชน ามนพชทอดซ า โดยการน าไปผลตเปนไบโอดเซลใชกบเครองยนตดเซล ดวยปฏกรยาทางเคมทรานสเอสเตอรฟเคชน (Transesterifcation) (Gerpen, 2005) ดงรปท 1 ซงการผลตน ามนไบโอดเซลจากน ามนพชหรอน ามนทผานการใชแลวดวยปฏกรยาดงกลาวน มกพบปญหามากในเรองคณภาพของน ามนไบโอดเซลทผลต เพราะน ามนทน ามาใชผลตมความปนเปอนจากสารโพลารชนดตางๆ อยมากและมคณลกษณะทไมคงทในแตละรอบของน ามนทเขาสกระบวนการผลต แตสดสวนสารเคมทใชในการท าปฏกรยาคงท (Demirbas, 2008) จงไมสามารถปรบเปลยนได สงผลใหบางครงปฏกรยาเกดไมสมบรณ และน ามนไบโอดเซลทไดมความบรสทธต า (กตตชย, 2551) เมอน าไปใชมกท าใหกอใหเกดการอดตนหวฉดน ามนของเครองยนต เครองยนตอาจช ารดเสยหายในทสด ท าใหประชาชนสวนใหญไมมนใจจงไมเปนทนยมใชน ามนไบโอดเซลกบเครองยนตของตนเอง ท าใหการน าน ามนพชใชแลว มาผลตเปนน ามนไบโอดเซลมปรมาณนอย (การญ, 2557) ดวยเหตผลทกลาวมาขางตน จงเปนทมาของการศกษาการผลตไบโอดเซลจากน ามนพชใชแลวใหมคณภาพสงขนดวยวธการกลนแบบลดความดน ซงเปนอกวธการหนงทมกรรมวธงาย และสะดวก จงไดมน าไปทดสอบเบองตนในหองปฏบตการ พบวาเมอน าน ามนไบโอดเซลทผานกระบวนการผลตดวยปฏกรยาทรานสเอสเตอรฟเคชน (Transesterifcation) มากลนแบบลดความดนแลว น ามนทไดน นมความบรสทธขน และมลกษณะทางกายภาพทแตกตางจากน ามนไบโอดเซลกอนกลนอยางชดเจน (ดงรปท 2) โดยน ามนพชใชแลวทมการปนเปอนของสารโพลาตางๆ มความขนและสเขมดงรปท 2ก ซงเมอน าไปผานกระบวนการผลตไบโอดเซลดวยวธ Transesterification นน จะมความใสขนและมสทออนลงดงรปท 2ข และถาน าน ามนไบโอดเซลทไดไปผานกระบวนการกลนจะไดน ามนไบโอดเซลมความใสและสวางขนดงรปท 2ค ดงนนผวจยจงมความสนใจทจะท าการออกแบบและสรางเครองกลนน ามนไบโอดเซลตนแบบ แลวท าการทดสอบกลนน ามนไบโอดเซลเพอหาอณหภมและปรมาณของน ามนทเหมาะสม พรอมท าการตรวจวดคณภาพน ามนทไดจากการกลนตามประกาศกรมธรกจพลงงาน

รปท 1 ปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชน (วชรพล, 2549)

- 86 -

PMO1-3

ก) น ามนพชใชแลว ข) น ามนไบโอดเซล ค) น ามนไบโอดเซลกลน

รปท 2 ลกษณะทางกายภาพของน ามนไบโอดเซลในการทดลอง

วตถประสงคการวจย

เพอออกแบบและสรางเครองกลนน ามนไบโอดเซลตนแบบ แลวท าการทดสอบหาอณหภมและปรมาณของน ามนทเหมาะสม ในการใชงานเครองกลนตนแบบ พรอมท าการตรวจวดคณภาพน ามนทไดจากการกลน

