การพัฒนาประสิทธิภาพของไบโอดีเซลจากการเร่งปฏิกิริยาทรานเอสเทอร์ริฟิเคชั่นด้วยเอนไซม์ไลเปส

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

กัญญารัตน์ เจริญกุล, ณิชมน สุภานันท์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

เยาวรี หน่อนาคำ, รัตนวดี โมรากุล

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนสตรีวิทยา

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2561

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ในแต่ละปีประเทศไทยต้องนำเข้าน้ำมันเชื้อเพลิงเป็นปริมาณมาก เช่น ในพ.ศ.2558 ได้มีการนำเข้าน้ำมันดิบเป็นปริมาณ 9,660,000 บาร์เรล (กรมธุรกิจพลังงาน. 2558) ซึ่งใช้งบประมาณเป็นจำนวนมาก จึงได้มีนวัตกรรมการนำน้ำมันจากไขมันพืช ไขมันสัตว์ รวมถึงน้ำมันใช้แล้วมาผ่านกระบวนการปฏิกิริยาทรานเอสเทอร์ริฟิเคชั่นจนได้น้ำมันเชื้อเพลิงเรียกว่า ไบโอดีเซล ในการผลิตไบโอดีเซลจำเป็นต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา ได้แก่ กรด เบส และเอนไซม์ไลเปส แต่โดยทั่วไปมักจะใช้กรดหรือเบสมาเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทรานเอสเทอร์ริฟิเคชั่นระหว่างน้ำมันกับแอลกอฮอล์ เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ กรดซัลฟิวริก เป็นต้น เนื่องจากมีราคาถูกซึ่งพบว่าการใช้กรดหรือเบสมาเป็นตัวเร่งปฏิกิริยานั้นจะต้องใช้อุณหภูมิสูงในการทำให้เกิดปฎิกิริยา เกิดความยุ่งยากในการแยกน้ำมันไบโอดีเซลออกจากผลพลอยได้ คือ กลีเซอรอล และยังต้องล้างน้ำมันไบโอดีเซลด้วยน้ำอีกหลายครั้ง (ยุวเรศ เพ็งเจริญ, 2500) ซึ่งในการทำไบโอดีเซลให้บริสุทธิ์จนสามารถนำไปใช้งานได้นั้น ต้องเสียค่าใช้จ่ายเป็นจำนวนมาก การใช้เอนไซม์ไลเปสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง ซึ่งวิธีนี้มีข้อได้เปรียบหลายประการคือ ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิ 30-50 องศาเซลเซียส ทำให้ประหยัดพลังงานในการผลิต ไม่ต้องผ่านกระบวนการล้างเมื่อทำปฏิกิริยาสมบูรณ์ (พุฒิพัฒน์, 2555)

ทางคณะผู้จัดทำจึงมีแนวคิดที่จะศึกษาความเข้มข้นของเอนไซม์ไลเปสที่มีผลต่อการเร่งปฏิกิริยาทรานเอสเทอร์ริฟิเคชั่นในการผลิตไบโอดีเซล โดยการผลิตไบโอดีเซลมีขั้นตอนคือ เติมน้ำมันพืชใช้แล้วต่อเมทานอลในอัตราส่วน 1:4 (ปริมาตร/ปริมาตร) เฮกเซนในอัตราส่วน 1:1 (ปริมาตร/ปริมาตร)และ สารละลายฟอสเฟตบัฟเฟอร์ 0.1 M pH 7 ในอัตราส่วน 1:2 (ปริมาตร/ปริมาตร) จากนั้นเติมเอนไซม์ไลเปสสำเร็จรูปร้อยละ 0.05,0.1,0.15,0.2 โดยน้ำหนักเทียบกับปริมาตรน้ำมันปาล์มเป็นตัวเร่งปฎิกิริยาโดยใช้ทัั้งแบบอิสระและแบบที่นำเอนไซม์ไลเปสที่ความเข้มข้นต่างๆไปตรึงบนเม็ดเจลไคโตซานร้อยละ 100 โดยน้ำหนักเทียบกับปริมาตรน้ำมันปาล์ม ทิ้งไว้ที่อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส เป็นเวลาสัมผัส 22 ชั่วโมง หลังจากนั้นทำการแยกเมทิลเอสเทอร์ แล้วนำไปทดสอบประสิทธิภาพของไบโอดีเซล

จากการทดลองพบว่า ความเข้มข้นของเอนไซม์ไลเปสที่ผลิตไบโอดีเซลได้มีประสิทธิภาพมากที่สุด คือ ร้อยละ 0.1 โดยมีค่าความถ่วงจำเพาะ ค่าความเป็นกรด ค่าความหนืดเฉลี่ย และ การกัดกร่อนทองแดงอยู่ในอยู่ในเกณฑ์มาตรฐานไบโอดีเซลของกรมธุรกิจพลังงานทั้งหมด และได้ปริมาณไบโอดีเซลเฉลี่ยมากที่สุดเมื่อใช้เวลาทำปฏิกิริยาที่เท่ากัน