การศึกษาจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันระหว่างกลีเซอรอลและกรดลอริก โดยใช้กรด 12-ทังสโตฟอสฟอริกเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
摘要
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันระหว่างกลีเซอรอลและกรดลอริก โดยใช้กรด 12-ทังสโตฟอสฟอริก (12-Tungstophosphoric acid, TPA) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา การทดลองดำเนินการ ในขวดก้นกลมสี่คอขนาด 250 มิลลิลิตร ภายใต้การกวนและให้ความร้อนด้วยอ่างน้ำมันซิลิโคน โดยศึกษาผลของอุณหภูมิในการทำปฏิกิริยาในช่วง 110–170 oC และอัตราส่วนโดยโมลของกรดลอริกต่อกลีเซอรอลที่ 1:1–1:4 ต่อร้อยละการเปลี่ยนแปลงของกรดลอริก ซึ่งคำนวณจากค่ากรดไขมันอิสระที่วิเคราะห์ด้วยวิธีการไทเทรตผลการทดลองพบว่าสภาวะที่เหมาะสมคืออัตราส่วนโดยโมล 1:3 ที่อุณหภูมิ 170 oC โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา TPA ร้อยละ 1 โดยน้ำหนักของกรดลอริก และเวลาในการทำปฏิกิริยา 60 นาที ให้ค่าร้อยละการเปลี่ยนแปลงของกรดลอริกสูงสุดเท่ากับ 89.2% การศึกษาจลนศาสตร์พบว่าปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาอันดับสอง โดยมีค่าคงที่ปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 170 oC เท่ากับ 0.0236 L/mol·min สมการอัตราปฏิกิริยาคือ Rate = 0.0236[LA]² และค่าพลังงานก่อกัมมันต์เท่ากับ 67.92 kJ/mol
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
The manuscript, information, content, picture and so forth which were published on Frontiers in engineering innovation research has been a copyright of this journal only. There is not allow anyone or any organize to duplicate all content or some document for unethical publication.
参考
Liu Y, Zhong B, Lawal A. Recovery and utilization of crude glycerol, a biodiesel byproduct. RSC advances. 2022;12(43):27997-8008.
Sandid A, Spallina V, Esteban J. Glycerol to value-added chemicals: State of the art and advances in reaction engineering and kinetic modelling. Fuel Processing Technology. 2024;253:108008.
Hoo P, Abdullah AZ. Monolaurin yield optimization in selective esterification of glycerol with lauric acid over post impregnated HPW/SBA-15 catalyst. Korean Journal of Chemical Engineering. 2016;33(4):1200-10.
Hu H-Q, Zhang Y, Fan M, Cai Y, Chu G-W, Zhang L-L. Complete kinetic model for esterification reaction of lauric acid with glycerol to synthesize glycerol monolaurate. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2024;70:211-21.
Chen F, Zhang G, Liu C, Zhang J, Zhao F, Xu B. Highly selective synthesis of monolaurin via enzymatic transesterification under batch and continuous flow conditions. Journal of oleo science. 2019;68(11):1125-32.
Schlievert PM, Peterson ML. Glycerol monolaurate antibacterial activity in broth and biofilm cultures. PloS one. 2012;7(7):e40350.
Lozano P, Gomez C, Nieto S, Sanchez-Gomez G, García-Verdugo E, Luis SV. Highly selective biocatalytic synthesis of monoacylglycerides in sponge-like ionic liquids. Green Chemistry. 2017;19(2):390-6.
Pérez-Pariente Jn, Dı́az I, Mohino F, Sastre E. Selective synthesis of fatty monoglycerides by using functionalised mesoporous catalysts. Applied Catalysis A: General. 2003;254(2):173-88.
Okuhara T, Mizuno N, Misono M. Catalysis by heteropoly compounds—recent developments. Applied Catalysis A: General. 2001;222(1-2):63-77.
Folayan AJ, Anawe PAL, Aladejare AE, Ayeni AO. Experimental investigation of the effect of fatty acids configuration, chain length, branching and degree of unsaturation on biodiesel fuel properties obtained from lauric oils, high-oleic and high-linoleic vegetable oil biomass. Energy Reports. 2019;5:793-806.
Hoo P-Y, Abdullah AZ. Direct synthesis of mesoporous 12-tungstophosphoric acid SBA-15 catalyst for selective esterification of glycerol and lauric acid to monolaurate. Chemical Engineering Journal. 2014;250:274-87.
Noureddini H, Harkey D, Gutsman M. A continuous process for the glycerolysis of soybean oil. Journal of the American Oil Chemists' Society. 2004;81(2):203-7.
Mamtani K, Shahbaz K, Farid MM. Glycerolysis of free fatty acids: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2021;137:110501.
Chew SJ, Hoo PY, Abdullah AZ, Rahim SKEA, Teoh YP, Shuit SH, Ng QH, editors. Kinetic modelling and mechanism study for monolaurin esterification with 12-tungstophosphoric acid incorporated calcium modified SBA-15. AIP Conference Proceedings; 2022: AIP Publishing LLC.
Hermida L, Abdullah AZ, Mohamed AR. Synthesis of monoglyceride through glycerol esterification with lauric acid over propyl sulfonic acid post-synthesis functionalized SBA-15 mesoporous catalyst. Chemical Engineering Journal. 2011;174(2-3):668-76.
He P, Fu G, Zhang Y, Wang Y, Yu G, Wu G. Esterification of caprylic acid with glycerol for medium chain glycerides production catalyzed by waste coconut shell derived sulfonated carbon catalysts. Journal of Environmental Chemical Engineering. 2024;12(6):114849.