วธการวจย

การวจยครงนไดด าเนนการออกแบบและสรางเครองกลนน ามนไบโอดเซล โดยใชขอมลจากตนแบบ (Screening test) จากเครองกลนในหองปฏบตการ ซงการออกแบบเครองกลนน ามนไบโอดเซลน อาศยหลกการการกลนล าดบสวน (Fractional distillation) ภายใตสภาวะสญญากาศ (vacuum) โดยอณหภมจดเดอดของน าอยทประมาณ 90 – 100 องศาเซลเซยส และอณหภมจดเดอดของน ามนไบโอดเซลนนอยทประมาณ 160 – 180 องศาเซลเซยส จงท าใหน าระเหยและควบแนนออกมากอนน ามนไบโอดเซล (ผลการศกษาจากหองปฏบตการพบวา น าจะมปรมาณโดยเฉลยรอยละ 10 และน ามนไบโอดเซลบรสทธจะมปรมาณโดยเฉลยรอยละ 90) จากแนวคดขางตน ผวจยจงไดท าการออกแบบเครองกลนตนแบบขนาด 7 ลตร ใหสามารถรองรบสภาวะภายใตความดนต ากวา 1 บรรยากาศ ใหความรอนดวยเชอเพลงแกส LPG ท าการควบแนนไอระเหยดวยน า พรอมทงตดตงเครองมอวดและท าการเกบบนทกขอมลดวยเครองเกบบนทกขอมล (Data locker) ดงรปท 3

- 87 -

PMO1-4

รปท 3 เครองกลนน ามนไบโอดเซล และอปกรณเกบขอมล

อธบายจดตดตงอปกรณตรวจวด (1) จดตรวจวดน าหนกของถงเชอเพลง (2) จดตรวจวดอณหภมหมอกลน

(3) เครองเกบบนทกขอมล (4) จดตรวจวดความดน (5) จดตรวจวดอณหภมน าหลอเยน

(6) จดตรวจวดปรมาณน ามนทกลนได ในการทดสอบเครองกลนเพอหาอณหภมทเหมาะสม ผวจยจะไดท าการทดลองกลนน ามนจ านวน 5 ลตร ทอณหภม 550 oC , 600 oC, 650 oC และ 700 oC แลวท าการเกบขอมล ระยะเวลาทใชในการกลน (นาท) ปรมาณเชอเพลงทใช (กรม) และปรมาณน ามนทไดจากการกลน (ลตร) เพอน าขอมลทไดไปท าการค านวณอตราการกลน (ลตร/นาท) อตราการใชเชอเพลง (กรม/ลตร) และรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) ซงจะเปนคาทใชในการพจารณาเลอกคาอณหภมทเหมาะสมในการกลน แลวน าอณหภมทไดมาท าการทดสอบกลนอกครง แตจะท าการปรบเปลยนปรมาณน ามนเปน 1, 3, 5 และ 7 ลตร โดยจะท าการเกบขอมล และน าไปค านวณคาตามเดม ซงจะใชในการพจารณาปรมาณน ามนทใชในการกลนทเหมาะสม การตรวจวดคณภาพน ามนจะเปนการตรวจวดโดยอางองคาตามมาตรฐานของประกาศกรมธรกจพลงงาน เรอง ก าหนดลกษณะและคณภาพของไบโอดเซลประเภทเมทลเอสเตอรของกรดไขมน พ.ศ. 2556 ซงผวจยจะไดท าการสงน ามนท งกอนและหลงการกลน (น ามนทไดจากการใชอณหภมและปรมาณทเหมาะสม) ไปตรวจวดคณภาพทหองปฏบตการทไดการรบรองจากกรมธรกจพลงงาน แลวท าการเปรยบเทยบคาคณภาพตางๆ ของน ามนทงสอง ผลการวจย ผวจยไดท าการออกแบบเครองกลนน ามนไบโอดเซล ดงรปท 4ก และไดท าการสราง ดงรปท 4ข โดยเครองกลนน ามนไบโอดเซลตนแบบ มขนาด 7 ลตร ทนความดนท -175 mmHg ใชแกส LPG เปนเชอเพลงในการกลน ใหความรอนจากดานลางของหมอกลน มทอควบแนนยาว 2 เมตร

