การผลิตน้ำมันดิบชีวภาพจากไฮโดรเทอร์มัลลิควิแฟกชันของใบอ้อยที่ผ่านการขจัดแร่ธาตุ

Biocrude oil production from hydrothermal liquefaction of demineralized sugarcane leaves

Name: วรัญญา จิตสนธิ

ThaSH: ปิโตรเลียม

Abstract: ไฮโดรเทอร์มัลลิควิแฟกชันเป็นการเปลี่ยนชีวมวลไปเป็นเชื้อเพลิงเหลวชีวภาพที่เรียกว่าน้ำมันดิบชีวภาพ วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือศึกษาผลการขจัดแร่ธาตุด้วยสารละลายกรดไนตริกเข้มข้นร้อยละ 5 โดยน้ำหนักและน้ำร้อน รวมถึงผลของตัวทำละลายเดี่ยวและตัวทำละลายร่วมระหว่างน้ำและเอทานอลในไฮโดรเทอร์มัลลิควิแฟกชันของใบอ้อย โดยตัวแปรที่ใช้ในการศึกษามีดังนี้ อุณหภูมิ 300 325 และ 350 องศาเซลเซียส, ความเข้มข้นของเอทานอลร้อยละ 0-100 โดยปริมาตร ทำการทดลองในเครื่องปฏิกรณ์แบบแบตช์และเครื่องปฏิกรณ์แบบกึ่งต่อเนื่อง จากผลการทดลองพบว่าหลังผ่านการขจัดแร่ธาตุ ปริมาณเถ้าลดลงจากร้อยละ 10.05 เป็น 8.30 โดยน้ำหนัก เมื่อทำการทดลองในเครื่องปฏิกรณ์แบบแบตช์ที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส ความดันไนโตรเจนเริ่มต้น 2 เมกะพาสคัล ทำการทดลองเป็นเวลา 60 นาที การใช้ใบอ้อยที่ผ่านการขจัดแร่ธาตุด้วยสารละลายกรดไนตริกเข้มข้นร้อยละ 5 โดยน้ำหนัก ให้ร้อยละผลได้ของน้ำมันชีวภาพสูงสุดเท่ากับร้อยละ 45.92 โดยน้ำหนัก ขณะที่การขจัดแร่ธาตุด้วยน้ำร้อนให้ร้อยละผลได้ของน้ำมันดิบชีวภาพร้อยละ 42.44 โดยน้ำหนัก ในกรณีที่ใช้ตัวทำละลายเอทานอล ส่วนการทดลองในเครื่องปฏิกรณ์แบบกึ่งต่อเนื่อง ที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส อัตราการไหลเท่ากับ 1 มิลลิลิตรต่อนาที ทำการทดลองเป็นเวลา 60 นาที พบว่าใบอ้อยที่ผ่านการขจัดแร่ธาตุด้วยสารละลายกรดไนตริกเข้มข้นร้อยละ 5 โดยน้ำหนัก ให้ร้อยละผลได้ของน้ำมันชีวภาพสูงสุดเท่ากับร้อยละ 32.56 โดยน้ำหนัก ในขณะที่ร้อยละผลได้ของน้ำมันชีวภาพเท่ากับร้อยละ 21.97 โดยน้ำหนักเมื่อขจัดแร่ธาตุด้วยน้ำร้อน ในตัวทำละลายร่วมน้ำและเอทานอล ซึ่งแสดงถึงการเกิดผลเสริมกันระหว่างน้ำและเอทานอลในกระบวนการแบบกึ่งต่อเนื่อง จากผลของ GC-MS พบว่าองค์ประกอบของน้ำมันดิบชีวภาพก่อนขจัดแร่ธาตุมีสารประกอบประเภทฟีโนลิก (phenolic compounds) และสารที่มีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบ (other oxygenates) อยู่ปริมาณมาก แต่หลังจากการขจัดแร่ธาตุพบว่าน้ำมันมีองค์ประกอบของสารประกอบจำพวกน้ำตาล (anhydrosugars) เพิ่มขึ้นอย่างมาก โดยเฉพาะลีโวกลูโคซาน (levoglucosan)

Abstract: Hydrothermal liquefaction (HTL) is a promising process to convert biomass into liquid fuels, so called biocrude. The objective of this work was to investigate an effect of demineralization using nitric acid and hot water on the liquefaction of sugarcane leaves. Besides, the biocrude production from that process was comprehensively explored in ratio of ethanol/water co-solvent. The operating conditions, temperatures (300, 325, and 350 oC) and ethanol concentration (0 to 100 vol.%), were varied. HTL was performed in a batch reactor and a semi-continuous reactor. Demineralization treatment with nitric acid and hot water was found the effectively reducing the ash content of sugarcane leaves from 10.05 to 8.30 wt.%. The experiments were conducted in a 250 mL autoclave reactor at 300°C, with an initial pressure of 2 MPa and reaction time of 60 minutes. The results indicated that the demineralization by nitric acid at 5wt.% in pure ethanol gave the highest bio-crude yield of 45.92 wt.% while the yield of biocrude by hot water was 42.44 wt.%. The another experiments were carried out in a semi-continuous reactor at the solvent flow rate of 1.0 mL/min at 300oC for 60 minutes. The co-solvent system was found to give higher bio-crude of 32.56 wt.% by nitric acid at 5wt.% while the yield of biocrude was 21.97 wt.%. by using hot water. This indicated a synergistic effect when using ethanol-water mixture in semi-continuous reactor. The GC-MS results found that, before demineralized the biocrude contains mostly phenolic compounds and other oxygenates compounds and after demineralized the biocrude contains anhydrosugars such as Levoglucosan.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: ประพันธ์ คูชลธารา

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2559

Modified: 2562-07-19

Issued: 2562-07-19

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/52312

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เคมีเทคนิค

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	5772137223.pdf	4.21 MB	8	2022-03-20 06:29:53

ใช้เวลา

0.033037 วินาที