การปรับปรุงประสิทธิภาพและความปลอดภัยของระบบผลิตไบโอดีเซลโดยใช้ปฏิกรณ์แบบช่องจุลภาค

Improvement on safety and efficiency for biodiesel production using microreactor

Name: อภิชาต ศรีชัย

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ -- วิทยานิพนธ์. วศ.ม. (วิศวกรรมความปลอดภัย) 2561.

Classification :.LCCS: TP359.B46

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. -- สาขาวิศวกรรมความปลอดภัย -- วิทยานิพนธ์

ThaSH: เชื้อเพลิงไบโอดีเซล -- การผลิต

ThaSH: เครื่องปฏิกรณ์เคมี

ThaSH: ความปลอดภัยในงานอุตสาหกรรม

Abstract: การวิจัยนี้เป็นการนำน้ำมันปาล์มบริสุทธิ์ชนิดไม่แยกไขมาทำการทดลองผลิตเป็นไบโอดีเซล ด้วยกระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่น โดยใช้ปฏิกรณ์แบบช่องจุลภาคที่มีขนาดพื้นที่หน้าตัดของ ช่องภายใน 0.25 ตารางมิลลิเมตร ความยาว 1,200 มิลลิเมตร ตัวแปรที่ศึกษาคืออัตราส่วนโดยโมล ระหว่างเมทานอลต่อน้ำมันเท่ากับ 6 : 1 ปริมาณของสารละลายโซเดียมเมทิลเลทความเข้มข้น 30 เปอร์เซ็นต์เท่ากับ 1.86 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักน้ำมัน อุณหภูมิในการำปฏิกิริยา 65 องศาเซลเซียส ใช้เวลาในการทำปฏิกิริยา 5 วินาทีและใช้เวลาอีก 30 นาทีในการแยกชั้นผลิตภัณฑ์ระหว่างไบโอดีเซลกับกลีเซอรอล พบว่า ปฏิกรณ์แบบช่องจุลภาคมีประสิทธิภาพสูงกว่าระบบถังปฏิกรณ์แบบดั้งเดิมเพียงเล็กน้อย โดยไบโอดีเซลที่ได้รับมีค่าเปอร์เซ็นต์เมทิลเอสเทอร์เท่ากับ 97.50 เปอร์เซ็นต์และพบว่าคุณสมบัติไบโอดีเซลที่ผลิตได้ผ่านตามมาตรฐานของกรมธุรกิจพลังงาน การขยายกำลังการผลิตโดยใช้ปฏิกรณ์แบบช่องจุลภาคเทียบเท่าโรงงานอัตรา 20,589.29 ลิตร/ชั่วโมง พบว่า ต้องการปริมาตรของช่องจุลภาครวม 28.80 ลิตร (0.30 ลิตร/ตั้ง x 96 ตั้ง) โดย ปฏิกรณ์แบบช่องจุลภาค 1 ตั้ง มี 1,000 ช่องขนาดภายนอก 199 x 199 x 525.4 มิลลิเมตร ปฏิกรณ์ ทั้งหมดถูกติดตั้งอยู่ในอ่างน้ำควบคุมอุณหภูมิแบบปิด ดังนั้นจึงใช้พื้นที่ติดตั้งระบบน้อย สามารถ ผลิตได้ต่อเนื่องแม้ในขณะที่มีการซ่อมบำรุง มีความยืดหยุ่นในการผลิตสูง ใช้พลังงานในการผลิต น้อยกว่า ใช้ผู้ปฏิบัติงานน้อยและการควบคุมการเดินระบบไม่ซับซ้อน สำหรับการศึกษาความ ปลอดภัยโดยใช้วิธีการชี้บ่งอันตรายแบบ HAZOP และ FMEA พบว่า ปัจจัยด้านความปลอดภัย โดยรวมของระบบทั้งสองไม่แตกต่างกันมากนัก หากวิเคราะห์มุ่งไปยังรูปแบบของปฏิกรณ์พบว่า ระบบถังปฏิกรณ์แบบดั้งเดิมมีความเสี่ยงสูงมากกว่าเนื่องจากกักเก็บสารไวไฟไว้ปริมาณมากกว่าจึงมีความอันตรายสูงหากอุปกรณ์นิรภัยล้มเหลวหรือเกิดรั่วไหล ทั้งนี้สามารถลดความเสี่ยงอันตราย ด้วยการบำรุงรักษาและซ่อมแซม และการสอบเทียบอุปกรณ์นิรภัยตามแผนงาน This work dealt with the application of microreactor for the transesterification of refined bleached & deodorized Palm Oil (RBDPO) with methanol. The cross-sectional aera of the microreactor was 0.25 mm2with the length of 1,200 mm. The reaction conditions were 6:1 by molar ratio of methanol-to-oil, the concentration of sodium metylate solutionof 30% (1.86 % based on oil weight), reaction temperature at 65๐C, residence time of 5 seconds, and 30 minutes of product settling period to separate biodiesel and glycerol. The fatty acid methyl ester (FAME) content 97.5% by weight obtained was in accordance with the standards of the Department of Energy Business, Ministry of Energy. The design for scaling out of the microreactors to industrial scale of 20,589.29 litters/hour required 28.8 litters of reactor volume (or 0.30 litters/stack x 96 stacks). The size of 1 stack was 199 x 199 x 525.4 mm3consistingof 1,000 channels. All stacks were designed to be installed in a water bath equipped with temperature control and circulation. This simple layout provided great flexibility for operation and maintenance. Less energy consumption and small number of operators are required relative to the commercial biodiesel production. Safety evaluation based on HAZOP and FMEA suggested that the overall safety factor for both the conventional reactor and microreactor systems was not significantly different. The conventional reactor was associated with relatively higher risk because of the large amount of flammable materials inside the reactor especially when the leakage occurs or the safety valve fails. The risk can be reduced by regularly maintaining and calibrating equipments according to preventive maintenance schedule.

มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: tdckulib@ku.ac.th

Name: อรรถศักดิ์ จารีย์

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์หลัก

Name: อมราภรณ์ แก้วชะฎา

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ร่วม

Created: 2561

Modified: 2568-07-01

Issued: 2568-07-01

วิทยานิพนธ์/Thesis

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: https://www.lib.ku.ac.th/KUthesis/2561/apichart-sri-all.pdf

CallNumber: TP359.B46 .อ162

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมความปลอดภัย

Grantor: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

©copyrights มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	apichart-sri-all.pdf	5.73 MB

ใช้เวลา

0.02462 วินาที