รู้จัก “...เราทำแล้วก็หมายความว่าเราไม่เดือดร้อน ถึงเวลาเรา อายุร้อยสิบแปด ถ้าอย่างไรเราก็ ใช้น้ำมันปาล์มของเราเอง คนอื่นอาจจะไม่ ได้ คนอื่นอาจจะไม่มีแต่ว่าเรามี เพราะเรา ขวนขวาย ขวนขวายหาวิธีที่จะทำเชื้อเพลิงทดแทนได้ ถ้าไม่ ได้ทำเชื้อเพลิงทดแทนเราก็เดือดร้อนแล้วก็เป็นห่วง แต่เรา ไม่ ต้ อ งเป็ นห่วง ถ้าคนอื่นเขาไม่ทำเขาอาจจะไม่ มี น้ ำ มั น
ไบโอดีเซลใช้ แต่ว่าเรามี เราคือข้าพเจ้าทำเอง...”
4 ชั่วโมง
รู้ จัก ไบโอดีเซล ใน 4 ชั่ ว โมง
พระราชดำรัสพระราชทานแก่คณะบุคคลต่างๆ ที่เข้าเฝ้าฯ ถวายชัยมงคล ในโอกาสวันเฉลิมพระชนมพรรษา ณ ศาลาดุสิดาลัย สวนจิตรลดา พระราชวังดุสิตฯ วันอาทิตย์ที่ 4 ธันวาคม พุทธศักราช 2548
ใน
ISBN : 978-974-229-321-5
ราคา 80 บาท
ดร.อ้อยใจ ทองเฌอ วิทูรัช กู๊ดวิน อุกฤษฎ์ สหพัฒน์สมบัติ
รู้จัก
ไบโอดีเซล ใน 4 ชั่วโมง
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง ผู้เขียน ดร.อ้อยใจ ทองเฌอ วิทูรัช กู๊ดวิน อุกฤษฎ์ สหพัฒน์สมบัติ บรรณาธิการ ดร.บัญชา ธนบุญสมบัติ ISBN 978-974-229-321-5 พิมพ์ครั้งแรก ตุลาคม 2550 จำนวนพิมพ์ 2,000 เล่ม ราคา 80 บาท สงวนลิขสิทธิ์ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2537 โดย ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ ข้อมูลทางบรรณานุกรม อ้อยใจ ทองเฌอ. รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง / ดร.อ้อยใจ ทองเฌอ. วิทูรัช กู๊ดวิน, อุกฤษฎ์ สหพัฒน์สมบัติ, บรรณาธิการ ดร.บัญชา ธนบุญสมบัติ. ปทุมธานี: ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ, 2550. 56 หน้า ; 21 ซม. 1. เชื้อเพลิงไบโอดีเซล. 2. เชื้อเพลิงไบโอดีเซล-ไทย. 3. พลังงานทดแทน-ไทย. I. วิทูรัช กู๊ดวิน. II. อุกฤษฎ์ สหพัฒน์สมบัติ. III. บัญชา ธนบุญสมบัติ, บรรณาธิการ. IV. ชื่อเรื่อง. 662.669
ผลิตโดย สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ เลขที่ 111 อุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย ถนนพหลโยธิน ตำบลคลองหนึ่ง อำเภอคลองหลวง ปทุมธานี 12120 โทรศัพท์ 0 2564 7000 ต่อ 1178-9 โทรสาร 0 2564 7015 http://nstda.or.th/cyberbookstore จัดจำหน่ายโดย บริษัท ซีเอ็ดยูเคชั่น จำกัด มหาชน อาคารเนชั่นทาวเวอร์ ชั้นที่ 19 เลขที่ 46/87-90 ถนนบางนา-ตราด แขวงบางนา เขตบางนา กรุงเทพฯ 10260 โทรศัพท์ 0 2739 8356-9 โทรสาร 0 2739 8222, 0 2739 8000 http://www.se-ed.com
คำนิยม ท่ามกลางวิกฤติด้านพลังงานที่มีผลกระทบต่อคนไทยและสังคมไทยในทุกระดับ นักวิจัยและวิศวกรจำนวนหนึ่งได้มุ่งมั่นใช้ความสามารถ แรงกาย และแรงใจ ในการพัฒนา องค์ความรู้และเทคโนโลยีเกี่ยวกับพลังงานทางเลือกชนิดต่างๆ ที่เหมาะสมต่อบริบท
การใช้งาน ในบรรดาพลังงานทางเลือกเหล่านี้ ไบโอดีเซลนับเป็นตัวเลือกที่โดดเด่นสำหรับ บ้านเรา เพราะเรามีทั้งวัตถุดิบและความรู้พื้นฐานในระดับหนึ่งมาบ้างแล้ว หากมีการจัดการ ที่ดี มีการควบคุมการผลิตให้มีมาตรฐาน และมีการเผยแพร่เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องออกไป ในวงกว้าง ก็ย่อมที่จะทำให้พลังงานทางเลือกชนิดนี้เป็นปัจจัยสำคัญที่จะทำให้ประเทศไทย สามารถพึ่งตนเองได้อย่างยั่งยืน หนังสือ ‘รู้จักไบโอดีเซลใน สี่ ชั่วโมง’ ที่อยู่ในมือของท่านเล่มนี้เป็นผลงานของ คณะผู้เขียน ซึ่งเป็นกลุ่มคนหนุ่มสาวที่ทำงานวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีนี้ด้วยตนเอง
ดังนั้นข้อมูลพื้นฐานและรายละเอียดปลีกย่อยที่สำคัญต่างๆ จึงมีความแม่นยำ และ สามารถนำไปอ้างอิงได้ นอกจากนี้ยังนำเสนอด้วยภาษาง่ายๆ มีสีสันสดใส และมีการ์ตูน ประกอบ ทำให้หนังสือเล่มนี้อ่านง่าย & น่าอ่านอย่างยิ่ง ผู้อ่านที่มีข้อสงสัยหรือมีข้อคิดเห็นใดๆ ก็สามารถติดต่อสอบถามผู้เขียนได้ โดยตรง ผมเชื่อมั่นว่าผู้เขียนคงจะยินดีจะให้ข้อมูล คำแนะนำ รวมทั้งรับฟังความคิดเห็น ต่างๆ ด้วยความกระตือรือร้น มาร่วมกันสนับสนุนคนไทยให้ผลิตแหล่งความรู้คุณภาพสูงดังเช่นหนังสือเล่มนี้ ไปพร้อมๆ กับการสร้างขีดความสามารถทางเทคโนโลยีที่จะทำให้ประเทศของเรามีความ เข้มแข็งอย่างพอเพียง เพื่อให้เราสามารถยืนหยัดอย่างมีศักดิ์และศรีในโลกปัจจุบันที่มี ปัญหาต่างๆ มาท้าทายอยู่ตลอดเวลากันเถอะครับ บัญชา ธนบุญสมบัติ ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ
จากผู้เขียน กว่าสองปีที่ผ่านมา ผู้เขียนและทีมวิจัยด้านพลังงานของเอ็มเทค ใช้เวลาเดินทาง อยู่บนเส้นทางของไบโอดีเซลมาพอสมควร จากจุดเริ่มต้นที่มีการรวมตัวของคนทำงานวิจัย ซึ่งประกอบด้วยนักเคมีและวิศวกรหลายแขนง ทั้งด้านเครื่องยนต์ เคมี วัสดุ และการ ออกแบบอุตสาหกรรม เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีด้านเชี้อเพลิงชีวภาพและเชื้อเพลิงทางเลือกที่ เหมาะสมกับประเทศไทย เรารู้ว่าพลังงานจากเชื้อเพลิงชีวภาพมีหลากหลายรูปแบบ ไม่ว่า จะเป็นเอทานอลจากพืชน้ำตาลและแป้ง หรือก๊าซชีวภาพจากการหมักของเสีย เป็นต้น
แต่ในระยะแรกนี้เราตกลงที่จะมุ่งพัฒนาเทคโนโลยีไบโอดีเซล
ทำไมต้องไบโอดีเซล ?
ในสภาวการณ์ขณะนี้ที่ราคาน้ำมันแพงขึ้นเรื่อยๆ และความต้องการใช้น้ำมัน
ดีเซลที่มากขึ้นโดยเฉพาะในภาคการขนส่งและภาคการเกษตร ในขณะที่ประชาชนส่วนใหญ่ ของประเทศเราเป็นเกษตรกรและมีรายได้น้อย ประเทศเราต้องส่งออกผลผลิตทางการ เกษตรจำนวนมากเพื่อใช้ในการนำเข้าน้ำมันปิโตรเลียมราคาแพงจากต่างประเทศ เราจึงควร จะกระตือรือร้นที่จะหาเชื้อเพลิงทดแทนอื่นที่สามารถผลิตได้ในประเทศ ผู้เขียนและ
ทีมวิจัยจึงเห็นว่าน้ำมันไบโอดีเซลน่าจะเป็นหนึ่งในทางออกของวิกฤตพลังงานที่สามารถนำ มาใช้แทนน้ำมันดีเซลได้โดยตรง ซึ่งเราสามารถนำพืชน้ำมันชนิดต่างๆ มาเป็นวัตถุดิบใน การผลิตน้ำมันไบโอดีเซลได้ ประเทศไทยซึ่งเป็นประเทศเกษตรกรรมจึงได้เปรียบในเรื่อง ของแหล่งวัตถุดิบที่สามารถทำการเพาะปลูกได้ในทุกภาคของประเทศ ไบโอดีเซลจะช่วยลด การนำเข้าน้ำมันราคาแพงจากต่างประเทศ และยังช่วยบรรเทาปัญหาความยากจน ของเกษตรกร สร้างความมั่นคง ความยั่งยืนและความเป็นไทด้านพลังงาน ของประเทศ และยั ง เป็ น แนวทางปฏิ บ ั ต ิ ต ามทฤษฎี เ ศรษฐกิ จ
พอเพียงของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวอีกด้วย หนั ง สื อ เล่ ม นี ้ จ ึ ง เกิ ด ขึ ้ น เพื ่ อ ตอบคำถามหลายๆ คำถามจากผู้คนทั่วไป ผู้ใช้รถยนต์ เกษตรกร นักธุรกิจ ผู้สนใจ ผลิตไบโอดีเซล เราพยายามจะให้คำตอบในเชิงวิทยาศาสตร์ที่
เข้าใจได้ง่ายกับข้อสงสัยหรือโจทย์ปัญหาต่างๆ เหล่านั้นเกี่ยวกับไบโอดีเซล โดยใช้ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและข้อมูลวิจัยใหม่ๆ เป็นพื้นฐาน หนังสือเล่มนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อถ่ายทอดความรู้ และแลกเปลี่ยนมุมมองเรื่อง
ไบโอดีเซลกับท่านผู้อ่านที่อาจจะเพิ่งรู้จักไบโอดีเซลหรือรู้จักไบโอดีเซลดีแล้ว และต้องการ จะขยายความรู้นี้สู่ครอบครัว เพื่อนๆ และผู้คนรอบๆ ตัวท่าน ดังนั้นผู้เขียนจึงเลือกที่จะทำ หนังสือเล่มนี้ให้อ่านได้ง่ายและได้ความรู้ไปพร้อมๆ กัน เป็นสไตล์การเรียนรู้แบบ Edutainment หากมีข้อบกพร่องใดๆ ในเล่มนี้ ทางผู้เขียนขอน้อมรับคำแนะนำจากผู้อ่าน ทุกท่าน หวังว่าผู้อ่านคงได้รับความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับไบโอดีเซล และได้รับความ เพลิดเพลินตามสมควร ซึ่งผู้เขียนหวังเป็นอย่างยิ่งว่าหนังสือเล่มนี้คงจะเป็นประโยชน์ไม่ มากก็น้อยต่อผู้อ่านทุกท่าน ผู้เขียนขอขอบคุณ ดร.บัญชา ธนบุญสมบัติ บรรณาธิการ ที่ช่วยให้คำแนะนำที่ดี และให้ความใส่ใจกับการทำหนังสือเล่มนี้ ขอบคุณ ดร.นุวงศ์ ชลคุป ดร.สุบงกช โตไพบูลย์ คุณอภิลักษณ์ เอียดเอื้อ และคุณปานชีวา อุดมทรัพย์ ที่สนับสนุนข้อมูล เนื้อหา และ
รายละเอียดต่างๆ ที่ประกอบกันให้เกิดเป็นหนังสือเล่มนี้ ขอขอบคุณคุณอุษณีย์ สหพัฒน์สมบัติ ที่ช่วยออกแบบภาพประกอบ และคุณวันดี มธุรเวช ที่ช่วยตรวจสอบต้นฉบับ
ไว้ ณ ที่นี้ด้วย
ดร.อ้อยใจ ทองเฌอ วิทูรัช กู๊ดวิน อุกฤษฎ์ สหพัฒน์สมบัติ คณะผู้เขียน
สารบัญ
7
• การใช้น้ำมันจากพืชเป็นพลังงานทดแทน • แนวคิดการริเริ่มผลิตไบโอดีเซล • ไบโอดีเซล… จากอดีตถึงปัจจุบัน • ไบโอดีเซลคืออะไร • สถานการณ์ด้านพลังงานของไทย • ไบโอดีเซลในประเทศไทย • การผลิตพืชน้ำมันในประเทศ • ศักยภาพของไทยในการผลิตไบโอดีเซลเชิงเศรษฐกิจ • ประเทศไทยกับการพัฒนาด้านการผลิตไบโอดีเซล • นโยบายของรัฐในการส่งเสริมการผลิตและการใช้ไบโอดีเซล • โครงการวิจัยต่างๆ ที่เกี่ยวกับไบโอดีเซล • ไบโอดีเซลในประเทศอื่นๆ • กระบวนการผลิตไบโอดีเซล • การควบคุมและตรวจสอบคุณภาพของไบโอดีเซล • การใช้ไบโอดีเซลกับเครื่องยนต์ • งานวิจัยต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการใช้ไบโอดีเซลกับเครื่องยนต์ • ศัพท์เทคนิคน่ารู้ • เกี่ยวกับผู้เขียน
11 12 14 15 19 21
26
33 36 49 53 56
23 27
29
42 50
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