- 88 -

PMO1-5

ก) เครองกลนน ามนไบโอดเซลทออกแบบ ข) เครองกลนน ามนไบโอดเซลทสราง

รปท 4 เครองกลนน ามนไบโอดเซลตนแบบ เมอไดท าการสรางเครองกลนเปนทเรยบรอยแลว ผวจยไดท าการทดลองกลนน ามน ตามวธวจยทไดกลาวใน

ขางตน ซงไดผลการวจย ดงน 1) การหาคาอณหภมทเหมาะสมในการกลนน ามน ในการศกษานไดท าการทดลองกลนน ามนไบโอดเซลทอณหภม 550 oC , 600 oC, 650 oC และ 700 oC โดย

ควบคมปรมาณน ามนทใชกลนเปนจ านวน 5 ลตร แลวท าการเกบขอมล ระยะเวลาทใชในการกลน (นาท) ปรมาณเชอเพลงทใช (กรม) และปรมาณน ามนทไดจากการกลน (ลตร) ซงไดผลการทดลองดงตารางท 1 พรอมทงน าขอมลทไดไปท าการค านวณอตราการกลน (ลตร/นาท) อตราการใชเชอเพลง (กรม/ลตร) และรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) เพอใชพจารณาเลอกคาอณหภมทเหมาะสมในการกลน ตารางท 1 ผลการกลนน ามนไบโอดเซล ณ อณหภมตางๆ

อณหภมทใชในการกลน (องศาเซลเซยส)

ระยะเวลาทใชในการกลน (นาท)

ปรมาณเชอเพลงทใช (กรม)

ปรมาณน ามนทกลนได (ลตร)

550 45 32 4.5

600 25 16 4.8

650 20 30 4.6

700 17 32 4.0 จากตารางท 1 พบวา ระยะเวลาในการกลน ณ อณหภม 550 oC , 600 oC, 650 oC และ 700 oC ใชเวลา 45, 25,

20 และ 17 นาท ตามล าดบ ใชปรมาณเชอเพลง ณ อณหภม 550 oC , 600 oC, 650 oC และ 700 oC จ านวน 32, 16, 30 และ 32 กรม ตามล าดบ ไดปรมาณน ามนจากการกลน ณ อณหภม 550 oC , 600 oC, 650 oC และ 700 oC จ านวน 4.5, 4.8, 4.6 และ 4.0 ลตร ตามล าดบ โดยน าขอมลทกลาวขางตนไปค านวณอตราการกลน (ลตร/นาท) อตราการใชเชอเพลง (กรม/ลตร) และรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) เพอใชพจารณาเลอกคาอณหภมทเหมาะสมในการกลนเปนล าดบตอไป

- 89 -

PMO1-6

1.1) อตราการกลน (ลตร/นาท) โดยท าการค านวณจาก ปรมาณน ามนทกลนได(ลตร) ตอระยะเวลาทใชในการกลน (นาท) ณ อณหภมตางๆ

ซงสามารถค านวณได 0.10 0.19 0.23 และ 0.24 ลตรตอนาท ณ อณหภม 550 oC , 600 oC, 650 oC และ 700 oC ตามล าดบ โดยแสดงความสมพนธดงรปท 5

รปท 5 แผนภมความสมพนธระหวางอตราการกลน (ลตร/นาท) กบ อณหภมทใชในการกลน (องศาเซลเซยส)

จากรปท 5 พบวา อตราการกลน ณ อณหภมตางๆ โดยเรยงล าดบจากมากไปหานอย เปน 0.24, 0.23, 0.19 และ 0.10 ลตรตอนาท จากการใหความรอน ณ อณหภม 700 oC , 650 oC, 600 oC และ 550 oC ตามล าดบ เมออณหภมสงขนอตราการกลนจะมคาสงขน

