รายละเอียด

ปัจจุบันกระบวนการล้างไบโอดีเซล นิยมล้างด้วยน้ำ ซึ่งมักจะเกิดการสูญเสียไบโอดีเซล และยังก่อให้เกิดน้ำเสียจำนวนมาก ซึ่งอาจส่งผลกระทบกับสิ่งแวดล้อม งานวิจัยนี้จึงนำเอาไบโอชาร์มาใช้ในกระบวนการล้างไบโอดีเซลแทนการล้างด้วยน้ำ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อการออกแบบ และสร้างเครื่องต้นแบบเครื่องล้างไบโอดีเซลด้วยไบโอชาร์ พร้อมทั้งศึกษาผลกระทบของจำนวนใบพัด มุมของใบพัด และระยะเวลาในการกวนผสมที่ส่งผลต่อความสามารถในการกวนผสม ในการทดลองจะใช้น้ำมันไบโอดีเซลจำนวน 1 ลิตร และใช้ปริมาณไบโอชาร์จำนวน 50 กรัม ทำการกวนผสมที่อุณหภูมิห้อง หลังจากนั้นทำการกรองไบโอชาร์ออกจากน้ำมันไบโอดีเซลด้วยระบบสุญญากาศเป็นเวลา 45 นาที จากผลการทดลองพบว่า เครื่องต้นแบบของเครื่องล้างไบโอดีเซลด้วยไบโอชาร์ 
สามารถลดสิ่งปนเปื้อนในไบโอดีเซลได้ดี โดยร้อยละผลผลิตของไบโอดีเซลมีค่าลดลง เมื่อจำนวนใบพัด มุมของใบพัด และระยะเวลาในการกวนผสมเพิ่มขึ้น ร้อยละผลผลิตของไบโอดีเซลหลังผ่านการล้างอยู่ในช่วง 90.27-91.63% ซึ่งยังคงมีค่าสูงกว่าร้อยละผลผลิตของไบโอดีเซลที่ล้างด้วยน้ำ นอกจากนี้จำนวนใบพัด มุมของใบพัด และระยะเวลาในการกวนผสมที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้ค่าสมบัติของไบโอดีเซล ได้แก่ ความหนาแน่น ความหนืด ปริมาณน้ำ และความเป็นกรด มีค่าลดลง ซึ่งเงื่อนไขที่เหมาะสมในการล้างไบโอดีเซลด้วยไบโอชาร์ ได้แก่ จำนวนใบพัด 5 ใบ มุมใบพัด 60 องศา และเวลากวนผสม 30 นาที เงื่อนไขนี้จะให้สมบัติของไบโอดีเซลมีค่าผ่านเกณฑ์มาตรฐาน นอกจากนี้ยังมีปริมาณกลีเซอรอลอยู่ในเกณฑ์มาตรฐานอีกด้วย อย่างไรก็ตามปริมาณเมทานอลในไบโอดีเซลยังสูงกว่าเกณฑ์มาตรฐาน สำหรับระยะเวลาคืนทุนของเครื่องต้นแบบเครื่องล้างไบโอดีเซลด้วยไบโอชาร์อยู่ที่ 1.14 ปี