การใช้น้ำมันจากพืชเป็นพลังงานทดแทน…
เอกสารที่เกี่ยวข้องกับการใช้น้ำมันพืชในเครื่องยนต์ ทั้งหมดมักจะเริ่มต้นด้วยการกล่าวถึง นายรูดอล์ฟ ดี เ ซล (Rudolf Diesel) ซึ ่ ง เป็ น ผู ้ ป ระดิ ษ ฐ์ เครื ่ อ งยนต์ ด ี เ ซล ที ่ เ รี ย กชื ่ อ ตามชื ่ อ ของเขานั ้ น เนื่องจากเขาได้สาธิตเครื่องยนต์ดีเซลด้วยน้ำมัน “เ มื่ อ ศต วร รษ ที่ 19 จากถั่วลิสง ในงานแสดงนิทรรศการ World Fair ได้ ส คว ามหวัง และขอบเขตข ิ้ น สุ ด ลง แล้ ว
(the Exposition Universalle) ณ กรุงปารีส สันดาปภายในนั้น จะ องเครื่องยนต์ ประเทศฝรั่งเศส ในปี ค.ศ. 1900 ขึ้นอยู่กับเชื้อเพลิง” …รูดอล์ฟ ดีเซล ซึ่งในงานนี้ได้นำเสนอเครื่องยนต์ดีเซล สร้างโดย บริษัท ออตโต้ ฝรั่งเศส (The French Otto company) และได้สาธิตการเดินเครื่องยนต์ด้วยน้ำมันถั่วลิสงล้วนๆ โดยเครื่องยนต์นี้สร้างขึ้นเป็นพิเศษเฉพาะให้สามารถทำงานได้โดย ใช้น้ำมันดิบจากพืชได้เลยโดยไม่ต้องทำการปรับเปลี่ยนใดๆ ทั้ง สิ้น และพบว่าเครื่องเดินได้เหมือนกับการใช้น้ำมันชนิดอื่น นายดีเซลมักจะกล่าวถึงงานนิทรรศการในช่วงปี ค.ศ. 1900 และเขายั ง ได้ น ำเสนอผลงานวิ จ ั ย ของเขาต่ อ สถาบั น วิ ศ วกรเครื ่ อ งกล (Institute of Mechanical Engineers) ประเทศอังกฤษ ในเดือนมีนาคม ค.ศ. 1912 เกี่ยวกับเครื่องยนต์ดีเซล นายดีเซลยังได้ กล่าวต่อไปว่า ในงานแสดงเครื่องยนต์ดีเซลที่ปารีส ในปี ค.ศ. 1900 เขาได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาล
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
ฝรั่งเศส ซึ่งในเวลานั้นมีแนวคิดต่อไปถึงการใช้ น้ ำ มั น ถั ่ ว ลิ ส งสำหรั บ การผลิ ต กระแสไฟฟ้ า เนื่องจากมีการปลูกถั่วลิสงเป็นปริมาณมากใน ประเทศอาณานิคมแถบแอฟริกาของฝรั่งเศส และ การเพาะปลูกก็ทำได้ง่ายมากในแถบนั้น ซึ่งน่าจะ สามารถนำไปใช้ เ พื ่ อ ผลิ ต ไฟฟ้ า และใช้ ใ น อุตสาหกรรมได้โดยที่ไม่จำเป็นต้องนำเข้าถ่านหิน และน้ำมันเชื้อเพลิง เป็นที่น่าเสียดายว่าการใช้น้ำมันพืชดิบในเครื่องยนต์ ไม่ ไ ด้ ร ั บ การพั ฒ นาเพิ ่ ม เติ ม ในประเทศฝรั ่ ง เศส เนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงภายในรัฐบาลเอง แต่ใน รู ป เค รื่ อ งย นต ์ ด ี เซล ขณะนั้นนายดีเซลก็ได้ดำเนินการทดลองเพิ่มเติม ของนายรูดอล์ฟ ดีเซล และได้พิสูจน์ว่าเครื่องยนต์ดีเซลสามารถทำงานได้ด ี เมือ่ ใช้นำ้ มันถัว่ ลิสงโดยไม่เกิดปัญหาใดๆ จึงได้ทำการ
ตีพิมพ์และให้ข้อมูลของการทดสอบที่เชื่อถือได้ โดย เขาได้ใช้น้ำมันถั่วลิสงจำนวน 240 กรัมต่อชั่วโมงต่อแรงม้า สำหรับค่าความร้อนของน้ำมัน มีค่า 8600 แคลอรีต่อกิโลกรัม ซึ่งมีค่าเทียบเท่ากับน้ำมันดิน (Tar oil) และมีปริมาณ ไฮโดรเจนร้อยละ 11.8 น้ำมันถั่วลิสงนี้มีประสิทธิภาพเกือบจะเทียบเท่าน้ำมันจาก ปิโตรเลียม และยังสามารถใช้เป็นน้ำมันหล่อลื่นได้อีกด้วย ทำให้การผลิตน้ำมันชนิดนี้เกิด ประโยชน์ได้ทั้งสองทาง ดังนั้นนายดีเซลจึงสรุปว่าเครื่องยนต์ดีเซลจะเป็นเครื่องยนต์ สำหรับการพึ่งพาตัวเองสำหรับประเทศเขตร้อน นายดี เ ซลได้ ก ล่ า วต่ อ ว่ า “มี ก ารทดลองที ่ “ไง… ฉันก็เกือบจะเท่าเทียมกับเธอแล้วน่ะจ๊ะ” คล้ายคลึงกันและประสบความสำเร็จอย่าง มากทีเ่ มืองเซนต์ปเี ตอร์สเบิรก์ (St. Petersburg) น้ำมันปิ โตรเลียม ซึ่งได้ทดลองโดยใช้น้ำมันละหุ่ง (Castor oil) และน้ำมันจากสัตว์ และมีผลการทดลองเป็น ที่น่าพอใจ เขาคาดการณ์ว่า “ในอนาคตน้ำมัน น้ำมันถั่วลิสง พืชจะมีค่าเทียบเท่าน้ำมันดิบจากธรรมชาติ เนื่องจากแหล่งเชื้อเพลิงของแข็งและของเหลว
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
เหล่านี้จะหมดไปจากโลก จึงจำเป็นต้องหาแหล่ง พลังงานอื่นมาทดแทน” ในปี ค.ศ. 1913 นายดีเซลยังได้เขียนหนังสือ เรือ่ ง “Die Entstehung des Dieselmotors” ซึ่ง ตีพิมพ์โดยสำนักพิมพ์ Verlag von Julius Spring ในเบอร์ ล ิ น ซึ ่ ง เขาได้ ก ล่ า วถึ ง เครื ่ อ งยนต์ ด ี เ ซลและการประยุ ก ต์ ใ ช้ น ้ ำ มั น
ถั่วลิสง เขาได้กล่าวถึงงานแสดงนิทรรศการ Paris World’s Fair ในปี ค.ศ. 1900 ที่จัด แสดงเครื่องยนต์ดีเซล แต่อย่างไรก็ตาม เนื้อหาใน หนังสือนั้นก็ไม่ได้กล่าวรายละเอียดมากเท่าใดนัก การวิจัยและพัฒนาเพื่อใช้น้ำมันพืชทดแทนน้ำมันดีเซลมีขึ้นมานานแล้ว ตั้งแต่ก่อนช่วงวิกฤตพลังงานในระหว่างทศวรรษที่ 1970 ถึงต้นทศวรรษที่ 1980 ซึ่งใน ช่วงนั้นได้มีความตื่นตัวในเรื่องเชื้อเพลิงทดแทนมาก พบว่ามีการใช้น้ำมันพืชในประเทศ อาณานิคมของยุโรป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศแอฟริกา เพื่อก่อให้เกิดความพอเพียง ทางด้านพลังงาน โดยมีรายงานในเอกสารช่วงทศวรรษที่ 1940 รวมถึงมีสิ่งตีพิมพ์จากอีก หลายประเทศในยุโรปที่สนใจในน้ำมันเชื้อเพลิงจากน้ำมันพืช เช่น เบลเยียม ฝรั่งเศส อิตาลี อังกฤษ และเยอรมนี ซึ่งสิ่งตีพิมพ์เหล่านี้จะสะท้อนถึงความพยายามที่จะหาแหล่ง พลังงานต่างๆ เพื่อนำไปสู่การพึ่งพาตนเองทางพลังงาน ในช่วงภาวะวิกฤตต่างๆ รวมถึงช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง ทำให้มีการใช้น้ำมันจากพืชเป็น น้ำมันเชื้อเพลิง เช่น ในประเทศบราซิลได้มีการห้ามการส่งออกน้ำมันจากเมล็ดฝ้ายเพื่อให้มี การใช้ทดแทนน้ำมันเชื้อเพลิงในประเทศ ส่วนในประเทศอาร์เจนติน่ามีการรายงานว่า มีการ ลดการนำเข้าของเชื้อเพลิงเหลวเพื่อบังคับให้มีการใช้น้ำมันพืชทดแทนเชื้อเพลิงในเชิง พาณิชย์ ประเทศจีนก็ได้มีการผลิตน้ำมันเชื้อเพลิงเพื่อทดแทนดีเซล น้ำมันหล่อลื่น น้ำมัน เบนซิน และน้ำมันก๊าด โดยน้ำมันเชื้อเพลิงเหล่านั้นได้ผลิตจากกระบวนการกลั่นลำดับส่วน
10
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
ของน้ำมันพืชพื้นเมืองของจีน เช่น ตั่งอิ้ว (Tung oil) และพื ช อื ่ น ๆ นั ก วิ จ ั ย ใน ประเทศอินเดียก็ได้ทำการวิจัยเพื่อศึกษา น้ำมันจากพืชชนิดต่างๆ เพื่อใช้เป็นน้ำมัน เชื ้ อ เพลิ ง ภายในประเทศ แม้ ก ระทั ่ ง รูปเรือรบยามาโตะ ประเทศญี่ปุ่น มีรายงานว่าเรือสงคราม ขนาดใหญ่ ข องญี ่ ปุ ่ น ที ่ ช ื ่ อ ยามาโตะ (Yamato) ก็ ไ ด้ ใ ช้ น ้ ำ มั น ถั ่ ว เหลื อ งสกั ด เป็ น เชื ้ อ เพลิ ง ในบางส่ ว นด้ ว ย ในประเทศ สหรัฐอเมริกาหลังจากสงครามโลกครั้งที่สอง ก็มีโครงการวิจัยต่างๆ เกี่ยวกับเรื่องน้ำมัน จากเมล็ดฝ้าย น้ำมันจากข้าวโพด และน้ำมันผสมโดยมหาวิทยาลัยรัฐโอไฮโอ แต่งานวิจัย เหล่านี้ในหลายประเทศก็ได้หยุดชะงักลงเมื่อน้ำมันเชื้อเพลิงจากปิโตรเลียมในตลาดมีราคา ถูกลง
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
แนวคิดการริเริ่มผลิตไบโอดีเซล เมื่อศึกษาถึงข้อมูลและคุณสมบัติของน้ำมันจากพืช พบว่าค่าความหนืดของน้ำมันจากพืช ค่อนข้างสูงเป็นหลายเท่าของน้ำมันเชื้อเพลิงจากปิโตรเลียม และค่าความหนืดนี้เองที่ทำให้ การแตกตัวของอนุภาค (Atomization) ของน้ำมันเชื้อเพลิงเป็นไปไม่ดีนักในห้องเผาไหม้ ของเครื่องยนต์ ซึ่งทำให้เกิดปัญหาในการใช้งาน และการสะสมเกาะติดบนเครื่องยนต์ (engine deposite) ในช่วงท้ายของทศวรรษที่ 1970 จึงมีความสนใจที่จะปรับปรุงและหา แนวทางแก้ไขปัญหาเกี่ยวกับความหนืดของน้ำมันจากพืช พบว่ามีหลายแนวทาง แต่ แนวทางที่ได้รับความสนใจมากที่สุดคือ แนวทางแก้ไขด้วยปฏิกิริยาทรานเอสเทอร์ริฟิเคชัน กล่าวโดยย่อก็คอื การนำน้ำมันจากพืชมาทำปฏิกริ ยิ ากับแอลกอฮอล์ (โดยทัว่ ไปใช้ เมทานอล) โดยใช้ตวั เร่ง (นิยมใช้โซเดียมไฮดรอกไซด์หรือโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์) จะได้ เมทิลเอสเทอร์ของน้ำมันจากพืช นับเป็นวิธีการที่ได้รับความนิยมเป็นอันมาก ซึ่งจาก ปฏิกิริยาดังกล่าวจะได้โมโนอัลคิลเอสเทอร์ของน้ำมันจากพืชหรือไขมันสัตว์ ซึ่งปัจจุบันนี้ เรียกว่า “ไบโอดีเซล” นั่นเอง เช่นในประเทศจีนมีการผลิตน้ำมันไบโอดีเซลจากพืชพื้นเมือง ชื่อตั่งอิ้ว และน้ำมันพืชอื่นๆ ด้วย เช่น น้ำมันปลา น้ำมันเมล็ดลิน (Linseed oil) น้ำมัน ละหุ่ง น้ำมันปาล์ม และน้ำมันเมล็ดฝ้าย เป็นต้น นอกจากนี้ยังมีงานวิจัยของวัลตันและคณะ ซึ่งได้ศึกษาน้ำมันจากพืช 20 ชนิด ได้แก่ ละหุ่ง เมล็ดองุ่น ข้าวโพด คาเมลลิน่า เมล็ดฟักทอง ถั่วบีช เมล็ดเร็พ ถั่วลูพิน (Lupin) ถั่วเขียว เมล็ดป๊อปปี้ ถั่วลิสง ป่าน เมล็ดลิน เกาลัด เมล็ดทานตะวัน ปาล์ม มะกอก ถั่วเหลือง เมล็ดฝ้าย และเนย พบว่าพืชเหล่านี้มีศักยภาพในการผลิตไบโอดีเซลทั้งสิ้น
11
12
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
ไบโอดีเซล…จากอดีตถึงปัจจุบัน ในสิทธิบัตรเบลเยียมหมายเลข 422,877 เมื่อวันที่ 31 สิงหาคม ค.ศ. 1937 โดยนาย ชาวานเน่ (G. Chavanne) จากมหาวิ ท ยาลั ย บรั ส เซลล์ ได้ เ สนอการใช้ เ อทิ ล เอส-
เทอร์ของน้ำมันปาล์มเป็นน้ำมันเชื้อเพลิง ซึ่งเอสเทอร์เหล่านี้ได้จากปฏิกิริยาทรานเอส-
