การผลิตไบโอดีเซลโดยใช้ไฮโดรไดนามิกส์คาวิเทชั่นช่วยในการกระตุ้นปฏิกิริยา

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาลักษณะการเกิดคาวิเทชั่นของแผ่นขอบคม และผลของรูปแบบของแผ่นขอบคมที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่น ในถังปฏิกรณ์แบบไฮโดรไดนามิกส์คาวิเทชั่น ในเบื้องต้นผลการจำลองพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ จากการพิจารณาจากภาพสัดส่วนไอ พบว่า แผ่นของคมแบบหลายรูมีระยะการเกิดคาวิเทชั่นสั้นกว่าแผ่นขอบคม 1 รู โดยระยะการเกิดคาวิเทชั่นที่สั้นกว่าจะส่งผลดีต่อการเร่งการผลิตไบโอดีเซล และจากการทดสอบหาลักษณะแผ่นของคมที่เหมาะสม สำหรับถังปฏิกรณ์ผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันพืชใช้แล้ว โดยพื้นที่รูของแผ่นขอบคมต่อพื้นที่ของท่อ (?) อยู่ในช่วง 0-0.12 ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของรูอยู่ในช่วง 2-5 มิลลิเมตร วัตถุดิบที่ใช้ คือ น้ำมันพืชที่ใช้แล้วที่มีกรดไขมันอิสระร้อยละ 2.7 ทำปฏิกิริยากับเมนาทอลปริมาณร้อยละ 20 โดยปริมาตร และใช้โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ปริมาณ ร้อยละ 1 โดยน้ำหนักเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ความดันด้านทางเข้าแผ่นของคม เท่ากับ 4.5 bar อุณหภูมิเริ่มต้นในการทำปฏิกิริยาเท่ากับ 45 องศาเซลเซียส ระยะเวลาในการทำปฏิกิริยา 60 นาที และทำการเก็บตัวอย่างทุก ๆ 5 นาที เพื่อนำมาวิเคราะห์หาร้อยละของเมทิลเอสเทอร์ ด้วยเครื่องนิวเคลียร์แมกเนติกส์เรโซแนนซ์ จากผลการทดลองพบว่า เมื่อ ? เพิ่มขึ้นปริมาณการเกิดเมทิลเอสเทอร์มีค่าเพิ่มสูงขึ้น เนื่องจากพื้นที่การไหลมากขึ้น ทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น และที่ช่วง ? ใกล้เคียงกันแผ่นขอบคมที่มีจำนวนรูมากกว่า จะมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงกว่า และในกรณีที่แผ่นขอบคมมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเท่ากัน เมื่อจำนวนรูของแผ่นขอบคมมากขึ้น จะมีอัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงขึ้น จากการศึกษานี้พบว่าแผ่นขอบคมที่สามารถเร่งการเกิดปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่นได้ดีที่สุด เพื่อให้ได้ร้อยละของเมทิลเอสเทอร์ 96.5 ตามมาตรฐานของการผลิตไบโอดีเซลเชิงพาณิชย์ คือ แผ่นขอบคมขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 2 มิลลิเมตร จำนวน 15 รู โดยใช้เวลาในการทำปฏิกิริยาสั้นที่สุดคือ 15 นาที