1.2) อตราการใชเชอเพลง (กรม/ลตร) โดยท าการค านวณจาก ปรมาณเชอเพลงทใช (กรม) ตอ ปรมาณน ามนทกลนได (ลตร) ณ อณหภมตางๆ ซง

สามารถค านวณได 7.11, 3.33, 6.52, และ 8.00 ลตรตอนาท ณ อณหภม 550 oC , 600 oC, 650 oC และ 700 oC ตามล าดบ โดยแสดงความสมพนธดงรปท 6

รปท 6 แผนภมความสมพนธระหวางอตราการใชเชอเพลง (กรม/ลตร) กบ อณหภมทใชในการกลน (องศาเซลเซยส)

0.10

0.19

0.23 0.24

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

500 550 600 650 700 750

Lite

r/m

init

e

Temperature

7.11

3.33

6.52

8.00

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

500 550 600 650 700 750

LPG

(g)/

Lite

r

Temperature

- 90 -

PMO1-7 จากรปท 6 พบวา อตราการใชเชอเพลง (กรม/ลตร) ณ อณหภมตางๆ โดยเรยงล าดบจากมากไปหานอย เปน 8.00, 7.11, 6.52 และ 3.33 กรมตอลตร จากการใหความรอน ณ อณหภม 700 oC , 550 oC, 650 oC และ 600 oC ตามล าดบ เมอเพมอณหภมในการกลน จาก 550 oC เปน 600 oC อตราการใชเชอเพลงจะมคาทลดลงและเมอเพมอณหภมจาก 600 oC ไปท 650 oC และ 700 oC อตราการใชเชอเพลงจะมแนวโนมทสงขนเรอยๆ

1.3) รอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) โดยท าการค านวณจาก ปรมาณน ามนทกลนได(ลตร) ตอปรมาณน ามนทใชกลน(ลตร) ณ อณหภมตางๆ ซงสามารถค านวณรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) ณ อณหภม 550 oC , 600 oC, 650 oC และ 700 oC ได 90, 96, 92 และ 80 ตามล าดบ โดยแสดงความสมพนธดงรปท 7

รปท 7 แผนภมความสมพนธระหวางรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) กบ

อณหภมทใชในการกลน (องศาเซลเซยส) จากรปท 7 พบวา รอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) ณ อณหภมตางๆ โดยเรยงล าดบจากมากไปหานอย เทากบ 96, 92, 90 และ 80 จากการใหความรอน ณ อณหภม 600 oC, 650 oC, 550 oC และ 700 oC ตามล าดบ เมอเพมอณหภมในการกลน จาก 550 oC เปน 600 oC รอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) จะมคาเพมขนและเมอเพมอณหภมจาก 600 oC ไปท 650 oC และ 700 oC รอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) มแนวโนมลดลง

เมอพจารณาคาทงสาม ไดแก อตราการกลน (ลตร/นาท) อตราการใชเชอเพลง (กรม/ลตร) และรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) พบวาทอณหภม 550 oC ใหอตราการกลนทต าทสด ปรมาณการใชเชอเพลงทสง และมรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) ต า ทอณหภม 600 oC ใหอตราการกลนทต า ปรมาณการใชเชอเพลงทนอยทสด และมรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) สงทสด ทอณหภม 650 oC ใหอตราการกลนทสง ปรมาณการใชเชอเพลงทสง และมรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) สง ทอณหภม 700 oC ใหอตราการกลนทสงทสด ปรมาณการใชเชอเพลงทมากทสด และมรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) ต าทสด ดงนนผวจยจงท าการเลอกอณหภมท 600 oC เปนอณหภมทเหมาะสมส าหรบการใชงานเครองกลนตนแบบ เพราะใหคารอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) สงทสด อกทงยงมปรมาณการใชเชอเพลงทนอยทสด ซงคอนขางแตกตางอยางเหนไดชดจากอณหภมอนๆ

2) การหาปรมาณน ามนทเหมาะสมส าหรบการกลน ในการศกษานไดท าการทดลองกลนน ามนไบโอดเซลทปรมาณ 1, 3, 5 และ 7 ลตร โดยควบคม