เทอร์ริฟิเคชันของน้ำมันพืช โดยใช้ตัวเร่งจำพวกกรด นอกจากนี้ยังมีบทความซึง่ ตีพมิ พ์ในปี ค.ศ. 1942 เกีย่ วกับการผลิตและการใช้เอทิลเอสเทอร์ จากน้ำมันปาล์มเป็นน้ำมันเชื้อเพลิง ในงานวิจัยนี้ได้กล่าวถึงการทดสอบใช้งานเอทิลเอส-
เทอร์ครั้งแรกกับรถโดยสารซึ่งเดินทางระหว่างเมืองบรัสเซลล์ (Brussels) และเมือง
เลาเวนน์ (Leuven) ในช่วงฤดูร้อนปี ค.ศ. 1938 ปรากฏว่าผลการทดสอบเป็นที่น่าพอใจ ในบทความได้กล่าวเปรียบเทียบค่าความหนืดของสารเอสเทอร์กับน้ำมันดีเซลว่ามีค่าไม่ แตกต่างกันมากนัก และยังกล่าวถึงความเข้ากันได้เป็นเนื้อเดียวกันของเอทิลเอสเทอร์และ น้ำมันดีเซล นอกจากนี้ยังเป็นครั้งแรกที่มีการรายงานการทดสอบค่าซีเทน (Cetane
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
number) ซึ่งเป็นค่าที่แสดงถึงประสิทธิภาพการเผาไหม้ของน้ำมันเชื้อเพลิง โดยค่า
ซีเทนของเอทิลเอสเทอร์จากน้ำมันปาล์มมีค่า 83 โดยประมาณ (ค่าซีเทนสำหรับน้ำมันดีเซล ที่มีคุณภาพและมาตรฐานสูงมีค่า 70.5 และค่าซีเทนสำหรับน้ำมันดีเซลที่มีคุณภาพและ มาตรฐานต่ำมีค่า 18 และสำหรับน้ำมันดีเซลทั่วไปมีค่าซีเทน 50 และ 57.5) ดังนั้นจะเห็น ได้ว่า ผลการทดลองเหล่านี้สอดคล้องกับผลงานวิจัยในปัจจุบัน ในการประชุมเชิงปฏิบัติการในปี ค.ศ. 1980 และ 1981 มีการรายงานผลเพิ่มเติมถึงการใช้ เมทิลเอสเทอร์ของน้ำมันเมล็ดทานตะวัน ซึ่งภายหลังจากนั้นก็ได้มีการผลิตไบโอดีเซลเชิง พาณิชย์นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา
การใช้ไบโอดีเซลประเภทเอทิลเอสเทอร์ ของน้ำมันปาล์มเป็นน้ำมันเชื้อเพลิง เกิดขึ้นครั้งแรกเมื่อปี ค.ศ. 1937 ใน สิทธิบัตรเบลเยียม
13
14
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
ไบโอดีเซลคืออะไร “ไบโอดีเซล (biodiesel) เป็นเชื้อเพลิงดีเซลที่ผลิตจากแหล่งทรัพยากร หมุนเวียน เช่น น้ำมันพืช ไขมันสัตว์ หรือสาหร่าย ไบโอดีเซลเป็น
เชื้อเพลิงดีเซลทางเลือก นอกเหนือจากดีเซลที่ผลิตจากปิโตรเลียม โดยมีสมบัติการเผาไหม้ เหมือนกับดีเซลจากปิโตรเลียมมาก และ สามารถใช้แทนกันได้” (วิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี) “ไบโอดี เ ซลคื อ น้ ำ มั น เชื ้ อ เพลิ ง ที ่ ผ ลิ ต มาจากน้ ำ มั น พื ช หรื อ ไขมั น สั ต ว์
โดยผ่านกระบวนการที่ทำให้โมเลกุลเล็กลง ให้อยู่ในรูปของเอทิลเอสเทอร์ (Ethyl esters) หรือเมทิลเอสเตอร์ (Methyl esters) ซึ่งมีสมบัติใกล้ เคียงกับน้ำมันดีเซลมาก สามารถใช้ทดแทนน้ำมันดีเซลได้โดยตรง” (http://www.navy.mi.th/dockyard/biodesel.html)
เมื่อกลับไปค้นคำว่า “ไบโอดีเซล” ในบทคัดย่อ โดยใช้โปรแกรม SciFinder พบว่า คำนี้ได้ถูกใช้ในครั้งแรกในบทความของประเทศ จีน ซึ่งตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 1988 และบทความถัดมาที่ใช้คำนี้เป็น บทความในปี ค.ศ. 1991 และภายหลังจากนั้นก็มีการใช้คำนี้กัน อย่างแพร่หลาย
ถาม : การนำน้ำมันพืชไปใช้ โดยตรง หรือนำน้ำมันพืชไปผสมกับดีเซล จะเรียกว่า เป็นไบโอดีเซลหรือเปล่า? ตอบ : กรณีนี้ ไม่ถือว่าเป็นไบโอดีเซล การที่จะเรียกว่าไบโอดีเซลนั้นจะต้องผ่าน กระบวนการทางเคมีกบั แอลกอฮอล์โดยมีตวั เร่งก่อน ทีเ่ รียกว่า ทรานเอสเทอร์รฟิ เิ คชัน เป็นอัลคิลเอสเทอร์ แ ล้ ว เท่ า นั้ น ดั ง นั้ น หากนำน้ ำ มั น พื ช ไปใช้ ห รื อ ผสมโดยไม่ ผ ่ า น กระบวนการดังกล่าว จะไม่เรียกว่าเป็นไบโอดีเซล
15
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
สถานการณ์ด้านพลังงานของไทย ข้อมูลการใช้พลังงานเชิงพาณิชย์ขั้นต้น จากสำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน ปี พ.ศ. 2549 (สำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน, 2549) พบว่าอยู่ที่ระดับ 1,557 เทียบเท่าพัน บาร์เรลน้ำมันดิบต่อวัน ขยายตัวเพิ่มขึ้นจากปี 2548 ร้อยละ 2.4 โดยน้ำมันยังครอง สัดส่วนการใช้ที่มากที่สุด รองลงมาเป็นก๊าซธรรมชาติ ลิกไนต์/ถ่านหินนำเข้า และพลังงาน น้ ำ /ไฟฟ้ า นำเข้ า โดยการนำเข้ า น้ ำ มั น ดิ บ และน้ ำ มั น สำเร็ จ รู ป เป็ น มู ล ค่ า รวมสู ง ถึ ง
805,627 ล้านบาท ตารางแสดงการใช้ การผลิตและการนำเข้าพลังงานเชิงพาณิชย์ขนั้ ต้น (ที่มาข้อมูล : สำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน, 2549) ปี พ.ศ.
2544
2545
2546
2547
2548
2549
การใช้
1,203
1,282
1,352
1,450
1,525
1,557
น้ำมัน
560
589
624
686
695
676
ก๊าซธรรมชาติ
431
468
502
518
568
581
ถ่านหิน
62
70
89
94
105
145
ลิกไนต์
118
118
101
119
125
109
พลังงาน/ไฟฟ้านำเข้า การผลิต
32
38
36
32
32
46
594
631
672
676
742
770
การนำเข้า (สุทธิ)
755
795
869
988
969
974
การนำเข้า/การใช้ (%)
63
62
64
68
63
63
ปริมาณน้ำมันดิบ (พันบาร์เรลต่อวัน)
หน่วย: เทียบเท่าพันบาร์เรลน้ำมันดิบต่อวัน
ปี พ.ศ.
16
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
โดยในปี พ.ศ. 2549 มีสัดส่วนของการใช้พลังงานหลักๆ 5 ประเภท ดังแสดง 37% 43.4% 9.3% 7% 2.9% จะเห็นได้ว่า มีสัดส่วนของการใช้น้ำมันมากที่สุด รองลงมาได้แก่ ก๊าซธรรมชาติและถ่านหิน ตามลำดับ มูลค่าการนำเข้าน้ำมันที่เพิ่มสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว ส่งผลกระทบต่อดุลการค้าของประเทศ อย่างมาก รัฐบาลโดยกระทรวงการคลังและหน่วยงานที่เกี่ยวข้องจึงหารือและกำหนด แผนการนำเข้าน้ำมันดิบของประเทศ เพื่อชะลอการนำเข้าและเพื่อป้องกันไม่ให้ประเทศต้อง ประสบกับภาวะขาดดุลการค้าอย่างรุนแรงจากความผันผวนของราคาพลังงานในตลาดโลก แต่อย่างไรก็ตาม มูลค่าการนำเข้าน้ำมันดิบโดยรวมในปีนี้ก็ยังคงขยายตัวเพิ่มอย่างมาก ทำให้ราคาน้ำมันปรับตัวสูงขึ้นอย่างรวดเร็วและต่อเนื่อง โดยเฉพาะน้ำมันดีเซลเป็น เชื ้ อ เพลิ ง ที ่ ม ี ป ริ ม าณการใช้ สู ง ที ่ สุ ด ขณะที ่ เบนซิ น มี อ ั ต ราการใช้ เ พิ ่ ม ไม่ สู ง เท่ า น้ำมันดีเซล
17
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
ตารางแสดงมูลค่าการนำเข้าพลังงาน (ที่มาข้อมูล : สำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน, 2549) การนำเข้า น้ำมันดิบ น้ำมันสำเร็จรูป ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน ไฟฟ้า รวม
2544 284,373 3,911 30,559 7,489 4,701 331,033
2545 286,953 7,391 35,073 7,872 4,474 341,763
2546 346,057 8,909 42,635 9,370 4,159 411,130
2547 486,627 15,775 46,053 12,275 5,659 566,389
2548 629,155 29,496 63,845 15,268 6,518 774,282
หน่วย: ล้านบาท
การนำเข้าพลังงานเป็นไปอย่างต่อเนื่องและรวดเร็ว ดังแสดงในกราฟข้างล่างนี้ 1000000 00000 600000 400000
ทำไมสูงจัง…
200000 0
82.20%
6.12% 8.70% 2.06% 0.92% โดยในปี พ.ศ. 2549 มีสัดส่วนการนำเข้าพลังงาน ดังแสดงในกราฟวงกลม
2549 749,785 55,842 79,390 18,809 8,414 912,240
18
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
ดังนั้นรัฐบาลไทยจึงได้ส่งเสริมให้มีการพัฒนาพลังงานทางเลือกอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง
ไบโอดีเซล โดยประกาศให้มียุทธศาสตร์ไบโอดีเซลที่มีจุดมุ่งหมายให้ผลิตและใช้ไบโอดีเซล ทดแทนน้ำมันดีเซลร้อยละ 3 ของการใช้น้ำมันดีเซลในปี 2554 (คณะรัฐมนตรีได้ให้ความ เห็นชอบเมื่อ 18 พฤษภาคม 2547) ซึ่งมีความสำคัญต่อการช่วยลดการนำเข้าน้ำมันและ การเสียดุลการค้าของประเทศ เมื่อวันที่ 28 มิถุนายน 2547 ได้มีการแนะนำไบโอดีเซลเชิงการค้า โดยเริ่มต้นใช้ไบโอดีเซล ชนิดผสมกับน้ำมันดีเซลในอัตราส่วนร้อยละ 2 (น้ำมัน B2) กับภาคการขนส่งในรถยนต์ สองแถวรับจ้างของจังหวัดเชียงใหม่ ซึ่งมีการจำหน่ายที่ปั๊มน้ำมัน ปตท. และปั๊มน้ำมัน บางจาก นอกจากนี้ ได้เริ่มจำหน่ายไบโอดีเซลผสมกับน้ำมันดีเซลในอัตราส่วนร้อยละ 5 (น้ำมัน B5) ในบางปั๊มในเขตกรุงเทพฯ อีกด้วย เมื่อเร็วๆ นี้กระทรวงพลังงานได้ประกาศ ให้ผู้จำหน่ายสามารถผสมไบโอดีเซลไม่เกินร้อยละ 2 ซึ่งจะเริ่มบังคับใช้ตั้งแต่วันที่ 1 เมษายน 2551 เป็นต้นไป สถานีบริการน้ำมันดีเซลหมุนเร็ว บี 5 (30 มิ.ย. 50) ปริมาณการจ่ายน้ำมันดีเซลหมุนเร็ว บี 5 เท่ากับ 47.84 ล้าน ลิตรเฉลี่ยเท่ากับ 1.71 ล้านลิตรต่อวัน คิดเป็นไบโอดีเซล (B100) เท่ากับ 85,425 ลิตร/วัน เพิ่มขึ้นจากเดือนก่อน 14% มีผู้ค้าน้ำมันดีเซลหมุนเร็วบี 5 จำนวน 3 ราย ได้แก่ ปตท. บางจาก และเซลล์ โดย ปตท. และบางจาก จำหน่ายผ่านสถานีบริการน้ำมันรวม 700 แห่งคือ ปตท. 169 แห่ง และบางจาก 531 แห่ง ขณะที่เชลล์จำหน่ายให้กับภาค อุตสาหกรรม (ที่มาข้อมูล : http://www.dede.go.th/dede/index.php?id=882)
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
“… เราลองนึกดูว่า ถ้าสมมุติว่าใช้สิ่งของที่ทำในเมืองไทย ในประเทศเอง แล้วก็ทำได้ดี มี มาก อ้อยที่ปลูกที่ต่างๆ เค้าบ่นว่ามีมากเกินไป ขายไม่ได้ ราคาตก เราก็ไปซื้อในราคาที่ดี พอสมควร มาทำกอฮอล์ แล้วผู้ที่ปลูกอ้อยก็ได้เงิน เป็นเงินบาทนะ อย่าให้เป็นดอลลาร์ หรือยูโร เราก็จะสามารถใช้น้ำมัน ใช้เชื้อเพลิงที่ไม่ต้องเสียดอลลาร์หรือยูโร.....”
