การผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันมะเยาหินและผลของเชื้อเพลิงไบโอดีเซลต่อสมรรถนะและก๊าซไอเสียของเครื่องยนต์Biodiesel Production from Tung Oil and Its Effects on Diesel Engine Performance and Emission Characteristics

Abstract

บทความวิจัยนี้ทำการศึกษาการผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันมะเยาหินด้วยกระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชันโดยใช้โพแทสเซยี มไฮดรอกไซด์ (KOH) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาพร้อมทังทำการศึกษาคุณสมบัติของไบโอดีเซลในการศึกษาสมรรถนะและการปล่อยก๊าซไอเสียใช้เครื่องยนต์ดีเซลลูกสูบเดี่ยว อัตราส่วนเชื้อเพลิงผสมไบโอดีเซลที่ทำการศึกษาคือ BD10, BD20, BD30, BD50 และ B100 เปรียบเทียบกับน้ำมันดีเซลที่ขายในท้องตลาด (B7) ที่ภาวะโหลดสูงสุดโดยเพิ่มความเร็วรอบครั้งละ 200 รอบต่อนาที ตั้งแต่ความเร็วรอบ 1,200–2,000 รอบต่อนาที ผลการศึกษาสมบัติของไบโอดีเซลพบว่ามีค่ากรดไขมันเททิลเอสเทอร์ 97.38% โดยน้ำหนัก ค่าความหนืด 7.46 cSt ที่ 40°C ค่าความเป็นกรด 0.41 mg KOH/g และค่าความร้อนสูง 42.53 MJ/kg ผลการศึกษาสมรรถนะเครื่องยนต์พบว่าเมื่อเพิ่มปริมาณไบโอดีเซลในเชื้อเพลิงผสมส่งผลทำให้แรงบิด กำลัง และประสิทธิภาพเชิงความร้อนลดลง (B100 มีค่าลดลงเฉลี่ย 7.57%, 7.49% และ 13.72% ตามลำดับ) แต่อัตราการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงจำเพาะมีค่าเพิ่มขึ้น (B100 มีค่าเพิ่มขึ้นเฉลี่ย 16.92%) เมื่อเทียบกับน้ำมันดีเซล ส่วนการปล่อยก๊าซไอเสียของเครื่องยนต์พบว่าเมื่อเพิ่มปริมาณไบโอดีเซลในเชื้อเพลิงผสมจะมีการปล่อย CO ลดลงแต่มีการปล่อย CO2 และ NOX เพิ่มขึ้น ในส่วนของ SO2 ไม่มีการปล่อยออกมาในทุกอัตราส่วนของเชื้อเพลิงผสม

This paper presents the biodiesel production from Tung oil, prepared by transesterification using potassium hydroxide (KOH) as catalyst. Biodiesel properties was also investigated. Engine performance and emission tests were conducted on a single-cylinder diesel engine fueled with Tung oil biodiesel blends (BD10, BD20, BD30, BD50 and B100) compared with conventional diesel (B7) fuel at a full-load engine speed range of 1,200–2,000 rpm with intervals of 200 rpm. The Tung oil biodiesel contained the fatty acid methyl ester (FAME) of 97.38% wt., viscosity of 7.46 cSt at 40°C, acid value of 0.41 mg KOH/g and a heating value of 42.53 MJ/kg. The experimental results showed that the increase of Tung oil biodiesel blend ratio decreased in torque, power and thermal efficiency (B100 showed average decrease 7.57%, 7.49% and 13.72%, respectively) but increased a specific fuel consumption (B100 showed an average increase 16.92%) compared to diesel. Exhaust gas emission results indicated that diesel blend of increasing Tung oil biodiesel gave a reduction in carbon monoxide (CO) but an increase in carbon dioxide (CO2) and oxides of nitrogen (NOX). Sulphur dioxide (SO2) has not been detected all of fuel blends.