อณหภมของการกลนท 600 oC (เปนอณหภมทเหมาะสมซงพจารณาเลอกจากการทดลองท 1) แลวท าการเกบขอมล

90

96

92

80

75

80

85

90

95

100

500 550 600 650 700 750

Yie

ld (

%)

Temperature

- 91 -

PMO1-8 ระยะเวลาทใชในการกลน (นาท) ปรมาณเชอเพลงทใช(กรม) และปรมาณน ามนทไดจากการกลน (ลตร) ซงไดผลการทดลองดงตารางท 2 แลวน าขอมลทไดไปท าการค านวณอตราการกลน (ลตร/นาท) อตราการใชเชอเพลง (กรม/ลตร) และรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) เพอใชพจารณาเลอกปรมาณน ามนทเหมาะสมส าหรบการกลน ตารางท 2 ผลการกลนน ามนไบโอดเซลทปรมาณตางๆ ปรมาณน ามนทใชกลน

(ลตร) ระยะเวลาทใชในการกลน

(นาท) ปรมาณเชอเพลงทใช

(กรม) ปรมาณน ามนทกลนได

(ลตร) 1 8 11 0.9 3 21 15 2.7 5 25 16 4.8 7 30 20 6.2

จากตารางท 2 พบวา ปรมาณน ามนทใชกลน 1, 3, 5 และ 7 ลตร มระยะเวลาในการกลน เทากบ 8, 21, 25 และ 30 นาทตามล าดบ ใชปรมาณเชอเพลง จ านวน 11, 15, 16 และ 20 กรมตามล าดบ ไดปรมาณน ามนจากการกลน จ านวน 0.9, 2.7, 4.8 และ 6.2 ลตรตามล าดบ โดยน าขอมลทกลาวขางตนไปค านวณอตราการกลน (ลตร/นาท) อตราการใชเชอเพลง (กรม/ลตร) และรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) เพอใชพจารณาเลอกปรมาณน ามนทเหมาะสมในการกลนเปนล าดบตอไป

2.1) อตราการกลน (ลตร/นาท) โดยท าการค านวณจาก ปรมาณน ามนทกลนได (ลตร) ตอระยะเวลาทใชในการกลน (นาท) ซงสามารถค านวณ

ได 0.11, 0.34, 0.60 และ 0.78 ลตรตอนาท ตามปรมาณน ามนทใชกลน 1, 3, 5 และ 7 ลตรตามล าดบ โดยแสดงความสมพนธดงรปท 8

รปท 8 แผนภมความสมพนธระหวางอตราการกลน (ลตร/นาท) กบปรมาณน ามนทใชกลน(ลตร)

จากรปท 8 พบวา อตราการกลน (ลตร/นาท) ในปรมาณน ามนทใชกลน 1, 3, 5 และ 7 ลตรโดยเรยงล าดบจากมากไปหานอย เปน 0.11, 0.34, 0.60 และ 0.78 ลตรตอนาท เมอปรมาณน ามนทใชกลนสงขนอตราการกลนมคาทสงขน

2.2) อตราการใชเชอเพลง (กรม/ลตร)

0.11

0.34

0.60

0.78

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Lite

r/m

init

e

Liter

- 92 -

PMO1-9

โดยท าการค านวณจาก ปรมาณเชอเพลงทใช (กรม) ตอปรมาณน ามนทกลนได (ลตร) ตามปรมาณน ามนทใชกลน 1, 3, 5 และ 7 ลตร ซงสามารถค านวณได 12.22, 5.56, 3.33 และ 3.23 กรมตอลตรตามล าดบ โดยแสดงความสมพนธดงรปท 9

รปท 9 แผนภมความสมพนธระหวางอตราการใชเชอเพลง (กรม/ลตร) กบปรมาณน ามนทใชกลน(ลตร)

