ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันปาล์มดิบโดยเอนไซม์ไลเปสตรึงรูป: การเลียนแบบจำลองทางจลนพลศาสตร์และการหาสภาวะที่เหมาะสม

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันปาล์มดิบโดยเอนไซม์ไลเปสตรึงรูป: การเลียนแบบจำลองทางจลนพลศาสตร์และการหาสภาวะที่เหมาะสม
นักวิจัย : เบญจมาส เชียรศิลป์
คำค้น : Biodiesel , immobilized lipase , modeling , Palm oil , การเลียนแบบจำลอง , น้ำมันปาล์ม , เอนไซม์ไลเปสตรึงรูป , ไบโอดีเซล
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2552
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=MRG4980088 , http://research.trf.or.th/node/2217
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

ในการผลิตแฟตตี้เอซิดเอทิลเอสเทอร์ (fatty acid ethyl ester, FAEE) จากน้ำมันปาล์ม พบว่าเอนไซม์ไลเปสทางการค้าจากเชื้อ Pseudomonas sp. (lipase PS) เหมาะสมที่สุด โดยสภาวะที่เหมาะสมในการตรึงรูปเอนไซม์ lipase PS บนตัวตรึง Accurel คือความเข้มข้นเอนไซม์ 50 ยูนิตต่อมล. เวลาในการตรึง 30 นาที เอนไซม์ lipase PS ตรึงรูปที่ได้มีกิจกรรม 0.258 ยูนิตต่อมก. และมีประสิทธิภาพการยึดเกาะเท่ากับร้อยละ 83.79 สภาวะที่เหมาะสมในการผลิต FAEE จากน้ำมันปาล์มคือ ปริมาณเอนไซม์ตรึงรูปร้อยละ 4 และที่อุณหภูมิ 45 องศาเซลเซียส ปริมาณน้ำที่เติมในปฏิกิริยาที่เหมาะสมสำหรับการผลิต FAEE จากน้ำมันปาล์มบริสุทธิ์ น้ำมันปาล์มดิบ และน้ำมันปาล์มใช้แล้ว คือร้อยละ 10, 2 และ 0 ตามลำดับ และปริมาณสัดส่วนเอทานอลต่อน้ำมันปาล์มที่ 3:1 ให้ผลผลิต FAEE สูงสุดเท่ากับร้อยละ 97, 94 และ 96 สำหรับน้ำมันปาล์มบริสุทธิ์ น้ำมันปาล์มดิบ และน้ำมันปาล์มใช้แล้ว ตามลำดับ ที่เวลา 48 ชม. นอกจากนี้ยังพบว่าการแบ่งเติมแอลกอฮอล์ 3 ครั้งในการผลิตจะทำให้อัตราการผลิต FAEE สูงขึ้น ในการศึกษาทางจลนพลศาสตร์ งานวิจัยนี้ได้นำเสนอแบบจำลองของปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่นของกรดไขมันในน้ำมันปาล์มกับเอทานอลโดยใช้เอนไซม์ไลเปสตรึงรูป 3 แบบจำลอง โดยแบบจำลองทั้ง 3 สามารถแสดงผลของสับสเตรทและผลิตภัณฑ์ในปฏิกิริยา ทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่นได้ตลอดการทดลอง จากการเปรียบเทียบผลการทดลองและผลที่ได้จากการคำนวณ พบว่าสมการแบบจำลองที่สร้างจากสมมติฐานที่ว่าเอทานอลเข้าทำปฏิกิริยาแอลกอฮอไลซิสโดยตรงกับน้ำมันปาล์มจะให้ผลการคำนวณใกล้เคียงกับผลการทดลองมากที่สุด และจากการเลียนแบบจำลองพบว่าการเพิ่มความเข้มข้นเอทานอลจะทำให้อัตราการผลิตเริ่มต้นและผลผลิตของ FAEE เพิ่มขึ้น และทำให้ความเข้มข้นสุดท้ายของกรดไขมันอิสระลดลง ในขณะที่ความเข้มข้นของเอทานอลที่ต่ำจะทำให้เกิดเป็นกรดไขมันอิสระในปริมาณที่สูง ในการผลิต FAEE แบบต่อเนื่องในถังปฏิกรณ์แบบแพคเบด พบว่าผลผลิตของ FAEE สูงขึ้นเมื่อลดอัตราการไหลของสับสเตรท และพบว่าที่อัตราการไหลของสับสเตรท 0.29 กรัมต่อนาที จะให้ผลผลิต FAEE ที่ร้อยละ 38.25 และให้ผลผลิต FAEE ต่อเวลาสูงสุดที่ 0.111 กรัมต่อนาที นอกจากนี้ยังพบว่ากระบวนการผลิตแบบต่อเนื่องสามารถคงผลผลิตเฉลี่ยได้ที่ร้อยละ 34 เป็นเวลา 90 ชั่วโมง โดยให้อัตราการผลิต FAEE เท่ากับ 142 กรัมต่อวัน A commercial lipase from Pseudomonas sp. (lipase PS) was the suitable enzyme for synthesis of fatty acid ethyl ester (FAEE) from palm oil. The optimum condition