จลนศาสตร์และการเร่งปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชันโดยการเติมตัวทำละลายร่วม

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาจลนศาสตร์และการเร่งปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชันของน้ำมันถั่วเหลืองและเมทานอล (CH3OH) จากการศึกษาพบว่าการเติมตัวทำละลายร่วมเตตระไฮโดรฟูราน (Tetrahydrofuran; THF) 30%wt โดยมีโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) 0.2%wt เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 1 ชั่วโมง สามารถเพิ่มผลผลิตน้ำมันไบโอดีเซลจาก 82.55% เป็น 97.32% ทั้งนี้เนื่องจาก THF ช่วยเพิ่มอัตราการถ่ายโอนมวลระหว่างวัฏภาคของน้ำมันและแอลกอฮอล์ซึ่งส่งผลให้ปฏิกิริยาเกิดได้ดียิ่งขึ้นจากการวิเคราะห์สารผลิตภัณฑ์จากถังปฏิกรณ์ด้วยเทคนิคไฮเพอร์ฟอร์มานซ์ลิควิดโครมาโตกราฟี (High Performance Liquid Chromatography, HPLC) พบว่าอันดับของปฏิกิริยามีค่าเท่ากับสี่และห้าสำหรับการทดลองที่ไม่มีการเติมและมีการเติม THF ตามลำดับในขณะที่พลังงานก่อกัมมันต์มีค่าเท่ากับ 14.45 kcalmol-1 (มีการเติม THF) และ 4.84 kcalmol-1 (ไม่มีการเติม THF) นอกจากนี้พบว่าน้ำมันไบโอดีเซลที่ได้มีคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพเหมือนน้ำมันไบโอดีเซลมาตรฐานทั่วไป

คำสำคัญ: จลนศาสตร์ ไบโอดีเซล น้ำมันถั่วเหลือง ตัวทำละลายร่วม ทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน

This research was focused on the kinetics and enhancement of transesterification reaction from soybean oil and methanol(CH3OH). At the optimum condition [30%wt co-solvent (THF), 0.2%wt NaOH, 60°C temperature and one-hour reaction time], it was found that an addition of tetrahydrofuran (THF) into the batch reactor resulted in increasing biodiesel contents from 82.55% to 97.32%. This was because THF increased the mass transfer rate between oil and alcohol phase, leading to faster reaction. The products from batch reactor were analyzed by high performance liquid chromatography technique (HPLC) for studying its kinetics. The orders of reactions were found to be the fifth and the fourth for the cases with and without THF addition, respectively. The activation energies were 14.45 kcalmol-1 (THF addition) and 4.84 kcalmol-1 (without THF). The biodiesel obtained had the same chemical and physical properties as the ones from standard biodiesel fuel.

Keywords: Kinetics, Biodiesel, Soybean Oil, Co-solvent, Transesterification