จากรปท 9 พบวา อตราการใชเชอเพลง (กรม/ลตร) ณ ปรมาณน ามนทใชกลน 1, 3, 5 และ 7 ลตรโดยเรยงล าดบจากมากไปหานอย เปน 12.22, 5.56, 3.33 และ 3.23 กรมตอลตรตามล าดบ เมอปรมาณน ามนทใชกลนสงขนอตราการใชเชอเพลงมคาลดลง

2.3) รอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) โดยท าการค านวณจาก ปรมาณน ามนทกลนได (ลตร) ตอระยะเวลาทใชในการกลน (นาท) ซงสามารถค านวณรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) ปรมาณน ามนทใชกลน 1, 3, 5 และ 7 ลตรได 90, 90, 96 และ 89 ตามล าดบ โดยแสดงความสมพนธดงรปท 10

รปท 10 แผนภมความสมพนธระหวางรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) กบ

ปรมาณน ามนทใชกลน (ลตร) จากรปท 10 พบวา รอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) โดยเรยงล าดบจากมากไปหานอย เทากบ 96, 90, 90 และ 89 ทปรมาณน ามนทใชกลน 5, 3, 1 และ 7 ลตร ตามล าดบ ในปรมาณน ามนทกลน 1 และ 3 ลตร ไมมความแตกตางของรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) ซงเมอเพมปรมาณของน ามนทกลนเปน 5 ลตร จะ

12.22

5.56

3.33 3.23

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

0 1 2 3 4 5 6 7 8

LPG

(g)/

Lite

r

Liter

90 90

96

89

75

80

85

90

95

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Yie

ld (

%)

Liter

- 93 -

PMO1-10 ไดคารอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) ทสงขน แตเมอเพมปรมาณของน ามนทกลนเปน 7 ลตร กลบไดคารอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) ทลดลง เมอพจารณาคาทงสาม ไดแก อตราการกลน (ลตร/นาท) อตราการใชเชอเพลง (กรม/ลตร) และรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) พบวาทปรมาณของน ามนทกลน 1 ลตร ใหอตราการกลนต าทสด ปรมาณการใชเชอเพลงสงทสด และมรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) ปานกลาง ทปรมาณของน ามนทกลน 3 ลตรใหอตราการกลนทต า ปรมาณการใชเชอเพลงทสง และมรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) ปานกลาง ทปรมาณของน ามนทกลน 5 ลตรใหอตราการกลนทสง ปรมาณการใชเชอเพลงทต า และมรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) สงทสด และทปรมาณของน ามนทกลน 7 ลตรใหอตราการกลนสงทสด ปรมาณการใชเชอเพลงทมากทสด และมรอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) ต าทสด ดงนนผวจยจงท าการเลอกใชปรมาณของน ามนทกลนจ านวน 5 ลตร เปนปรมาณน ามนทใชกลนทเหมาะสมส าหรบการใชงานเครองกลนตนแบบ เพราะใหคารอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) สงทสด อกทงยงมคาอตราการกลนสงและมปรมาณการใชเชอเพลงนอย ซงคอนขางแตกตางจากปรมาณของน ามนทกลนอนๆ

3) การเปรยบเทยบคณภาพน ามนระหวางน ามนไบโอดเซลกอนกลนและหลงกลน จากการทดลองกลนน ามนไบโอดเซลดวยเครองกลนตนแบบแลวท าการเกบบนทกขอมลแลวน ามาค านวณคาตางๆ ดงทกลาวมาขางตนนน ท าใหไดอณหภมและปรมาณทเหมาะสมส าหรบการใชงานเครองกลน (กลนทอณหภม600 oC และใชปรมาณน ามน 5 ลตร ) ผวจยจงไดท าการกลนน ามนไบโอดเซลเพมเตมเพอน าน ามนทไดไปสงตรวจวดคณภาพทหองปฏบตการทไดการรบรองจากกรมธรกจพลงงาน พรอมกบน ามนไบโอดเซลกอนกลน โดยผลการตรวจวดคณภาพน ามนทงสอง แสดงดงตารางท 3 ตารางท 3 ผลการตรวจวดคณภาพน ามน