พระราชดำรัสพระราชทานแก่คณะบุคคลต่างๆ ที่เข้าเฝ้าฯ ถวายชัยมงคล
ในโอกาสวันเฉลิมพระชนมพรรษา ณ ศาลาดุสิดาลัย สวนจิตรลดา พระราชวังดุสิตฯ วันจันทร์ที่ 4 ธันวาคม พ.ศ. 2543
“… เราทำแล้วก็หมายความว่าเราไม่เดือดร้อน ถึงเวลาเราอายุร้อยสิบแปด ถ้าอย่างไรเราก็ ใช้น้ำมันปาล์มของเราเอง คนอื่นอาจจะไม่ได้ คนอื่นอาจจะไม่มี แต่ว่าเรามี เพราะเรา ขวนขวาย ขวนขวายหาวิธีที่จะทำเชื้อเพลิงทดแทนได้ ถ้าไม่ได้ทำเชื้อเพลิงทดแทน เราก็ เดือดร้อน แล้วก็เป็นห่วง แต่เราไม่ต้องเป็นห่วง ถ้าคนอื่นเขาไม่ทำ เขาอาจจะไม่มีน้ำมัน
ไบโอดีเซลใช้ แต่ว่าเรามี เราคือข้าพเจ้า ทำเอง …” วันอาทิตย์ที่ 4 ธันวาคม พ.ศ. 2548
ไบโอดีเซลในประเทศไทย พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงมีพระราชดำริเกี่ยวกับการพัฒนาเชื้อเพลิงจากวัตถุดิบ ทางการเกษตรมาเป็นระยะเวลากว่า 20 ปีแล้ว โดยการพัฒนาพลังงานทดแทนมีความ หลากหลายและความต่อเนื่อง ไม่ว่าจะเป็นแก๊สโซฮอล์ ดีโซฮอล์ และไบโอดีเซล
19
20
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
ทำไมต้องไบโอดีเซล ในสภาวการณ์ขณะนี้ที่ราคาน้ำมันสูงขึ้นและแหล่งน้ำมันลดลงไปทุกวันๆ ประเทศไทยมี ความต้องการใช้น้ำมันดีเซลสูงสุด โดยเฉพาะในภาคการขนส่งและภาคการเกษตร และมี อัตราการขยายตัวสูงมากในแต่ละปี ผลจากราคาน้ำมันดีเซลที่แพงขึ้นกระทบต่อเศรษฐกิจ และประชาชนส่วนใหญ่ที่เป็นเกษตรกรและมีรายได้น้อย ถึงเวลาแล้วหรือยังที่เราควรจะ กระตือรือร้นที่จะหาพลังงานทดแทน โดยเฉพาะในเรื่องของน้ำมันไบโอดีเซลที่สามารถนำ มาใช้แทนน้ำมันดีเซลได้โดยตรง และสามารถนำพืชน้ำมันชนิดต่างๆ มาเป็นวัตถุดิบในการ ผลิตน้ำมันไบโอดีเซลได้ ประเทศไทยซึ่งเป็นประเทศเกษตรกรรมจึงได้เปรียบในเรื่องของ แหล่งวัตถุดิบที่สามารถทำการเพาะปลูกได้ในทุกภาคของประเทศ ไบโอดีเซลจะช่วยลด การนำเข้ า น้ ำ มั น ราคาแพงจากต่ า งประเทศ และยั ง ช่ ว ย
แก้ ป ั ญ หาความยากจนของเกษตรกร สร้างความ มั่นคงและความยั่งยืนด้านพลังงานของ ประเทศและยั ง เป็ น แนวทาง ปฏิ บ ั ต ิ ต ามทฤษฎี เ ศรษฐกิ จ
พอเพี ย งของพระบาทสมเด็ จ พระเจ้าอยู่หัวอีกด้วย
ถาม : แล้วหากนำน้ำมันจากพืชที่บริโภคมาใช้ทำไบโอดีเซล จะไม่ทำให้เกิดการ ขาดแคลนน้ำมันพืชสำหรับการบริโภคหรืออย่างไร? ตอบ : เอาล่ะ เรามาดูขอ้ มูลปริมาณการผลิตพืชน้ำมันของประเทศไทยดีกว่า แล้วเราจะ ได้คำตอบเองว่าเรามีการผลิตที่มากเกินพอสำหรับการบริโภคภายในประเทศ และยัง ได้ส่งออกอีกด้วย นอกจากนี้หากมีมาตรการส่งเสริมการปลูก มีการวางแผน มีการทำ โซนนิ่ง และมีการจัดการที่ดี ความวิตกกังวลในเรื่องนี้ก็ไม่น่าจะเกิดขึ้น
21
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
การผลิตพืชน้ำมันในประเทศ ประเทศไทยซึ่งเป็นประเทศเกษตรกรรมมีการเพาะปลูกพืชน้ำมันต่างๆ หลายชนิด ซึ่งที่ นิยมปลูกมากมีอยู่ 6 ชนิดและเป็นพืชหลักที่กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ส่งเสริมให้ปลูก สำหรับผลิตไบโอดีเซล ได้แก่ ปาล์มน้ำมัน มะพร้าว ถั่วเหลือง ถั่วลิสง ละหุ่ง และงา โดย ปาล์มเป็นพืชน้ำมันที่มีรายงานการปลูกและปริมาณผลผลิตในแต่ละปีสูงที่สุด ในปี
พ.ศ. 2543 และ 2544 ประเทศไทยมีการผลิตปาล์มน้ำมันประมาณ 3.3 ล้านตัน รองลงมา ได้แก่ มะพร้าว ซึง่ มีการผลิตประมาณ 1.4 ล้านตัน สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร กระทรวง เกษตรและสหกรณ์ ได้รายงานปริมาณผลผลิตของพืชน้ำมัน 6 ชนิด ดังแสดงในตาราง ตารางแสดงปริมาณการผลิตพืชน้ำมันของประเทศไทย (คณะกรรมาธิการการพลังงาน, 2545)
ปี พ.ศ. ปาล์มน้ำมัน มะพร้าว 2542/2543 3,343 1,400 2543/2544 4,097 1,396 2544/2545 4,001 1,877 2545/2546 4,903 1,957 2546/2547 5,182 1,848 2547/2548 5,003 1,674
ถั่วเหลือง 312 261 260 231 218 221
ถั่วลิสง 132 107 112 76 65 67
หน่วย: พันตัน
ละหุ่ง 9 9 10 10 10 10
งา 39 39 40 40 41 42
เพื่อให้เห็นภาพชัดเจนขึ้น ได้เปรียบเทียบสัดส่วนปริมาณการผลิตพืชน้ำมันเฉพาะ
ปี พ.ศ. 2547-2548 เป็นกราฟวงกลมดังนี้
ปาล์ ม 71.3%
มะพร้ าว 23.9%
ถั่วเหลือง อื่นๆ
3.15% 1.7%
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง 6000 5000 4000
ปริมาณการผลิต (พันตัน)
22
3000
ปาล์ม มะพร้าว ถั่วเหลือง อื่นๆ
2000 1000 0
2542/ 2543/ 2544/ 2545/ 2546/ 2547/ 2543 2544 2545 2546 2547 2548 ปี พ.ศ.
นอกเหนือจากพืชน้ำมันทั้ง 6 ชนิดแล้ว ยังมีแหล่งวัตถุดิบอื่นๆ ที่น่าสนใจสำหรับผลิต
ไบโอดีเซล เช่น สบู่ดำ ไขมันสัตว์ น้ำมันพืชใช้แล้ว และน้ำมันสัตว์ใช้แล้ว สำหรับสบู่ดำได้ รับความสนใจเนื่องจากเป็นพืชโตเร็ว ทนต่อสภาพภูมิอากาศแห้งแล้ง และมีปริมาณน้ำมัน ในเมล็ดสูง ส่วนไขมันสัตว์ น้ำมันพืชใช้แล้วและน้ำมันสัตว์ใช้แล้ว ยังไม่มีการสำรวจและศึกษาอย่าง จริงจัง ถึงปริมาณที่สามารถนำมาใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตไบโอดีเซล ปัจจุบันน้ำมัน เหล่านี้มีการหมุนเวียนใช้ในตลาด ซึ่งสามารถประเมินได้อย่างคร่าวๆ ว่ามีประมาณ 42,000 ตันต่อปี
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
ถาม : จะผลิตไบโอดีเซลโดยใช้วัตถุดิบใดดีหนอ? ตอบ : เราทราบมาแล้วว่า ไบโอดีเซลสามารถผลิตได้จากไขมันทางธรรมชาติทั้งจาก พืชและสัตว์ การพิจารณาเลือกพืชชนิดใดมาใช้เป็นวัตถุดิบต้องคำนึงถึงปริมาณและ องค์ประกอบของน้ำมันพืชชนิดนั้น และความเหมาะสมของปริมาณการเพาะปลูกพืช น้ำมันในพื้นที่นั้นๆ ด้วย เช่น ประเทศในแถบเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ เช่น มาเลเซียจะ ใช้ปาล์มเป็นวัตถุดิบหลัก ส่วนประเทศในแถบยุโรปจะนิยมใช้น้ำมันจากเมล็ดเรพหรือ เมล็ดทานตะวันมากกว่า เนื่องจากน้ำมันปาล์มจะแข็งตัวง่ายที่อุณหภูมิต่ำ เมล็ดเรพนี้ เองที่ถูกใช้เป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตไบโอดีเซลในยุโรป คิดเป็นปริมาณมากกว่า 80% ของน้ำมันทั้งหมด สำหรับในสหรัฐอเมริกาจะใช้น้ำมันจากเมล็ดถั่วเหลืองเป็นวัตถุดิบ เนื่องจากเป็นผูผ้ ลิตถั่วเหลืองรายใหญ่ที่สุดของโลกนั่นเอง
ศักยภาพของไทย
ในการผลิตไบโอดีเซลเชิงเศรษฐกิจ วัตถุดิบที่มีศักยภาพในการผลิตไบโอดีเซลในประเทศไทย ได้แก่ น้ำมันพืชใช้แล้ว และ น้ำมันจากพืช 8 ชนิด ได้แก่ 1. น้ำมันปาล์ม 5. น้ำมันละหุ่ง 2. น้ำมันมะพร้าว 6. น้ำมันงา 3. น้ำมันถั่วเหลือง 7. น้ำมันเมล็ดทานตะวัน 4. น้ำมันถั่วลิสง 8. น้ำมันสบู่ดำ การประเมินความเหมาะสมสำหรับการผลิตไบโอดีเซลในเชิงเศรษฐกิจ สามารถทำได้ในเบื้องต้น โดยพิจารณาเปรียบ เทียบพื้นที่การเพาะปลูกและผลผลิตที่ได้ของ พืชแต่ละชนิด รวมทั้งต้นทุนการผลิตของ วั ต ถุ ด ิ บ สำหรั บ นำไปทำเป็ น ไบโอดี เ ซล
ดังตาราง
23
24
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
ตารางแสดงพื้นที่เก็บเกี่ยว ผลผลิตต่อไร่ และราคาที่เกษตรกรขายได้ของพืชน้ำมันเศรษฐกิจ ของไทยทั้ง 7 ชนิด ปี 2547 (ที่มาข้อมูล : สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร, 2548)
พืชน้ำมัน พื้นที่เก็บเกี่ยว (พันไร่) ผลผลิตเฉลี่ย (กิโลกรัมต่อไร่) ราคา (บาทต่อกิโลกรัม)
ปาล์ม น้ำมัน 1,935
มะพร้าว ถั่วเหลือง ถั่วลิสง ทานตะวัน ละหุ่ง
งา
2,142
998
271
299
83
398
2,678
700
241
268
164
118
103
2.41
3.46
10.88
15.00
10.28
9.63
26.85
จากตารางนี้จะเห็นว่า ปาล์มน้ำมันมีความเหมาะสมและมีความเป็นไปได้ในการนำมาเป็น วัตถุดิบสำหรับไบโอดีเซล เมื่อเปรียบเทียบกับพืชน้ำมันเศรษฐกิจอื่นๆ เนื่องจากมีพื้นที่ เพาะปลูก และผลผลิตเฉลี่ยต่อไร่ค่อนข้างมาก และมีราคาต่ำซึ่งทำให้ต้นทุนการผลิตของ ไบโอดีเซลของพืชน้ำมันดังกล่าวไม่สูงมากนัก
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
ตามยุ ท ธศาสตร์ ก ารพั ฒ นาและส่ ง เสริ ม ไบโอดี เ ซล
(18 มกราคม 2548) วัตถุดิบหลักของไบโอดีเซล ได้แก่
ปาล์มน้ำมัน เนื่องจากปาล์มน้ำมันเป็นพืชที่มีศักยภาพในการ แข่งขันสูงกว่าพืชน้ำมันชนิดอื่น ทั้งด้านการผลิตและการ ตลาด คือ มีต้นทุนการผลิตและราคาต่ำกว่าน้ำมันพืชชนิดอื่น นอกจากนี้ปาล์มยังสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่าง หลากหลายทั้งในสินค้าอุปโภคและบริโภค ดังนั้นยุทธศาสตร์ไบโอดีเซลที่มีจุดมุ่งหมาย ให้ผลิตและใช้น้ำมันไบโอดีเซลผสมลงใน น้ ำ มั น ดี เ ซลร้ อ ยละ 2 ในปี 2551 และ
ร้ อ ยละ 10 ในปี 2555 โดยพิ จ ารณาความ ต้องการใช้น้ำมันที่เพิ่มขึ้นในอัตราร้อยละ 5.5 ต่อปี จะหมายถึงการผลิตไบโอดีเซลทดแทน ประมาณ 3,100 ล้านลิตรในปี 2555 ในปัจจุบันประเทศไทยสามารถผลิตไบโอดีเซล
ได้มากกว่า 500,000 ลิตรต่อวัน จากน้ำมันปาล์มที่เหลือจากการบริโภคในประเทศ
และโรงงานสกัดน้ำมันปาล์มดิบสามารถรองรับการเพิ่มขึ้นของผลปาล์มดิบได้เกือบสองเท่า เนื่องจากกำลังการผลิตรวมของโรงงานสกัดน้ำมันปาล์มดิบมีทั้งสิ้น 10.81 ล้านตัน
ผลปาล์มสดต่อปีหรือเมื่อเทียบกับวัตถุดิบ โรงงานสกัดน้ำมันปาล์มดิบจะมีกำลังผลิตส่วน เกินร้อยละ 50 ในปี 2555 โรงงานสามารถผลิตไบโอดีเซลได้ถึง 8.5 ล้านลิตร เนื่องจาก
ในปี 2551 พื้นที่ปลูกปาล์มน้ำมันสามารถขยายได้อีก 10 ล้านไร่ นอกจากนี้ยังมีปาล์มสเตียรินซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการกลั่นน้ำมันปาล์ม ซึ่งสามารถนำมา ผลิตไบโอดีเซลได้อีกด้วยอย่างไรก็ตาม ปาล์มน้ำมันเป็นพืชที่ต้องการน้ำและสารอาหารมาก จึงเหมาะกับสภาพภูมิอากาศที่มีฝนตกชุก หรือมีระบบชลประทานที่ดี ดังนั้นจึงมีการ สนับสนุนการวิจัยและพัฒนาพืชน้ำมันชนิดอื่นควบคู่กันไปด้วย
25
26
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
