การศึกษาผลกระทบของอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของไส้ท่อผสมแบบสถิตสำหรับกระบวนการผลิตเมทิลเอสเทอร์
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ได้ศึกษาความดันสูญเสียและความบริสุทธิ์ของเมทิลเอสเทอร์จากการไหลผ่านเครื่องปฏิกรณ์ท่อผสมแบบสถิตที่ขึ้นรูปด้วยระบบการพิมพ์สามมิติสองรูปแบบ คือ Kenics static mixer (KSM) และ Lightnin static mixer (LSM) ที่มีอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน โดยเปรียบเทียบผลกับการไหลผ่านท่อเปล่า (Plug flow reactor, PFR) ที่เงื่อนไขของกระบวนการผลิตไบโอดีเซลแบบต่อเนื่องจากน้ำมันปาล์มกลั่นบริสุทธิ์ คือ ปริมาณเมทานอลเท่ากับ 23.81 vol.% และปริมาณโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ เท่ากับ 11.8 g.l-1 ที่อัตราการไหลของน้ำมันปาล์ม 25 l.h-1 และมีอุณหภูมิเริ่มต้น 50oC จากการศึกษาพบว่าท่อผสมแบบสถิตรูปแบบที่มีอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับ 1.0 จะต้องใช้กำลังปั้มมากกว่าท่อผสมแบบเดียวกันแต่มีอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า อีกทั้งท่อผสมแบบสถิตรูปแบบ LSM ต้องใช้กำลังปั้มมากกว่า KSM และ PFR เพื่อเอาชนะความดันตกคร่อมระหว่างท่อผสม ส่วนความบริสุทธิ์ของเมทิลเอสเทอร์จะลดลงตามอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางที่เพิ่มขึ้นของท่อผสม โดยความบริสุทธิ์ของเมทิลเอสเทอร์จะมีค่าสูงที่สุดเท่ากับ 45.04 wt.% เมื่อสารผสมไหลผ่านท่อผสมรูปแบบ LSM ตามมาด้วย KSM และ PFR มีความบริสุทธิ์ของเมทิลเอสเทอร์น้อยที่สุด
Article Details
References
Leung, D., Wu, X., & Leung, M. (2010). A review on biodiesel production using catalyzed transesterification. Applied Energy, 87(4), 1083-1095.
Meng, H.-B., Song, M.-Y., Yu, Y.-F., Jiang, X.-H., Wang, Z.-Y., & Wu, J.-H. (2016). Enhancement of laminar flow and mixing performance in a Lightnin static mixer. International Journal of Chemical Reactor Engineering, 15(3), 1-21.
Niseng, S., Somnuk, K., & Prateepchaikul, G. (2014). Optimization of base-catalyzed transesterification in biodiesel production from refined palm oil via circulation process through static mixer reactor. Advanced Materials Research, 931-932, 1038-1042.
Regner, M., Östergren, K., & Trägårdh, C. (2006). Effects of geometry and flow rate on secondary flow and the mixing process in static mixers - a numerical study. Chemical Engineering Science, 61(18), 6133-6141.
Somnuk, K., Prasit, T., Phanyusoh, D., & Prateepchaikul, G. (2018). Continuous methyl ester production with low frequency ultrasound clamps on a tubular reactor. Biofuels, 1-7.
Somnuk, K., Soysuwan, N., & Prateepchaikul, G. (2019). Continuous process for biodiesel production from palm fatty acid distillate (PFAD) using helical static mixers as reactors. Renewable Energy, 131, 100-110.
Sungwornpatansakul, P., Hiroi, J., Nigahara, Y., Jayasinghe, T., & Yoshikawa, K. (2013). Enhancement of biodiesel production reaction employing the static mixing. Fuel Processing Technology, 116, 1-8.
Thakur, R., Vial, C., Nigam, K., Nauman, E., & Djelveh, G. (2003). Static mixers in the process industries - a review. Chemical Engineering Research and Design, 81(7), 787-826.