for immobilization of lipase PS on Accurel was enzyme concentration of 50 U/ml and immobilization time for 30 min. The activity of immobilized lipase PS was 0.258 U/mg and immobilized yield was 83.79%. The optimum conditions for FAEE production from palm oil were found to be 4% of immobilized lipase PS and at temperature 45°C. The optimal water additions for FAEE production from refined, crude and used palm oils were 10%, 2% and 0%, respectively, based on oil weight. The molar ratio of ethanol to palm oil at 3:1 gave the highest FAEE yield of 97%, 94% and 96% for refined, crude and used palm oil, respectively, at 48 h. Moreover, three-step addition of alcohol has improved the productivity of FAEE. For kinetic study, three kinetic models of the transesterification of palm oil fatty acids to ethanol using an immobilized lipase were developed. The models are able to account for the effects of substrates and products involved in the transesterification throughout the entire reaction. There was a good agreement between experimental results and those predicted by the proposed model equations in which ethanol was assumed to be involved directly in an alcoholysis reaction with palm oil. From the proposed model equations, the simulation results show that increasing the initial ethanol concentration produces an increase in the initial production rate and yield of FAEE and lowers the final concentration of free fatty acid whereas lower ethanol concentration led to a higher final concentration of free fatty acid. In the continuous production of FAEE in a packed-bed reactor, the yield of FAEE increased with decreasing in the flow rate of substrate. At the substrate flow rate of 0.29 g/min gave FAEE yield of 38.25 % and the highest productivity of FAEE of 0.111 g/min. Furthermore, the long term operation of the continuous process gave the average yield of FAEE at 34% for 90 h with the productivity of 142g FAEE/day.

บรรณานุกรม :
เบญจมาส เชียรศิลป์ . (2552). การผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันปาล์มดิบโดยเอนไซม์ไลเปสตรึงรูป: การเลียนแบบจำลองทางจลนพลศาสตร์และการหาสภาวะที่เหมาะสม.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
เบญจมาส เชียรศิลป์ . 2552. "การผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันปาล์มดิบโดยเอนไซม์ไลเปสตรึงรูป: การเลียนแบบจำลองทางจลนพลศาสตร์และการหาสภาวะที่เหมาะสม".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
เบญจมาส เชียรศิลป์ . "การผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันปาล์มดิบโดยเอนไซม์ไลเปสตรึงรูป: การเลียนแบบจำลองทางจลนพลศาสตร์และการหาสภาวะที่เหมาะสม."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2552. Print.
เบญจมาส เชียรศิลป์ . การผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันปาล์มดิบโดยเอนไซม์ไลเปสตรึงรูป: การเลียนแบบจำลองทางจลนพลศาสตร์และการหาสภาวะที่เหมาะสม. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2552.