ประเทศไทยกับการพัฒนาด้านการผลิตไบโอดีเซล สำหรับประเทศไทย การทดลองผลิตไบโอดีเซลและทดสอบใช้เป็นหนึ่งในโครงการส่วน พระองค์สวนจิตรลดา เพื่อเป็นการลดการนำเข้าน้ำมันดิบและใช้สินค้าการเกษตรภายใน ประเทศเพื่อพัฒนาเป็นพลังงานทดแทนการทดสอบใช้ไบโอดีเซลผสมน้ำมันดีเซลกับ เครื่องยนต์ต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นรถยนต์ขนส่ง เรือ รถแทรกเตอร์ขนาดเล็ก และเรือประมง โดยกรมอู่ทหารเรือพบว่า ได้ผลเป็นที่น่าพอใจ ในเดื อ นพฤษภาคม 2550 กระทรวงพลั ง งานได้ อ อกมาตรฐานกำหนดลั ก ษณะและ
คุณภาพของไบโอดีเซลฉบับใหม่ เพื่อควบคุมคุณภาพไบโอดีเซลที่ผลิตในประเทศไทย สำหรับการแก้ปัญหาราคาน้ำมันเชื้อเพลิงที่สูงขึ้นในปัจจุบัน คณะรัฐมนตรีได้ประกาศให้ พลังงานทดแทนเป็นวาระแห่งชาติ โดยไบโอดีเซลก็เป็นหนึ่งในยุทธศาสตร์แห่งชาติเพื่อ รับมือกับสถานการณ์การลอยตัวของราคาน้ำมันดีเซล แผนนี้เริ่มต้นในปี 2548 เป็นการ พัฒนาพันธุ์พืชน้ำมันเช่น ปาล์มและสบู่ดำ เพื่อเพิ่มผลผลิต และมีการจำหน่ายไบโอดีเซล ผสมน้ ำ มั น ดี เ ซลในบางพื้นที่ ในปี 2551 มีเป้าหมายให้ ม ี ก ารจำหน่ า ยดี เ ซล โดยมี
ไบโอดีเซลผสมไม่เกินร้อยละ 2 ในพื้นที่ทั่วประเทศ และในปี 2554 ไบโอดีเซล B10 ก็จะ ถูกนำมาจำหน่ายเช่นเดียวกัน การพัฒนาพันธุ์พืชน้ำมัน การส่งเสริมขยายพื้นที่เพาะปลูก และการวิ จ ั ย เพิ ่ ม มู ลค่าผลพลอยได้จากไบโอดีเซลจะได้ ร ั บ การสนั บ สนุ น และพั ฒ นา
อย่างต่อเนื่องตลอดแผนยุทธศาสตร์ตั้งแต่เริ่มต้นจนถึงปี 2555
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
โรงงานผลิตไบ
โอดีเซล
นโยบายของรัฐในการส่งเสริมการผลิตและการใช้ไบโอดีเซล ในปี พ.ศ. 2547 กระทรวงพลังงานได้จัดทำยุทธศาสตร์พลังงานทดแทนขึ้น เพื่อเป็นการ สร้างความมั่นคงด้านพลังงานและเพิ่มขีดความสามารถทางการแข่งขันของประเทศ โดยได้ กำหนดเป้าหมายการใช้พลังงานทดแทนของไทยเป็นร้อยละ 8 ของการใช้พลังงานทั้งหมด หรือ 6,540 พันตันเทียบเท่าน้ำมันดิบภายในปี พ.ศ. 2554 จึงไบโอดีเซลได้ถูกจัดเป็นส่วน หนึ ่ ง ของเป้ า หมายพลั ง งานทดแทนด้ ว ย และได้ จ ั ด ทำแผนปฏิ บ ั ต ิ ก ารพั ฒ นาและ
ส่งเสริมไบโอดีเซลดังนี้ เมื่อวันที่ 18 มกราคม 2548 กระทรวงพลังงานร่วมกับกระทรวงเกษตรและสหกรณ์ กำหนดยุ ท ธศาสตร์ ก ารพั ฒ นาและส่ ง เสริ ม การใช้ ไ บโอดี เ ซลจากปาล์ ม น้ ำ มั น โดยมี
เป้าหมายการผลิตและการใช้ไบโอดีเซลในสัดส่วน ร้อยละ 10 หรือ B10 ทั่วประเทศ โดยมี ความต้องการไบโอดีเซล 8.5 ล้านลิตรต่อวัน เพื่อทดแทนการใช้น้ำมันดีเซล ในปี พ.ศ. 2555 เมื่อวันที่ 17 พฤษภาคม 2548 กระทรวงพลังงานร่วมกับกระทรวงเกษตรและสหกรณ์ และกระทรวงการคลัง จัดทำแผนปฏิบัติการพัฒนาและส่งเสริมการใช้ไบโอดีเซล เพื่อให้ เกิดการพัฒนาตามยุทธศาสตร์ฯ อย่างเป็นรูปธรรม โดยมีสาระสำคัญสรุปได้ดังนี้
27
28
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
• ส่งเสริมการปลูกปาล์มน้ำมัน 5 ล้านไร่ ภายในปี 2552 • ส่งเสริมการผลิตไบโอดีเซล โดยแบ่งเป็น 2 ระดับ ได้แก่ ระดับชุมชน และระดับ
เชิงพาณิชย์ • ส่งเสริมการใช้ไบโอดีเซล โดยเริ่มจำหน่ายดีเซลผสมไบโอดีเซลไม่เกินร้อยละ 2 (B2)
เชิงพาณิชย์ตั้งแต่ปี 2551 และส่งเสริมการจำหน่าย B10 ทั่วประเทศตั้งแต่ปี 2555 เป็นต้น • ส่งเสริมการวิจัยพัฒนาต่อยอด นอกจากนี้ รัฐบาลยังได้ส่งเสริมการผลิตและการใช้ไบโอดีเซลเชิงพาณิชย์ โดยการ • สนับสนุนการปลูกปาล์ม 5 ล้านไร่ เพื่อเป็นวัตถุดิบสำหรับผลิตไบโอดีเซล • สนับสนุนผู้ประกอบการผลิตไบโอดีเซล ตามสิทธิประโยชน์การส่งเสริมการลงทุน (BOI) เช่น ยกเว้นภาษีนำเข้าเครื่องจักร ยกเว้นภาษีรายได้ 8 ปี เป็นต้น • สร้างตลาดสำหรับไบโอดีเซล โดยใช้มาตรการทางภาษี เพื่อให้ราคาขายปลีกน้ำมัน
ไบโอดีเซลต่ำกว่าน้ำมันดีเซล
• ออกประกาศกรมธุรกิจพลังงานฯ เรื่องกำหนดลักษณะและคุณภาพของไบโอดีเซล ประเภทเมทิลเอสเตอร์ของกรดไขมัน พ.ศ. 2550 เมื่อวันที่ 23 พฤษภาคม 2550
เพื่อสร้างความเชื่อมั่นให้แก่ผู้บริโภค
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
โครงการวิจัยต่างๆ ที่เกี่ยวกับไบโอดีเซล ในปัจจุบนั นีม้ หี น่วยงานรัฐหลักๆ ได้แก่ กระทรวงพลังงาน และกระทรวงวิทยาศาสตร์และ เทคโนโลยี ทีด่ ำเนินงานวิจยั ด้านไบโอดีเซล โครงการต่อไปนีเ้ ป็นเพียงตัวอย่างบางส่วนเท่านัน้
โครงการภายใต้การดำเนินงานของกระทรวงพลังงาน
โครงการวิจัยสาธิตการผลิตและการใช้ไบโอดีเซลเป็นเชื้อเพลิงในรถยนต์รับจ้างสองแถว จังหวัดเชียงใหม่ โดยมีการทดลองผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันปาล์ม น้ำมันพืชใช้แล้ว และ หรือไขมันสัตว์แล้วนำไปผสมกับน้ำมันดีเซลในสัดส่วนร้อยละ 2 (B2) เพื่อจำหน่ายให้กับ รถยนต์โดยสารสองแถว และรถยนต์เทศบาลนครเชียงใหม่ เพื่อตรวจวัดมลพิษทางอากาศ และทดสอบสมรรถนะของเครื่องยนต์ การศึ ก ษาความเหมาะสมการผลิ ต และการใช้ ไ บโอดี เ ซลจากพื ช น้ ำ มั น และไขมั น
(กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน ร่วมกับกรมอู่ทหารเรือ) ทำการทดลองใช้ งานจริงไบโอดีเซลในรถยนต์ปิคอัพราชการ 4 คัน โดยใช้น้ำมันไบโอดีเซล B20, B40 และ B100 แล้วเทียบสมรรถนะกับรถที่ใช้น้ำมันดีเซลร้อยละ 100 โครงการไบโอดีเซล 60 ชุมชน เพื่อถวายในวโรกาสฉลองสิริราชสมบัติครบ 60 ปี พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว (กระทรวงพลังงานโดยกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและ อนุรักษ์พลังงาน) โดยส่งเสริมให้ชุมชนผลิตไบโอดีเซล เพื่อนำมาใช้สำหรับกิจการภายใน ชุมชนเองทดแทนการใช้น้ำมันดีเซล
โครงการภายใต้การดำเนินงานของกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (โดยศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ - เอ็มเทค)
โครงการจัดตั้งโรงงานสาธิตการผลิตไบโอดีเซลสำหรับชุมชนแบบครบวงจร เอ็ ม เทคร่ ว มกั บ อี ก 8 หน่ ว ยงาน ในการพั ฒ นาและสาธิ ต การผลิ ต
ไบโอดี เ ซลขนาดกำลั ง การผลิ ต 200 ลิ ต รต่ อ วั น โดยใช้ พ ื ช น้ ำ มั น
เช่น ปาล์มและสบู่ดำ เป็นวัตถุดิบหลัก ให้แก่ประชาชนในพื้นที่นำร่อง
ณ บริเวณคลอง 13 ต.หนองหมู อ.วิหารแดง จ.สระบุรี ซึ่งมีพื้นที่ ประมาณ 4 หมื่นไร่ เป็นพื้นที่ดำเนินการ ซึ่งเป็นพื้นที่ของสำนักงาน ทรัพย์สินส่วนพระมหากษัตริย์ โดยร่วมกับชาวบ้านในพื้นที่เพื่อปลูก พืชพลังงานแล้วนำผลที่ได้ไปใช้ในการผลิตไบโอดีเซลระดับชุมชน
จากนั้นจึงนำมาใช้กับเครื่องจักรกลการเกษตรตามแนวทางเศรษฐกิจพอเพียงต่อไป
29
30
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
ปัจจัยและต้นทุนการผลิตไบโอดีเซลในประเทศไทย : ระดับชุมชน เชิ ง พาณิ ช ย์ เพื ่ อ ศึ ก ษาปั จ จั ย ต่ า งๆ ที ่ ม ี ผ ลต่ อ การผลิ ต
ไบโอดีเซล และต้นทุนการผลิตในระดับรัฐวิสาหกิจชุมชน การพัฒนาเครื่องหีบน้ำมันสบู่ดำและเครื่องอัดกากสบู่ดำ โดยพั ฒ นาเครื ่ อ งหี บ สบู ่ ด ำเพื ่ อ ให้ ก ารหี บ เป็ น ไปอย่ า งมี ประสิทธิภาพ ได้น้ำมันจากเมล็ดมากที่สุดและมีคุณภาพ การใช้ไบโอดีเซลเป็นสารเติมแต่งเพื่อเพิ่มความหล่อลื่นในน้ำมัน ดีเซลที่มีซัลเฟอร์ต่ำ โดยนำน้ำมันไบโอดีเซลมาเป็นสารเติมแต่งชนิด หล่อลื่นเพื่อใช้การลดปริมาณซัลเฟอร์ในน้ำมันดีเซล โดยจะนำน้ำมัน
ไบโอดีเซลจากพืชหลายประเภทมาผสมกับน้ำมันดีเซลซัลเฟอร์ต่ำที่ ปริมาณต่างๆ แล้วทดสอบสมบัติการหล่อลื่น เพื่อค้นหาชนิดและปริมาณ ของน้ำมันไบโอดีเซลที่เหมาะสมในการเพิ่มความหล่อลื่นกับน้ำมันดีเซล ในประเทศไทย การศึกษาผลกระทบของการใช้น้ำมันสบู่ดำสำหรับเครื่องจักรกล เกษตรและใช้ไบโอดีเซลสำหรับรถยนต์ขนส่งขนาดเล็ก โดย จะทำการวิจัยเพื่อทดสอบหาผลกระทบของการใช้เชื้อเพลิง ทดแทนการใช้น้ำมันดีเซลในภาคการเกษตรและการขนส่ง
ในส่วนแรกของโครงการจะเป็นการทดสอบสมรรถนะไอเสียและ ความทนทานของเครื่องยนต์ดีเซลสูบเดียวเมื่อใช้น้ำมันสบู่ดำเป็นน้ำมัน เชื้อเพลิง ในส่วนที่สองจะเป็นการศึกษาผลกระทบของไบโอดีเซล B5, B10 และ B20
ที่ผลิตในประเทศไทยต่อเครื่องยนต์ดีเซลแบบหัวฉีดทางตรงและแบบมีท่อความดันร่วม โครงการวิจัยพัฒนาและวิเคราะห์ทดสอบเชื้อเพลิงชีวภาพ ซึ่งได้ทำการจัดตั้งห้องปฏิบัติ การวิเคราะห์ทดสอบเชื้อเพลิงชีวภาพอย่างครบวงจร โดยวิเคราะห์คุณสมบัติและคุณภาพ ของน้ำมันตัวอย่าง รวมถึงดำเนินการวิจัยพัฒนาและวิเคราะห์ทดสอบผลกระทบของน้ำมัน เชื้อเพลิงต่อเครื่องยนต์และไอเสียจากเครื่องยนต์ โดยในเบื้องต้นจะเน้นไบโอดีเซล และ พัฒนาต้นแบบชุดทดสอบไบโอดีเซลอย่างง่ายเพื่อชุมชน
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
คุยกับผู้เชี่ยวชาญด้านไบโอดีเซล นาวาเอก ดร.สมัย ใจอินทร์ ถาม : โครงการจัดตั้งโรงงานสาธิตการผลิตไบโอดีเซลสำหรับชุมชนแบบครบวงจร มีความเป็นมาและมีเป้าหมายวัตถุประสงค์อย่างไร? ตอบ : ตั้งแต่ประเทศไทยได้มีการพัฒนาโครงการไบโอดีเซลมา สิ่งที่ยังเป็นข้อกังขา ก็คือเรื่องของพื้นที่เพาะปลูก และวัตถุดิบในการผลิต เพื่อผลักดันโครงการไบโอดีเซลให้ เป็นจริงเป็นจังขึ้นมา ถ้าย้อนดูพระราชดำรัสของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวเมื่อปี พ.ศ. 2535 เกี่ยวกับวิธีการปรับปรุงดินเปรี้ยวจัด ณ ศูนย์ศึกษาการพัฒนาพิกุลทอง ว่า “....ให้นำผลการศึกษาจัดทำเป็นตำราในการแก้ ไขปัญหาดินเปรี้ยว แล้วนำไปขยาย ผลในพื้นที่ดินเปรี้ยวที่ จ.นครนายก....” ปัญหาดินเปรี้ยวในทุ่งรังสิตก็เป็นชุดเดียวกัน กับที่จังหวัดนครนายก ดังนั้นโครงการของเราจึงมีวัตถุประสงค์เพื่อฟื้นฟูสภาพการ ทำการเกษตรในพื้นที่รังสิตตอนบนที่ประสบปัญหาดินเปรี้ยวจัด เกษตรกรทำนาหรือ ปลูกส้มก็ไม่ ได้ผลกลายเป็นสวนส้มร้าง เราจะทำการพัฒนาแบบครบวงจรให้มีการปลูก พืชพลังงาน เช่น สบู่ดำหรือปาล์ม แล้วส่งเข้าผลิตเป็นไบโอดีเซลเพื่อใช้ เราจะทำ ให้ทุ่ง รังสิตกลับมามีชีวิตชีวาอีกครั้ง ถาม : ขณะนีม้ คี วามก้าวหน้าอย่างไรบ้าง? ตอบ : ณ วันนี้ เราได้รับการสนับสนุนจากสำนักงานทรัพย์สินส่วนพระมหากษัตริย์