No. Property Unit Test Method Standard ไบโอดเซลจากน ามนใชแลว

ไบโอดเซลกลน

1 Cetane Number - ASTM D 976-06 ≥ 51 43.7 48.6 2 Methyl Ester of Fatty Acid %wt EN 14103 > 96.5 92.50 98.50 3 Linolenic Methyl Ester %wt EN 14103 ≥ 12 0.46 0.97 4 Density at 30 deg.C kg/m3 ASTM D 4052 860 - 900 871.5 866.5 5 Viscosity at 40 deg.C cSt ASTM D 445 3.5 – 5.0 4.988 4.330 6 Flash Point deg. C ASTM D 93 ≥ 120 161 163 7 Carbon Residue on 10% Residue %wt ASTM D 86 ≥ 0.3 0.6 Less than 0.1 8 Total Contaminate mg/kg EN 12662 ≥ 24 24 10 9 Copper Strip Corrosion at 50 deg.C,

3 hrs. - ASTM D 130 No. 1 1a 1a

10 Free Glycerin %wt EN 14105 < 0.02 0.014 0.002 11 Total Glycerin %wt EN 14105 < 0.25 0.227 0.010 12 Monoglyceride %wt EN 14105 < 0.7 0.227 0.021 13 Diglyceride %wt EN 14105 < 0.2 0.360 0.006 14 Triglyceride %wt EN 14105 < 0.2 0.991 0.008

- 94 -

PMO1-11

จากตารางท 3 พบวาคาจากการตรวจวดตางๆ ของน ามนไบโอดเซลกลนมคาทดขน เมอเทยบกบน ามนไบโอดเซลกอนการกลน ซงคาคณสมบตของน ามนไบโอดเซลกลนมคาคณสมบต 13 คาทผานเกณฑมาตรฐานตามประกาศกรมธรกจพลงงาน โดยในสวนของการพจารณาความบรสทธของน ามน สามารถพจารณาไดจากคาคณสมบตล าดบท 2. Methyl Ester of Fatty Acid และคาคณสมบตล าดบท 7.Carbon Residue on 10% Residue ซงคา Methyl Ester of Fatty Acid มคาเพมขนจาก 92.50 %wt เปน 98.50 %wt และคา Carbon Residue on 10% Residue มคาลดลงจาก 0.6 %wt เหลอนอยกวา 0.1 %wt และเมอพจารณาตามคาทตรวจวดไดแลวนนบงชชดเจนวาน ามนไบโอดเซลทผานการกลนมความบรสทธเพมขน อภปรายและสรปผลการวจย การผลตน ามนไบโอดเซลจากน ามนพชหรอน ามนทผานการใชแลวดวยปฏกรยาทรานสเอสเตอรฟเคชน (Transesterifcation) มกพบปญหามากในเรองคณภาพของน ามนไบโอดเซลทผลต เพราะน ามนทน ามาใชผลตมความปนเปอนจากสารโพลารชนดตางๆ อยมากและมคณลกษณะทไมคงทในแตละรอบของน ามนทเขาสกระบวนการผลต แตสดสวนสารเคมทใชในการท าปฏกรยาคงท จงไมสามารถปรบเปลยนได สงผลใหบางครงปฏกรยาเกดไมสมบรณ และน ามนไบโอดเซลทไดมความบรสทธต า เมอน าไปใชมกท าใหกอใหเกดการอดตนหวฉดน ามนของเครองยนต เครองยนตอาจช ารดเสยหายในทสด ดงนนงานวจยชนนผวจยจงไดท าการออกแบบและสรางเครองกลนน ามนไบโอดเซล ทมขนาด 7 ลตรโดยท าการทดลอง ทดสอบกลนพบวา อณหภมทเหมาะสมในการกลนอยท 600 oC ซงอณหภมดงกลาวและเปนคาทเหมาะสมท าใหได คารอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) สงทสด 96% และมอตราการใชเชอเพลงนอยทสด เทากบ 3.33 กรมตอลตร ซงไมมการคนพบในงานวจยกอนหนา จากนนผวจยไดน าอณหภมทเหมาะสมท าการทดลองหาปรมาณน ามนทเหมาะสมส าหรบการกลน พบวา เลอกใชปรมาณของน ามนทกลนจ านวน 5 ลตร เปนปรมาณน ามนทใชกลนทเหมาะสมส าหรบการใชงานเครองกลนตนแบบ เพราะใหคารอยละปรมาณน ามนทไดจากการกลน (%Yield) สงทสด 96% อกทงยงมคาอตราการกลนสงและมปรมาณการใชเชอเพลงนอย ซงคอนขางแตกตางจากปรมาณของน ามนทกลนอนๆ และไมมการคนพบในงานวจยกอนหนา

