การปรับปรุงคุณภาพน้ำมันไบโอดีเซลโดยใช้พัลส์สนามไฟฟ้าแรงสูง

Abstract

งานวิจัยนี้ นำเสนอการพัฒนาวิธีการกำจัดเชื้อจุลชีพที่ปนเปื้อนในไบโอดีเซล วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตไบโอดีเซลเป็นน้ำมันพืชใช้แล้ว การผลิตไบโอดีเซล ใช้กระบวนการทรานเอสเทอริฟิเคชั่นแบบไม่ใช้ความร้อน ซึ่งเป็นการทำปฏิกิริยาภายใต้อุณหภูมิห้อง การปนเปื้อนเชื้อจุลชีพในไบโอดีเซล ทำให้ไบโอดีเซลเกิดตะกอนโพลิเมอร์ขึ้นได้ เนื่องจากเชื้อจุลชีพย่อยสลายสารไฮโดรคาร์บอนที่มีอยู่ในไบโอดีเซล ตะกอนโพลิเมอร์ดังกล่าวส่งผลต่อการจัดเก็บและนำไบโอดีเซลไปใช้งาน ทำให้เกิดการอุดตันในระบบน้ำมันเชื้อเพลิง ท่อทางเดินน้ำมัน กรองน้ำมัน และหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงขึ้นได้ การกำจัดเชื้อจุลชีพที่ปนเปื้อนในไบโอดีเซล ใช้พัลส์สนามไฟฟ้าที่มีความถี่สูง 100 kHz, ความกว้างของพัลส์ 25 µs จากการทดสอบคุณสมบัติความคงทนต่อแรงดันไฟฟ้าของไบโอดีเซลพบว่า ไบโอดีเซลสามารถทนแรงดันอิมพัลส์เบรกดาวน์ได้ประมาณ 60 kV และมีความทนต่อแรงดันไฟฟ้า 11.94 kV/mm. การตรวจสอบคุณภาพของไบโอดีเซลที่ผ่านกระบวนการพัลส์สนามไฟฟ้าที่เป็นไปตามมาตรฐานประกาศโดยกรมธุรกิจพลังงาน ผู้วิจัยได้ส่งตัวอย่างไบโอดีเซลจำนวน 2 ตัวอย่างๆละ 1 ลิตร ไปทดสอบ ณ กรมวิทยาศาสตร์บริการ ตัวอย่างทดสอบทั้งสองได้ผ่านกระบวนการกำจัดเชื้อจุลชีพด้วยพัลส์สนามไฟฟ้าที่ความถี่ 100 kHz เป็นเวลา 5 นาที ผลการทดสอบคุณสมบัติของไบโอดีเซล พบว่า ไบโอดีเซลตัวอย่างที่ 1 มีปริมาณเมทิลเอสเตอร์ 82.3%wt., ค่าความหนีดจลน์เท่ากับ 5.77 cSt, จุดวาบไฟ 175℃, การกัดกร่อนแผ่นทองแดงที่อุณหภูมิเท่ากับ 1a, กลีเซอรีนอิสระ 0.01%wt., กลีเซอรีนทั้งหมด 1.5 wt., ความหนาแน่นที่ 15 ℃ เท่ากับ 873.4 kg/m3 และความเป็นกรด-ด่าง 0.37 mgKoH/g ส่วนไบโอดีเซลตัวอย่างที่ 2 มีปริมาณเมทิลเอสเตอร์ 82%wt., ค่าความหนีดจลน์เท่ากับ 5.79 cSt, จุดวาบไฟ 176℃, การกัดกร่อนแผ่นทองแดงที่อุณหภูมิเท่ากับ 1a, กลีเซอรีนอิสระ 0.01%wt., กลีเซอรีนทั้งหมด 1.6 %wt., ความหนาแน่นที่ 15 ℃ เท่ากับ 873.5 kg/m3 และความเป็นกรด-ด่าง 0.35 mgKOH/g นอกจากนั้น การตรวจสอบการปนเปื้อนของเชื้อจุลชีพด้วยชุดทดสอบของกรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ในไบโอดีเซลทั้งสองตัวอย่าง ไม่พบการปนเปื้อนของเชื้อจุลชีพแต่อย่างใด ไบโอดีเซลทั้งสองตัวอย่างจึงมีคุณสมบัติตามมาตรฐานไบโอดีเซลชุมชนที่กำหนดโดยกรมธุรกิจพลังงาน เหมาะสมต่อการนำไปใช้กับเครื่องยนต์ดีเซลได้