สำหรับพื้นที่คลองสิบสาม เรามีนักวิชาการด้านการเกษตรจากกรมส่งเสริมการเกษตร เราจึงมั่นใจและได้ขยายพื้นที่ดำเนินการ โดยปลูกสบู่ดำ 100 ไร่ ปาล์ม 1,000 ไร่ โดยความช่วยเหลือจากภาควิชาเกษตร กำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ (รศ.ดร.สมบัติ ชิณะวงศ์) ภาควิชาเกษตรศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ (ดร.พรชัย เหลืองอาภาพงศ์) และบริษัทชุมพรอุตสาหกรรมน้ำมันปาล์ม ตลอดจนบริษัทสามมิตร มอเตอร์จำกัด ด้านการใช้ ไบโอดีเซลกับเครื่องยนต์ ส่วนโรงงานต้นแบบไบโอดีเซล
มีโครงสร้างพื้นฐานเรียบร้อยแล้ว และเริ่มผลิต ไบโอดี เซล เราพร้อมที่จะขยายความรู้เต็ม รูปแบบ นี่ถือว่าเป็นบทเรียนบทแรกของการ ฟืน้ ทุง่ รังสิต ซึ่งตอบสนองการพัฒนาเกษตร แบบใหม่ตามเกษตรทฤษฎีใหม่ที่ ได้ นำเอาทฤษฎีแกล้งดินมาเป็นแนวทาง
31
32
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
ถาม : โรงงานผลิตไบโอดีเซลระดับอุตสาหกรรมในประเทศไทยมีท่ี ไหนบ้าง? ตอบ : จากข้อมูลเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2550 ของกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและ อนุรักษ์พลังงาน (พพ.) ประเทศไทยมีจำนวนโรงงานที่ทำการผลิตน้ำมันไบโอดีเซล ที่ ได้คุณภาพมาตรฐานตามประกาศของกรมธุรกิจพลังงาน จำนวน 9 ราย ได้แก่ 1. บจ. น้ำมันพืชปทุม กำลังการผลิตสูงสุด 300,000 ลิตรต่อวัน 2. บจ. พลังงานสุขสมบูรณ์ กำลังการผลิตสูงสุด 50,000 ลิตรต่อวัน 3. บจ. ไบโอเอ็นเนอร์ยีพลัส กำลังการผลิตสูงสุด 100,000 ลิตรต่อวัน 4. บจ. เอไอ เอ็นเนอร์จี กำลังการผลิตสูงสุด 250,000 ลิตรต่อวัน 5. บจ. กรุงเทพพลังงานทดแทน กำลังการผลิตสูงสุด 200,000 ลิตรต่อวัน 6. บจ. กรีนเพาเวอร์ คอร์ปอเรชั่น กำลังการผลิตสูงสุด 200,000 ลิตรต่อวัน 7. บมจ. บางจากปิโตรเลียม กำลังการผลิตสูงสุด 50,000 ลิตรต่อวัน 8. บจ. ซันเทคปาล์มออยล์ กำลังการผลิตสูงสุด 200,000 ลิตรต่อวัน 9. บจ. วีระสุวรรณ กำลังการผลิตสูงสุด 200,000 ลิตรต่อวัน (ที่มาข้อมูล : www.dede.go.th)
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
ไบโอดีเซลในประเทศอื่นๆ การผลิตไบโอดีเซลเพื่อใช้ทดแทนน้ำมันดีเซลที่ได้จากปิโตรเลียมในหลายประเทศเกิดขึ้น มาหลายปีแล้ว เนื่องจากภาวะวิกฤตพลังงานและเศรษฐกิจ และมีแนวโน้มที่จะผลิตให้มาก
ยิ่งๆ ขึ้นไป ดังข้อมูลแสดงในกราฟ 3000
โลก
ปริมาณการผลิต (ตันต่อปี)
2500
ยุโรปตะวันตก
2000
1500
1000
อเมริกาเหนือ เอเชีย ยุโรปตะวันออก
500
0
2534
2536
253
2540
2542
2544
2546
กราฟแสดงการผลิตไบโอดีเซลระหว่างปี พ.ศ. 2534-2546 (Pahl, 2005)
จากกราฟจะเห็นได้ว่า อุตสาหกรรมการผลิตไบโอดีเซลได้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในช่วงหลาย ปีที่ผ่านมา โดยเฉพาะในกลุ่มประเทศพัฒนาแล้ว เช่น ประเทศในสหภาพยุโรปที่มีปริมาณ กำลังการผลิตไบโอดีเซลมากที่สุดในโลก ทั้งนี้เนื่องมาจากนโยบายการเกษตรร่วม (Common Agricultural Policy: CAP 1992) ซึ่งกำหนดพื้นที่การเพาะปลูกพืชที่ไม่ใช้ทำเป็นอาหารและปลูกพืชน้ำมัน เช่น เมล็ดเรพ ดอกทานตะวั น บี ท รู ท และข้ า วสาลี เพื ่ อ ผลิ ต เป็ น ไบโอดี เ ซล เอทานอล หรื อ สาร
เอทิลเทอร์เชียรีบิวทิลอีเทอร์ (ETBE) ได้มากขึ้น นอกจากนี้พิธีสารเกียวโตซึ่งเป็นแรง
ผลักดันด้านสิ่งแวดล้อมให้มีการลดการผลิตก๊าซเรือนกระจกลงร้อยละ 8 ให้ได้ภายในระหว่างปี พ.ศ. 2551-2555 และเพื่อลดฝุ่นละออง ที่เกิดจากการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ดีเซล จึงมีการ สนับสนุนให้ใช้ไบโอดีเซลให้มากขึ้น เพราะ
ไบโอดีเซลเป็นหนึ่งในเชื้อเพลิงสะอาด
ที่ช่วยลดปริมาณมลพิษและก๊าซ เรือนกระจก
33
34
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
ปัจจุบันประเทศในสหภาพยุโรปที่มีอุตสาหกรรมผลิต ไบโอดีเซลมีจำนวน 11 ประเทศ ซึ่งประเทศที่ผลิต
ไบโอดีเซลมากที่สุดเป็นอันดับหนึ่ง คือประเทศเยอรมนี ซึ่งมีกำลังการผลิตประมาณ 1 ล้านตันต่อปี มีการใช้
ไบโอดีเซล B100 ในรถยนต์ทดแทนน้ำมันดีเซล และ ใช้ในเตาผิงเพื่อให้ความอบอุ่นในบ้านพักอาศัย เพราะมี มลพิษต่ำมาก ประเทศที่มีกำลังการผลิตไบโอดีเซล
รองลงไป ได้ แ ก่ ประเทศฝรั ่ ง เศส อิ ต าลี และ สหรัฐอเมริกา
ในประเทศเยอรมนี มีอุตสาหกรรมการผลิตน้ำมันพืชและการแปรรูปน้ำมันพืชมากว่า 10 ปี แล้ว โดยเฉพาะในช่วง 3-4 ปีนี้ อุตสาหกรรมการผลิตไบโอดีเซลมีอัตราการเจริญเติบโต รวดเร็วมาก ปัจจุบันประเทศเยอรมนีมีโรงงานผลิตไบโอดีเซลประมาณ 20 โรงงาน มีกำลัง การผลิตไบโอดีเซลรวมประมาณ 1 ล้านตันต่อปี มีสถานบริการจำหน่ายไบโอดีเซลใน ประเทศกว่า 1,400 แห่ง และจะขยายเพิม่ ขึน้ อีกเกือบเท่าตัวในระยะเวลาอันใกล้ นอกจากนี้
ยังได้มีการพัฒนาและรับรองการใช้ไบโอดีเซล B100 แล้วว่าไม่มีผลกระทบในแง่ลบ เช่น กรณีของบริษัทโฟล์คสวาเกน (Volkswagen) ได้อนุญาตให้ใช้ได้กับรถรุ่นใหม่ที่ผลิตหลัง ปี พ.ศ. 2538 และสหภาพยุโรปได้กำหนดมาตรฐานไบโอดีเซลมาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2545 ประเทศฝรั่งเศสมีการพัฒนาไบโอดีเซลควบคู่ไปกับการ พัฒนาโครงการเอทานอล ปัจจุบันมีพื้นที่เพาะปลูกพืชไร่ สำหรับผลิตไบโอดีเซลตามนโยบาย CAP กว่า 370,000 เฮกตาร์ (ประมาณ 2.3 ล้ า นไร่ ) และมี ผ ลผลิ ต กว่ า 330,000 ตันต่อปี มีการใช้ไบโอดีเซลผสมในสัดส่วน
ร้อยละ 5 ในน้ำมันดีเซลทั่วไป และเพิ่มเป็นร้อยละ 30 สำหรับรถประจำทางกว่า 4,000 คัน เพื่อลดมลภาวะ สำหรับอุตสาหกรรมการผลิตไบโอดีเซลในประเทศสหรัฐอเมริกา ถึงแม้ว่าจะยังไม่พัฒนา เท่าเทียมกับสหภาพยุโรป แต่มีศักยภาพสูงมาก ในสหรัฐมีการปลูกถั่วเหลืองปริมาณมาก โดยถั่วเหลืองบางส่วนเป็นชนิดที่มีการดัดแปลงสายพันธุ์ (GMOs) ที่ตลาดสหภาพยุโรปไม่ อนุญาตให้นำเข้า ดังนั้นสหรัฐอเมริกาจึงต้องนำถั่วเหลืองบางส่วนไปผลิตเป็นไบโอดีเซล เป็ น การสร้ า งตลาดรองรั บ ผลผลิ ต ทางการเกษตรได้ อ ี ก ทางหนึ ่ ง ปั จ จุ บ ั น ประเทศ
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
สหรัฐอเมริกามีโรงงานไบโอดีเซลทั้งหมด 12 โรงงาน โดยใช้น้ำมันถั่วเหลืองและน้ำมันใช้ แล้ ว เป็ น วั ต ถุ ด ิ บ มีกำลังการผลิตรวมปีละ 230,000 ตัน นอกจากนีใ้ นส่วนของภาครัฐ ได้มกี ารจัดตัง้ คณะกรรมการ
ไบโอดีเซลแห่งชาติ (National Biodiesel Board) เพื่อเป็นศูนย์กลางในการเผยแพร่ข้อมูล และให้คำแนะนำ ในขณะเดียวกันกระทรวงพลังงานของสหรัฐ ยังมีห้องปฏิบัติการพลังงาน หมุนเวียนแห่งชาติ (National Renewable Energy Laboratory) ซึ่งมีโครงการ สนับสนุนการวิจัยเกี่ยวกับการใช้และการพัฒนาไบโอดีเซล ส่วนการพัฒนาด้านวัตถุดิบนั้น กระทรวงเกษตรเป็นหน่วยงานหลักในการพัฒนาสายพันธุ์พืชน้ำมันและพัฒนาวิธีการเพาะ ปลูก รวมทั้งการให้ทุนอุดหนุนการปลูกพืชน้ำมันอีกด้วย ในอนาคตประเทศสหรัฐอเมริกา จะมีการขยายการผลิตเชื้อเพลิงไบโอดีเซลเพิ่มขึ้นอีก โดยเฉพาะในมลรัฐที่มีการปลูกถั่ว เหลืองมาก เช่น มลรัฐมินนิโซตา ได้กำหนดให้ผสมไบโอดีเซลในน้ำมันดีเซลในสัดส่วน
ร้อยละ 2 ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2548 และผสมเอทานอลร้อยละ 10 ในน้ำมันเบนซิน นอกจากนี้ ได้มีการกำหนดมาตรฐานไบโอดีเซล ASTM D6751 โดยสมาคมทดสอบมาตรฐานวัสดุ ของสหรัฐ (American Society of Testing Materials) เพื่อรับประกันคุณภาพของ น้ำมันไบโอดีเซล และในอนาคตจะมีการออกกฎหมายกำหนดสัดส่วนของน้ำมันเชื้อเพลิง ให้มีการผสมไบโอดีเซลในน้ำมันเชื้อเพลิงภาคขนส่งทั่วประเทศตามกฎหมาย Renewable Fuel Standards Act
ถาม : สัญลักษณ์ B2, B5, B10, B20, B100 หมายความว่าอย่างไร? ตอบ : ไบโอดีเซลที่ผ่านกระบวนการทางเคมีเป็นเมทิลเอสเทอร์แล้ว หากนำไปใช้ ใน เครื่องยนต์เลย จะเรียกว่า B100 แต่หากนำไปผสมกับดีเซลในสัดส่วนต่างๆ ก็จะเรียก ชื่อตามสัดส่วนของไบโอดีเซลที่ผสมไป เช่น หากผสมไบโอดีเซลร้อยละ 2 โดยปริมาตร ก็จะเรียกว่า B2 ในทำนองเดียวกันกับ B5, B10 หรือ B20
35
36
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
กระบวนการผลิตไบโอดีเซล จากที่ได้กล่าวมาแล้วว่า ไบโอดีเซลเป็นชื่อที่ใช้เรียกเชื้อเพลิงที่เป็นสารเอสเทอร์ที่ได้จากการ ทำปฏิกิริยาทางเคมีโดยการนำน้ำมันพืชหรือน้ำมันสัตว์ (หากนำน้ำมันพืชใช้แล้วมาเป็น วัตถุดิบต้องเพิ่มการกรองเอาเศษอาหารและสิ่งสกปรกออกก่อนนำไปผ่านกระบวนการทาง เคมี) โดยมาทำปฏิกิริยากับเมทานอลหรือเอทานอล โดยใช้กรดหรือด่างเป็นตัวช่วยเร่ง ปฏิ ก ิ ร ิ ย า กระบวนการทางเคมี น ี ้ เ รี ย กว่ า การสลั บ หมู ่ เ อสเทอร์ หรื อ ทรานเอส-
เทอริฟิเคชัน (Transesterification) ปฏิกิริยาอย่างง่ายดังแสดงในรูป ไตรกลีเซอไรด์ (น้ำมันพืช)
เมทานอล หรือเอทานอล
ทรานเอสเทอริฟิเคชัน
อัลคิลเอสเทอร์ (ไบโอดีเซล)
กลีเซอรีน
ถาม : วัตถุดิบต่างๆ กันที่นำมาใช้ผลิตไบโอดีเซล จะส่งผลให้สมบัติของไบโอดีเซลที่ ได้แตกต่างกันหรือไม่ อย่างไร? ตอบ : สมบัติของไบโอดีเซลที่ผลิตจากวัตถุดิบที่แตกต่างกัน จะมีสมบัติทางเคมีแปรตามชนิด ของวัตถุดิบนั้นๆ ซึ่งเกิดจากความแตกต่างขององค์ประกอบของกรดไขมันในวัตถุดิบ ทำให้มี ความแตกต่างในสมบัติของไบโอดีเซลบ้าง และมีผลต่อสมบัติทางกายภาพบางค่า เช่น ค่าความ ร้อน ค่าความหนืด จุดวาบไฟ จุดไหลเท และจุดขุ่น เป็นต้น แต่วัตถุดิบต่างๆ ที่นำมาผลิต