ท าการเปรยบเทยบคณภาพน ามนระหวางน ามนไบโอดเซลกอนกลนและหลงกลน ซงใชอณหภมในการกลนท 600 oC และปรมาณของน ามนทกลนจ านวน 5 ลตร พบวา คาจากการตรวจวดตางๆ ของน ามนไบโอดเซลกลนมคาทดขนเมอเทยบกบน ามนไบโอดเซลกอนการกลน ซงเปนตวบงชไดวาน ามนไบโอดเซลกลน มคณภาพทดขนทกคาการตรวจวด

จากงานวจยนเหนไดวา การกลนน ามนไบโอดเซลท าใหคณภาพของน ามนสงขนและเปนไปตามมาตรฐานทก าหนด เหมาะสมกบการน าไปใชกบเครองยนต และลดปญหาของเครองยนตไดเปนอยางด สามารถน าไปขยายผลและเพมคณภาพน ามนไบโอดเซลใหเหมาะสมตอการใชงานกบเครองยนต อกทงยงท าใหเปนการเพมมลคาและสงเสรมใหลดใชน ามนทอดซ า การวจยในระดบตอไปจะท าการพจารณาตนทนการผลตน ามนไบโอดเซลกลนเทยบกบการผลตน ามนไบโอดเซลทวไป และการทดสอบใชจรงกบเครองยนตชนดตางๆตอไป กตตกรรมประกาศ

ผวจยขอขอบพระคณ ฝายโครงสรางพนฐาน มหาวทยาลยขอนแกนทจดสรรงบประมาณเงนรายได ประจ าปงบประมาณ 2559 ประเภทเงนอดหนนทวไป ส านกงานจดการนวตกรรม พลงงานและไฟฟา มหาวทยาลยขอนแกน ทใหความอนเคราะหดานสถานท และเทศบาลนครขอนแกน ทใหความอนเคราะหวตถดบในการท าวจย

- 95 -

PMO1-12

เอกสารอางอง การญ ฟงสวรรณรกษ. การปรบปรงคณภาพน ามนไบโอดเซลปาลมดวยวธการผสมสารเตมแตงและศกษาผลของ สมรรถนะและการปลอยไอเสยของเครองยนตดเซล. [วทยานพนธปรญญาปรชญาดษฎบณฑตสาขา วศวกรรมเครองกล]. ขอนแกน: บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยขอนแกน; 2557. กตตชย ไตรรตนศรชย และคณะ. รายงานวจยฉบบสมบรณการใชน ามนสบด ากบเครองยนตรอบต า.

กรงเทพมหานคร:กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน กระทรวงพลงงาน; 2551. วชรพล ปณขนธ และคณะ. ผลกระทบของน ามนไบโอดเซลตอสมรรถนะของเครองยนตดเซล.วศวกรรมสาร มข.

ปท 33 ฉบบท 3 พฤษภาคม–มถนายน. 193–208; ขอนแกน; 2549. Demirbas, A. Biodiesel a Realistic Fuel Alternative for Diesel Engines. NewYork: Springer; 2008. Gerpen,J. V. Biodiesel processing and production.Fuel Processing Technology. Vol.86. pp. 1097-1107; 2005.

- 96 -