วัตถุประสงค์

น้ำมันไบโอดีเซล ถูกนำมาใช้แทนน้ำมันดีเซลอย่างแพร่หลาย เนื่องจากไบโอดีเซลเป็นพลังงาน    หมุนเวียน ที่สังเคราะห์ขึ้นจากน้ำมันพืชหรือน้ำมันสัตว์ และยังพบว่าปริมาณก๊าซคาร์บอนมอนนอกไซด์และ คาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกปล่อยออกมาจากเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันไบโอดีเซลมีปริมาณน้อยกว่าเครื่องยนต์ที่ใช้   น้ำมันดีเซล (วัชรพล และคณะ, 2549) ปัจจุบันปริมาณการใช้น้ำมันไบโอดีเซลในประเทศไทยเพิ่มขึ้น อย่างเห็น   ได้ชัด ดังนั้นในการผลิตน้ำมันไบโอดีเซล และการเพิ่มประสิทธิภาพในกระบวนการผลิตไบโอดีเซล จึงเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อช่วยลดต้นทุนในการผลิต และได้น้ำมันไบโอดีเซลที่มีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้น โดยการล้างน้ำมันไบโอดีเซลหรือการทำให้น้ำมันไบโอดีเซลบริสุทธิ์ นับเป็นหนึ่งในขั้นตอนที่สำคัญในกระบวนการผลิตน้ำมันไบโอดีเซล    (อมราภรณ และธนพร, 2558) เนื่องจากน้ำมันไบโอดีเซลที่ได้จากการใช้ปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชัน ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่นิยมนำมาใช้ในกระบวนการผลิตน้ำมันไบโอดีเซล มักจะมีสิ่งปนเปื้อนตกค้างอยู่ ซึ่งได้แก่ กลีเซอรอล แม้ว่าจะผ่านขั้นตอนการแยกกลีเซอรอลออกจากน้ำมันไบโอดีเซลแล้วก็ตาม ซึ่งองค์ประกอบในกลีเซอรอล        จะประกอบด้วยกลีเซอรอลร้อยละ 58-82% เอทานอล หรือเมทานอลร้อยละ 1-2% น้ำร้อยละ 10-12%        โซเดียมคลอไรด์ร้อยละ 6-8% และกรดไขมันอิสระที่ไม่ถูกทำปฏิกิริยา และยังคงเหลืออยู่ 1-2% (Cvengros & Povazance, 1996) สิ่งปนเปื้อนดังกล่าวจะส่งผลกระทบให้เครื่องยนต์เกิดความเสียหาย เช่น ไส้กรองอุดตัน    เกิดควันดำ เป็นต้น (วัชรพล และคณะ, 2549) ดังนั้นก่อนการนำน้ำมันไบโอดีเซลไปใช้งาน  จึงจำเป็นต้องผ่านกระบวนการที่ทำให้น้ำมันไบโอดีเซลบริสุทธิ์ด้วยการล้างเสียก่อน
การล้างน้ำมันไบโอดีเซลมีอยู่ 2 แบบ คือการล้างแบบเปียก และ การล้างแบบแห้ง (ศุภกฤษณ์ และคณะ, 2560) การล้างแบบเปียกจะเป็นวิธีที่นิยมใช้งานกันทั่วไป โดยจะใช้น้ำในการกำจัดสิ่งปนเปื้อน อย่างไรก็ตาม              การล้างน้ำมันไบโอดีเซลด้วยวิธีนี้ จะต้องทำการล้างด้วยกันหลายครั้ง ส่งผลให้เกิดความสิ้นเปลืองน้ำ และเกิด  การสูญเสียน้ำมันไปโอดีเซลจากการล้าง (Jaber et al, 2015) อีกทั้งน้ำที่ผ่านกระบวนการล้างยังมีสิ่งปนเปื้อนปะปนอยู่ หากนำไปทิ้งโดยไม่ผ่านกระบวนการจัดการที่ดี จะส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม (วิชชุดา และคณะ,2554) นอกจากนี้น้ำมันไบโอดีเซลที่ได้จะมีน้ำปะปนอยู่ จึงจำเป็นต้องนำน้ำมันไบโอดีเซลที่ได้ไปผ่านกระบวนการกำจัดความชื้นอีกครั้งก่อนการนำไปใช้งาน (ทศพล และคณะ, 2554) ปัจจุบันการล้างแบบแห้ง จึงกำลังได้รับความสนใจในการนำมาใช้ล้างน้ำมันไบโอดีเซลแทนการล้างแบบเปียก เนื่องจากการล้างแบบแห้งไม่จำเป็นต้องกำจัดความชื้น 
หลังการล้าง จึงเป็นการลดขั้นตอนในกระบวนการผลิตน้ำมันไบโอดีเซลได้ (Atadashi, 2015) และยังช่วยลดปัญหาน้ำเสียที่เกิดจากกระบวนการล้างแบบเปียก โดยไบโอชาร์ เป็นตัวดูดซับที่ดีที่นิยมนำมาใช้ในกระบวนการล้างแบบแห้ง เนื่องจากเป็นวัสดุที่มีพื้นที่ผิวสูง และมีความสามารถในการดูดซับ (พิทักษ์, 2558)  ซึ่งการนำเอาไบโอชาร์   มากำจัดสิ่งปนเปื้อนในน้ำมันไบโอดีเซลนั้นยังมีข้อมูลอยู่จำกัด อย่างไรก็ตามการนำเอาไบโอชาร์มาใช้ในการกำจัดสิ่งปนเปื้อนในน้ำมันไบโอดีเซลยังมีความยุ่งยากในส่วนของการกวนผสมกันระหว่างไบโอชาร์ และน้ำมันไบโอดีเซลอย่างทั่วถึง และการนำไบโอชาร์ออกจากน้ำมันไบโอดีเซลหลังการกวนผสม เนื่องจากไบโอชาร์จะมีอนุภาคค่อน ข้างเล็ก 
	ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงสนใจที่จะออกแบบ และสร้างเครื่องต้นแบบของเครื่องล้างไบโอดีเซลด้วยไบโอชาร์  เพื่อช่วยลดความยุ่งยากในกระบวนการล้าง โดยเครื่องต้นแบบดังกล่าวจะประกอบด้วยระบบการกวนผสม   ระหว่างน้ำมันไบโอดีเซลและไบโอชาร์โดยใช้ใบพัด และระบบการกรองไบโอชาร์ออกจากน้ำมันไบโอดีเซล       ด้วย กระดาษกรองพร้อมติดตั้งระบบสุญญากาศเพื่อช่วยในการกรอง นอกจากนี้ยังทำการศึกษาผลกระทบของ   จำนวนใบพัด มุมของใบพัด และระยะเวลาในการกวนผสมต่อความสามารถในการกวนผสมของเครื่อง        ต้นแบบอีกด้วย

ผู้จัดทำ

ธัชพล จุ้งเจริญ

#อาจารย์

สมาชิก

นฤบดี ศรีสังข์

Naruebodee Srisang

#อาจารย์

สมาชิก

ศิริวรรณ ศรีสังข์

Siriwan Stisang

#อาจารย์

สมาชิก

วารุณี ลิ่มมั่น

Warunee limmun

#อาจารย์

สมาชิก

ชัยธวัช เครือพยัคฆ์

CHAITHAWAT KHRUEAPHAYAK

#นักศึกษา

สมาชิก

ศตวรรณ มีเดช

SATTAWAN MEDACH

#นักศึกษา

สมาชิก

สุรศักดิ์ ฟองหิรัญศิริ

SURASAK FONGHIRANSIRI

#นักศึกษา

สมาชิก

ชิษณุชา สุวรรณ

CHITSANUCHA SUWAN

#นักศึกษา

สมาชิก

โหวตนวัตกรรมนี้