ไบโอดีเซลในประเทศไทยนั้นมีสมบัติทางกายภาพแตกต่างกันเพียงเล็กน้อย ทำให้แทบจะไม่มีผล กระทบในการนำไบโอดีเซลไปใช้งาน สมบัติของไบโอดีเซลที่จะแตกต่างกันชัดเจนเมื่อใช้วัตถุดิบต่างชนิดกัน คือ ค่าความเสถียรต่อการ เกิดออกซิเดชันและค่าจุดไหลเท โดยที่วัตถุดิบประเภทน้ำมันพืชชนิดไม่อิ่มตัวและน้ำมันพืชใช้แล้ว จะมีเสถียรภาพน้อยกว่าน้ำมันชนิดอิ่มตัว จึงควรตรวจสอบความเสถียรของไบโอดีเซลก่อนการ ใช้งาน หรือควรเติมสารเติมแต่งประเภทสารต้านการเกิดออกซิเดชั่น เพื่อช่วยเพิ่มความเสถียร แก่ ไบโอดีเซลจากน้ำมันพืชใช้แล้ว และน้ำมันพืชชนิดไม่อิ่มตัว ในส่วนของค่าจุดไหลเท น้ำมันพืช จากวัตถุดิบประเภทน้ำมันพืชชนิดไม่อิ่มตัว จะไหลเทที่อุณหภูมิต่ำได้ดีกว่าน้ำมันชนิดอิ่มตัว ถ้าจะใช้ ไบโอดีเซลในประเทศที่มีสภาพภูมิอากาศหนาวจึงไม่ควรใช้ ไบโอดีเซลจากน้ำมันพืช
ชนิดอิ่มตัวที่มีค่าจุดไหลเทสูง แต่ โดยทั่วไปการใช้ ไบโอดีเซลในประเทศไทยจะไม่พบปัญหานี้
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
ในปฏิกิริยาการผลิตไบโอดีเซลนี้จำเป็นที่จะต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาด้วย ซึ่งสามารถแบ่งได้ หลายชนิด ได้แก่
1. ตัวเร่งปฏิกิริยาจำพวกกรด
ตัวเร่งพวกนี้จะทำให้ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันเกิดช้ากว่าเมื่อใช้เบสเป็นตัวเร่งโดยปฏิกิริยา นี้ต้องใช้อุณหภูมิที่สูงกว่า 100 องศาเซลเซียส เป็นเวลามากกว่า 3 ชั่วโมงถึงจะเกิด ปฏิกิริยาอย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตามถ้ากลีเซอไรด์มีส่วนประกอบของกรดไขมันอิสระและ น้ำอยู่มาก การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นกรดจะให้ผลดีกว่า ตัวอย่างกรดที่ใช้ ได้แก่
กรดซัลฟิวริก กรดฟอสโฟริก กรดไฮโดรคลอริก หรือกรดซัลโฟนิกของสารอินทรีย์
2. ตัวเร่งปฏิกิริยาจำพวกเบส
เป็นตัวเร่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและกว้างขวางในการผลิตระดับอุตสาหกรรม เบสที่ สามารถใช้ได้ เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ โซเดียมเมทอกไซด์ โซเดียมเอไมด์ โซเดียมไฮดรายด์ โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ โพแทสเซียมเมทอกไซด์ โพแทสเซียมเอไมด์ และโพแทสเซียม ไฮดรายด์ ในขณะนี้โซเดียมไฮดรอกไซด์และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์จะเป็นที่นิยมมาก เนื่องจากมีราคาถูก และก่อให้เกิดการกัดกร่อนน้อยกว่ากรด
3. ตัวเร่งปฏิกิริยาจำพวกเอนไซม์
จะเป็นเอนไซม์จำพวกไฮโดรไลติกเอนไซม์ (hydrolytic enzyme) แต่ยังคงเป็นการ ทดลองที่ได้ผลดีในระดับห้องปฏิบัติการ ยังไม่มีการนำไปใช้ในการผลิตระดับอุตสาหกรรม เนื่องจากจำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ตัวทำละลาย อุณหภูมิ และชนิดของเอนไซม์ นอกจากนี้เอนไซม์ยังคงมีราคาค่อนข้างสูงด้วย แต่อย่างไรก็ตามเวลาที่ใช้ทำปฏิกิริยาและ ปริมาณผลผลิตที่ได้ยังด้อยกว่าการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดเบส
37
38
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
4. ตัวเร่งปฏิกิริยาของแข็ง ตัวอย่างตัวเร่งปฏิกิริยาของแข็งที่มีการศึกษา เช่น โซเดียมคาร์บอเนต แคลเซียมออกไซด์ แคลเซียม ไฮดรอกไซด์ ซิงค์ออกไซด์ เป็นต้น ปฏิกิริยาที่ใช้ตัว เร่งปฏิกิริยาแบบวิวิธพันธ์นี้ (Heterogeneous) จะ ใช้อุณหภูมิและความดันสูงกว่ากระบวนการที่ใช้ตัว เร่งปฏิกิริยาแบบเนื้อเดียว (Homogeneous)
ข้อเด่นของตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดนี้ คือ จะช่วยลด ปัญหาปริมาณน้ำที่จำเป็นต้องใช้ในกระบวนการ ผลิตแบบเดิมได้ เนื่องจากการผลิตไบโอดีเซลโดย วิธีการเดิมนั้นก่อให้เกิดปัญหาน้ำเสียจำนวนมาก ทำให้ต้องทำการบำบัดน้ำเสียด้วย นอกจากนี้ยังสามารถ นำตัวเร่งปฏิกิริยากลับมาใช้ใหม่ได้
ถาม : ถ้าต้องการสร้างโรงงานผลิตไบโอดีเซลในขณะนี้ จะแนะนำให้ ใช้กระบวนการ ผลิตที่ ใช้ตัวเร่งแบบใด? ตอบ : ในขณะนี้การผลิตไบโอดีเซลในประเทศไทยมีเทคโนโลยีที่ ใช้ตัวเร่งที่เป็นเบส ได้แก่ โซเดียมไฮดรอกไซด์ หรือโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ เนื่องจากเบสเหล่านี้หาได้ง่าย ราคาไม่แพงนัก ทำให้คุ้มกับการลงทุนผลิต ถาม : การใช้ โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) กับโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) ต่างกัน
อย่างไร? ตอบ : การเลือกใช้ตวั เร่งปฏิกริ ยิ าด่างระหว่าง NaOH หรือ KOH ไม่มคี วามแตกต่างกัน
มากนัก ต่อการทำปฏิกิริยาผลิตไบโอดีเซล แต่ความแตกต่างจะอยู่ที่ราคา และตัว
ประจุบวก คือ Na+ และ K+ ซึ่งจะปนออกมากับน้ำล้างไบโอดีเซล โดย K+ จะมีความ เป็นพิษน้อยกว่า Na+ และสามารถนำไปเป็นปุ๋ยได้ ส่วน Na+ ที่ปนในน้ำมีความ เป็นพิษ จึงต้องมีการบำบัดน้ำเสียนั้นก่อนด้วย
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
ย้อนกลับมาเรื่องกระบวนการผลิตไบโอดีเซล เมื่อกระบวนการทางเคมีเกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ แล้วจะได้ไบโอดีเซลและกลีเซอรีนเป็นผลิตภัณฑ์ และแอลกอฮอล์ส่วนที่เหลือจากการทำ ปฏิกิริยาซึ่งจะผสมรวมกัน เมื่อวางทิ้งไว้ระยะหนึ่งจะเริ่มแยกชั้นโดยไบโอดีเซลจะอยู่
ชั้นบน ทำให้สามารถแยกไบโอดีเซลออกมาได้ จากนั้นจึงนำไบโอดีเซลไปล้างด้วยน้ำเพื่อ ชะล้างเอาแอลกอฮอล์และด่างที่ปนเปื้อนออกไป ไบโอดีเซลที่ได้นี้ควรมีการตรวจสอบ คุ ณ ภาพก่ อ นโดยการวิ เ คราะห์ คุ ณ สมบั ต ิ ต ่ า งๆ ครบถ้ ว นตามมาตรฐาน เพื ่ อ ให้ ไ ด้
ไบโอดีเซลที่มีคุณภาพ เหมาะสมสำหรับการนำไปใช้ในเครื่องยนต์ และไม่ก่อให้เกิดปัญหา กับเครื่องยนต์ ซึ่งจะได้กล่าวรายละเอียดต่อไป ส่วนกลีเซอรีนที่ได้จากกระบวนการนี้มี ความบริสุทธิ์ไม่สูงมากนัก การนำไปใช้ประโยชน์ เช่นทำเป็นส่วนประกอบน้ำยาทำความ สะอาดหรือสบู่ จำเป็นต้องผ่านกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ขึ้นก่อน ปัจจุบันนี้เทคโนโลยีการผลิตไบโอดีเซล สามารถแบ่งออกได้ 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ 1. เทคโนโลยีการผลิตไบโอดีเซลแบบกะ (Batch process) เป็นการผลิตแบบไม่ต่อเนื่อง ทำให้ผลิตได้ครั้งละไม่มาก และการควบคุมคุณภาพของผลผลิตทำได้ไม่ง่ายนัก แต่ละกะ อาจจะมีคุณภาพไม่สม่ำเสมอ แต่มีข้อดีของแบบกะ คือ ใช้เงินลงทุนต่ำ 2. เทคโนโลยีการผลิตไบโอดีเซลแบบต่อเนื่อง (Continuous process) เป็นกระบวนการ ผลิตที่ต้องใช้เงินลงทุนสูงกว่าแบบแรก แต่ให้ผลผลิตที่มีคุณภาพดีกว่า และมีกำลังการ ผลิตสูงกว่า
39
40
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
นอกจากนี้มีการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตโดยพัฒนาแต่ละส่วนของกระบวนการ เช่น การใช้แหล่งให้ความร้อนอื่น เช่น คลื่นไมโครเวฟ หรืออุลตร้าโซนิก เป็นต้น หรือการ เพิ่มเติมหน่วยการแยกไบโอดีเซลกับกลีเซอรอลด้วยเทคนิคปั่นเหวี่ยงหรือไซโคลน ซึ่ง ทำให้การแยกเป็นแบบต่อเนื่องและใช้เวลารวดเร็วมากขึ้น รวมถึงการเพิ่มเครื่องจักร สำหรับจัดการนำเมทานอลที่เหลือกลับมาใช้ แต่อย่างไรก็ตาม เงินลงทุนที่ต้องใช้ก็สูงขึ้น จึงยังไม่มีการใช้ในระดับอุตสาหกรรม ถาม : ขั้นตอนการล้างไบโอดีเซลทำเพื่ออะไร? ตอบ : เพือ่ เป็นการกำจัดตัวเร่งปฏิกริ ยิ าประเภทด่างคือ NaOH หรือ KOH และเมทานอล ที่เหลือค้างอยู่ ในไบโอดีเซล เนื่องจากสารเหล่านี้ละลายในน้ำได้ดี จึงกำจัดได้ด้วยการ ล้างด้วยน้ำ สารตกค้างที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาจะทำให้ ไบโอดีเซลมีค่า pH สูงกว่า 7 ซึ่ง อาจทำให้เกิดการกัดกร่อนเครื่องยนต์เมื่อนำไปใช้งาน จึงต้องล้างไบโอดีเซลจนมี pH เท่ากับ 7 (เป็นกลาง) ส่วนเมทานอลจะทำให้จุดวาบไฟและค่าความร้อนของไบโอดีเซล ต่ำลง ทำให้ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ลดลง ถาม : จะกำจัดน้ำที่ปนอยู่ ในไบโอดีเซลได้อย่างไร? ตอบ : น้ำที่ปนอยูในไบโอดีเซลส่วนใหญ่มาจากขั้นตอนการล้างด้วยน้ำ การกำจัดน้ำ ทำได้หลายวิธี เช่น โดยการให้ความร้อนเพื่อระเหยหรือกลั่นน้ำออกจากไบโอดีเซล ที่ อุณหภูมิประมาณ 90-120๐C หรือใช้วิธีกลั่นสุญญากาศก็ได้ นอกจากนี้สามารถใช้สาร ดูดความชืน้ ประเภทเกลือ เช่น แคลเซียมคลอไรด์ แมกนีเซียมคลอไรด์ แมกนีเซียมซัลเฟต หรือสารประเภทเรซินเพื่อกำจัดน้ำได้เช่นกัน
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
ถาม : การทำไบโอดีเซลเองมีขอ้ ควรระวังอะไรบ้าง? ตอบ : ข้อควรระวังในการทำไบโอดีเซล ข้อแรกคือ ความปลอดภัยในการใช้สารเคมี เนื่องจาก NaOH หรือ KOH และเมทานอล ที่ ใช้เป็นสารตั้งต้นและตัวเร่งในการทำ ไบโอดีเซลเป็นสารที่มีพิษ ทำให้เกิดความระคายเคือง ถ้าเข้าตาอาจทำให้ตาบอดได้ จึง ต้ อ งระมั ด ระวั ง ในการจั ด การสารเคมี ด ั ง กล่ า ว และถ้ า มี ก ารทำพรี ท รี ต เมนต์ (pretreatment) หรือทำปฏิกิริยาด้วยกรดซึ่งเป็นสารกัดกร่อน ก็ยิ่งต้องเพิ่มความ ระมัดระวัง ข้อสอง ในส่วนของน้ำมันตั้งต้น ต้องเช็คปริมาณกรดไขมันอิสระ การปนเปื้อนของน้ำ และสิ่งเจือปนต่างๆ เพราะน้ำและกรดไขมันอิสระ จะเกิดเป็นสบู่เมื่อมีการเติมด่าง ทำให้ ไม่เกิดเป็นไบโอดีเซล จึงต้องระวังและกำจัดสารปนเปื้อนเหล่านี้ก่อน โดยการกรอง กำจัดน้ำ หรือทำพรีทรีตเมนต์ เพื่อลดกรดและยางเหนียว เป็นต้น ข้อสาม ในการทำปฏิกิริยาต้องใช้อุณหภูมิสูง จึงควรมีอุปกรณ์ป้องกัน และเครื่องมือ อุปกรณ์ที่ ใช้งานควรเลือกชนิดที่ทนทานต่อความร้อน และสารเคมี ซึ่งเป็นหลักความ ปลอดภัยทั่วไปในกระบวนการผลิตทางเคมี ข้อสุดท้ายคือการกำจัดน้ำเสีย ซึ่งควรมีระบบบำบัดน้ำเสียที่เหมาะสมรองรับเพื่อไม่ ให้ เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม
41
42
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
การควบคุมและตรวจสอบคุณภาพของไบโอดีเซล คุณภาพของไบโอดีเซลเป็นปัจจัยที่สำคัญเป็นอย่างยิ่งในการนำไบโอดีเซลไป ใช้อย่างมีประสิทธิภาพ และไม่ก่อให้เกิดปัญหากับเครื่องยนต์ ปัจจุบันนี้มี การกำหนดมาตรฐานคุณภาพของไบโอดีเซลทั้งของประเทศสหรัฐอเมริกา (ASTM D6751) สหภาพยุโรป (EN 14214) รวมทั้งได้มีการกำหนด มาตรฐานในประเทศไทย โดยได้มีประกาศของกรมธุรกิจพลังงาน เรื่อง กำหนดลักษณะและคุณภาพของไบโอดีเซลประเภทเมทิลเอสเทอร์ของ
