การศึกษาจลนพลศาสตร์และกระบวนการไพโรไลซิสของกะลาปาล์ม และทะลายปาล์มเพื่อผลิตน้ำมันชีวภาพ

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมีพฤติกรรมทางความร้อนและจลนพลศาสตร์ของกระบวนการไพโรไลซิสสำหรับกะลาปาล์ม (PKS) และทะลายปาล์ม (EFB) ซึ่งเป็นวัสดุเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมปาล์มน้ำมัน นอกจากนี้ศึกษาน้ำมันชีวภาพที่ได้จากกระบวนการไพโรไลซิสด้วยเตาปฎิกรณ์แบบเบดนิ่ง พบว่ากะลาปาล์มมีปริมาณสารระเหย ปริมาณองค์ประกอบคาร์บอนและค่าความร้อนที่สูงกว่าทะลายปาล์มแต่มีปริมาณออกซิเจนและเถ้าที่น้อยกว่า จากการศึกษาพฤติกรรมทางความร้อนด้วยเทคนิค Thermogravimetric analysis (TGA) ที่อัตราการให้ความร้อน 20 องศาเซลเซียสต่อนาทีพบว่าการสลายตัวเกิดขึ้น 3 ช่วง คือ การกำจัดน้ำ การสลายตัวขององค์ประกอบหลัก ได้แก่ เฮมิเซลลูโลส เซลลูโลสและลิกนิน และการสลายตัวอย่างช้าๆของสารประกอบคาร์บอน เมื่อนำข้อมูลการสลายตัวทางความร้อนขององค์ประกอบหลักดังกล่าว มาวิเคราะห์ทางด้านจลนพลศาสตร์ด้วยวิธีการของ Flynn-Wall-Ozawa (FWO) และ Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) พบว่าค่าพลังงานก่อกัมมันต์ของกะลาปาล์มและทะลายปาล์มมีค่าใกล้เคียงกันในช่วง 232-237 กิโลจูลลต่อโมล และผลการวิเคราะห์จลนพลศาสตร์ทั้งสองวิธีการให้ค่าที่ใกล้เคียงกัน น้ำมันชีวภาพที่ผลิตจากกระบวนการไพโรไลซิสที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส นำมาวิเคราะห์ด้วยเทคนิค Gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) พบสารประกอบในกลุ่มอะโรมาติก อะลิฟาติก กรดไขมัน สารประกอบที่มีออกซิเจนและไนโตรเจน โดยน้ำมันชีวภาพจากทะลายปาล์มพบสารกลุ่มกรดไขมันเป็นหลักในขณะที่น้ำมันชีวภาพจากกะลาปาล์มมีสารกลุ่มอะโรมาติกเป็นหลัก จากการศึกษาเบื้องต้นกะลาปาล์มและทะลายปาล์มเป็นแหล่งชีวมวลที่มีศักยภาพในการประยุกต์ใช้งานด้านพลังงานและน้ำมันชีวภาพจากกระบวนการไพโรซิสสามารถใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตสารเคมีหรืออาจมีการปรับปรุงเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงทางการค้าได้