กรดไขมัน เมื่อวันที่ 23 พฤษภาคม 2550 ซึ่งก็ได้รวบรวมข้อมูลจาก มาตรฐานของทั้งประเทศสหรัฐอเมริกาและสหภาพยุโรป ตารางด้าน ล่างนี้แสดงสมบัติต่างๆ ของไบโอดีเซลตามมาตรฐานของไทย โดย มาตรฐานเหล่านี้ได้ถูกกำหนดขึ้นก็เพื่อให้ไบโอดีเซลที่ผลิตออกมามีคุณภาพดี และสามารถใช้ได้กับเครื่องยนต์โดยไม่ก่อให้เกิดปัญหาไม่ว่าจะเป็นการใช้ไบโอดีเซล โดยตรง (B100) หรือการนำไบโอดีเซลไปผสมกับดีเซล (Biodiesel/Diesel Blend) ตารางแสดงสมบัติของไบโอดีเซลตามมาตรฐานของไทย (พ.ศ. 2550) รายการ เมทิลเอสเตอร์ (Methyl Ester,) ความหนาแน่น ณ อุณหภูมิ 15 ๐C (Density at 15 ๐C) ความหนืด (Viscosity at 40 ๐C) จุดวาบไฟ (Flash Point) กํามะถัน (Sulphur) กากถ่าน (ร้อยละ 10 ของกากที่เหลือจากการกลั่น) (Carbon Residue, on 10% distillation residue) จํานวนซีเทน (Cetane Number) เถ้าซัลเฟต (Sulphated Ash) น้ำ (Water)
ข้อกําหนด ร้อยละโดยน้ำหนัก (% wt) กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (kg/m3)
อัตราสูงต่ำ ไม่ต่ำกว่า 96.5 ไม่ต่ำกว่า 860 และไม่สูงกว่า 900 ณ อุณหภูมิ 40 ๐C เซนติสโตกส์ ไม่ต่ำกว่า 3.5 (cSt) ไม่สูงกว่า 5.0 ๐ องศาเซลเซียส ( C) ไม่ต่ำกว่า 120 ร้อยละโดยน้ำหนัก (% wt) ไม่สูงกว่า 0.0010 ร้อยละโดยน้ำหนัก ไม่สูงกว่า 0.30 (% wt)
วิธีทดสอบ 1/ EN 14103
ASTM D 613 ASTM D 874 EN ISO 12937
ร้อยละโดยน้ำหนัก (% wt) ร้อยละโดยน้ำหนัก (%wt)
ไม่ต่ำกว่า 51 ไม่สูงกว่า 0.02 ไม่สูงกว่า 0.050
ASTM D 1298 ASTM D 445 ASTM D 93 ASTM D 2622 ASTM D 4530
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
รายการ สิ่งปนเปื้อนทั้งหมด (Total Contaminate) การกัดกร่อนแผ่นทองแดง (Copper Strip Corrosion) เสถียรภาพต่อการเกิดปฏิกิริยา ออกซิเดชั่น ณ อุณหภูมิ 110 ๐C (Oxidation Stability at 100 ๐C, hours) ค่าความเป็นกรด (Acid Value) ค่าไอโอดีน (Iodine Value) กรดลิโนเลนิกเมทิลเอสเตอร์ (Linolenic Acid Methyl Ester) เมทานอล (Methanol) โมโนกลีเซอไรด์ (Monoglyceride) ไดกลีเซอไรด์ (Diglyceride) ไตรกลีเซอไรด์ (Triglyceride) กลีเซอรีนอิสระ (Free glycerin) กลีเซอรีนทั้งหมด (Total glycerin) โลหะกลุ่ม 1 (โซเดียมและโปแตสเซียม) (Group I metals-Na+K) โลหะกลุ่ม 2 (แคลเซียมและแมกนีเซียม) (Group II metals-Ca+Mg) ฟอสฟอรัส (Phosphorus) สารเติมแต่ง (ถ้ามี) (Additive)
ข้อกําหนด ร้อยละโดยน้ำหนัก (% wt)
อัตราสูงต่ำ วิธีทดสอบ 1/ ไม่สูงกว่า 0.0024 EN 12662
ไม่สูงกว่า หมายเลข 1 ไม่ต่ำกว่า 6
ชั่วโมง
ASTM D 130 EN 14112
มิลลิกรัมโปตัสเซียมไฮดรอกไซด์ต่อกรัม ไม่สูงกว่า 0.50 ASTM D 664 (mg KOH / g ) กรัมไอโอดีนต่อ 100 กรัมน้ำมัน ไม่lสูงกว่า 120 EN 14111 (g Iodine / 100 g) ร้อยละโดยน้ำหนัก ไม่สูงกว่า 12.0 EN 14103 (% wt) ร้อยละโดยน้ำหนัก ไม่สูงกว่า 0.20 EN 14110 (% wt) ร้อยละโดยน้ำหนัก ไม่สูงกว่า 0.80 EN 14105 (% wt) ร้อยละโดยน้ำหนัก ไม่สูงกว่า 0.20 EN 14105 (% wt) ร้อยละโดยน้ำหนัก ไม่สูงกว่า 0.20 EN 14105 (% wt) ร้อยละโดยน้ำหนัก ไม่สูงกว่า 0.02 EN 14105 (% wt) ร้อยละโดยน้ำหนัก (% wt) ไม่สูงกว่า 0.25 EN 14105 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม ไม่สูงกว่า 5.0 EN 14108 และ EN 14109 (mg/kg) มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม ไม่สูงกว่า 5.0 pr EN 14538 (mg/kg) ร้อยละโดยน้ำหนัก (% wt) ไม่สูงกว่า 0.0010 ASTM D 4951 ให้เป็นไปตามที่ได้รับความเห็นชอบจากอธิบดี กรมธุรกิจพลังงาน
หมายเหตุ 1/ วิธีทดสอบอาจใช้วิธีอื่นที่เทียบเท่าก็ได้ แต่ในกรณีที่มีข้อโต้แย้งให้ใช้วิธีที่กําหนดในรายละเอียดแนบท้ายนี้
43
44
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
พืชน้ำมัน เช่น ปาล์มน้ำมัน มะพร้าว ฯลฯ
เอทานอล หรือเมทานอล
น้ำมันพืช
สารเร่ง ปฏิกิริยา
กระบวนการ Transesterification
กระบวนการบีบ หรือสกัดด้วยตัวทำลาย
ไบโอดีเซล
ดังนัน้ เพือ่ ให้การใช้ไบโอดีเซล ในเครื่องยนต์เป็นไปอย่างมี ประสิทธิภาพ จำเป็นจะต้อง ไบโอดีเซล มีการตรวจสอบคุณภาพเพื่อ
ให้ ไ ด้ ต รงตามมาตรฐานที ่ กำหนดข้ า งต้ น (ซึ ่ ง จะไม่ กล่าวรายละเอียดเชิงเทคนิคในเล่มนี)้ การควบคุม คุณภาพไบโอดีเซลทีไ่ ด้จะต้องพิจารณาโดยรวมตัง้ แต่ ก่อนกระบวนการผลิต นั่นคือ คุณภาพของวัตถุดิบ เริ่มต้น ระหว่างกระบวนการผลิต และภายหลัง กระบวนการผลิต นั่นคือการเก็บรักษาตลอดจนถึง การนำไปใช้
เครื่องยนต์ดีเซล
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
เมื่อกล่าวถึงคุณภาพของวัตถุดิบเริ่มต้น ก็จะหมายถึงสิ่งปนเปื้อนต่างๆ ที่อาจปนอยู่ ในวัตถุดิบ ได้แก่ น้ำ ปริมาณกรดไขมันอิสระ (free fatty acids) อนุภาคต่างๆ และ ปริมาณฟอสฟอรัส เป็นต้น • ปริมาณน้ำจะมีผลเป็นอย่างมากต่อปฏิกิริยา โดยทำให้ปฏิกิริยาเกิดช้า ไม่สมบูรณ์ และอาจเกิดเป็นผลิตภัณฑ์สบู่แทนที่จะเป็นไบโอดีเซล • ปริมาณของแข็งที่ปนอยู่ก็มีผลเช่นกัน จึงควรมีการกรองน้ำมันดิบเริ่มต้นก่อน
ทุกครั้งก่อนเข้ากระบวนการผลิต • ปริมาณกรดไขมันอิสระก็มีผลต่อปฏิกิริยาเป็นอย่างมาก คือ ทำให้การทำงานของ ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นไปอย่างไม่ค่อยมีประสิทธิภาพ ทั้งยังอาจทำให้เกิดสบู่อีกด้วย • ปริมาณฟอสฟอรัสนั้นจะบ่งบอกถึงปริมาณฟอสโฟไลปิดหรือปริมาณยางเหนียว
(gum) ซึ ่ ง ฟอสโฟไลปิ ด จะถู ก เปลี ่ ย นเป็ น กลี เ ซอรอลเมื ่ อ ผ่ า นกระบวนการ
ทรานเอสเทอร์ริฟิเคชัน ทำให้สามารถแยกออกไปได้ อย่างไรก็ตามโดยมาตรฐาน แล้ว ปริมาณฟอสฟอรัสในไบโอดีเซลไม่ควรเกิน 10 ppm ปัจจัยสำคัญอื่นๆ ที่ควรจะพิจารณาเพื่อให้ได้ไบโอดีเซลที่มีคุณภาพ ได้แก่ ปฏิกิริยา เคมีของกระบวนการผลิต ปริมาณกลีเซอรอลอิสระ การปนเปื้อนของแอลกอฮอล์ และตัวเร่ง ปริมาณน้ำและตะกอน และการเก็บรักษา เป็ น ที ่ ท ราบกั น ดี แ ล้ ว ว่ า ไบโอดี เ ซลประกอบ
ด้ ว ยอั ล คิ ล เอสเทอร์ ข องกรดไขมั น ที ่ ม ี
สายโซ่ยาว โดยที่อัลคิลเอสเทอร์เหล่านี้เป็น
ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาระหว่างแอลกอฮอล์
(เช่น เมทานอล หรือเอทานอล) และไขมัน หรื อ น้ ำ มั น (ในภาษาเคมี เรี ย กว่ า
ไตรกลีเซอไรด์) นอกจากปฏิกิริยานี้ จะให้ อ ั ล คิ ล เอสเทอร์ แ ล้ ว ยั ง ได้
กลีเซอรอลเป็นผลิตภัณฑ์ร่วมอีกด้วย ดังแสดงในรูป
45
46
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
TG ไตรกลีเซอไรด์
อัลคิลเอสเทอร์
DG
MG
ไดกลีเซอไรด์
โมโนกลีเซอไรด์
อัลคิลเอสเทอร์
กลีเซอรอล
อัลคิลเอสเทอร์
รูปแสดงปฏิกิริยาการเปลี่ยนไตรกลีเซอไรด์เป็นอัลคิลเอสเทอร์และกลีเซอรอล
จากรูปที่แสดง ไตรกลีเซอไรด์จะถูกเปลี่ยนเป็นไดกลีเซอไรด์ และโมโนกลีเซอไรด์ ตามลำดับ ซึ่งทั้งไตรกลีเซอไรด์ ไดกลีเซอไรด์ และโมโนกลีเซอไรด์ จะถูกเปลี่ยนเป็น อัลคิลเอสเทอร์ (ไบโอดีเซล) เมื่อทำปฏิกิริยากับตัวเร่งในสภาวะที่เหมาะสม หาก ปฏิกิริยาเกิดไม่สมบูรณ์ จะยังคงมีไตรกลีเซอไรด์ ไดกลีเซอไรด์ โมโนกลีเซอไรด์ และกลีเซอรอลหลงเหลืออยู่ และปนกับอัลคิลเอสเทอร์ (ไบโอดีเซล) ค่ารวมทั้งหมด นี้เรียกว่า ปริมาณกลีเซอรอลทั้งหมด (Total glycerol) ซึ่งตามมาตรฐาน (ASTM 6751) แล้ ว ควรมี ป ริ ม าณไม่ เ กิ น ร้ อ ยละ 0.24 โดยในการวิ เ คราะห์ ค ่ า นี ้ จ ะใช้
เทคนิคก๊าซโครมาโตกราฟี ตามวิธีทดสอบมาตรฐาน ASTM 6584 สำหรับปริมาณ กลีเซอรอลอิสระ (ไม่รวมไตรกลีเซอไรด์ ไดกลีเซอไรด์ และโมโนกลีเซอไรด์) ตาม ปกติแล้วจะแยกชั้นกับไบโอดีเซล และจะถูกล้างออกไปด้วยน้ำ แต่หากมีปริมาณมาก เกินไปจะตกตะกอนมีลักษณะข้นๆ ในถังเก็บซึ่งจะส่งผลทำให้เกิดการอุดตันของ
ไส้กรอง และก่อให้เกิดปัญหาด้านการเผาไหม้ในเครื่องยนต์ได้ เนื่องจากในกระบวนการผลิตไบโอดีเซลมีการใช้แอลกอฮอล์และตัวเร่งด้วย ดังนั้น จึงควรมีการตรวจสอบการปนเปื้อนของแอลกอฮอล์และตัวเร่งในไบโอดีเซลด้วย แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วทั้งแอลกอฮอล์และตัวเร่งปฏิกิริยาส่วนใหญ่จะละลายอยู่ในชั้น ของกลีเซอรอลและถูกล้างออกไปในระหว่างกระบวนการล้างด้วยน้ำ แต่การปนเปื้อน ก็ อ าจจะเกิ ด ขึ ้ น ได้ ปริมาณแอลกอฮอล์นี้มีผลเป็น อย่างมากต่อจุดวาบไฟของ
ไบโอดีเซล ได้มีรายงานที่แสดงว่าปริมาณเมทานอลแม้เพียงร้อยละ 1 จะทำให้จุด วาบไฟลดลงจาก 170๐C เป็นน้อยกว่า 40๐C ได้ ซึ่งจะมีผลเป็นอย่างมากต่อความ ปลอดภัยในการนำไปใช้ ส่วนปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาจะสามารถตรวจสอบได้จากค่า เถ้าซัลเฟต ถ้ามีค่าเกินมาตรฐานอาจก่อให้เกิดการกัดกร่อนของชิ้นส่วนเครื่องยนต์
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
พืชน้ำมัน
น้ำมันพืชดิบ ตรวจสอบคุณภาพ
ไบโอดีเซล
ตรวจสอบคุณภาพ
รถยนต์เครื่องยนต์ดีเซล
ปริมาณน้ำและตะกอนก็เป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่ไม่ควรมองข้าม ถึงแม้ว่าน้ำจะแยกชั้นกับ น้ำมันก็ตาม แต่ก็สามารถปนอยู่ในไบโอดีเซลได้ในรูปแบบของอิมัลชัน นอกจากนี้น้ำ ที่ปนอยู่ยังอาจเกิดขึ้นเนื่องจากการควบแน่นในถังเก็บ และมีผลให้เกิดการกัดกร่อน ชิ้นส่วนและระบบการอัดฉีดเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ ส่วนตะกอนอาจเกิดจากสนิม และอนุภาคฝุ่น หรือสารประกอบที่เป็นผลจากการออกซิเดชัน หรือเกิดขึ้นระหว่าง กระบวนการเก็บรักษา ตะกอนนี้จะก่อให้เกิดการอุดตันของไส้กรองของเครื่องยนต์ ได้ตามมาตรฐานของไทย ปริมาณน้ำและตะกอนที่ปนอยู่ในไบโอดีเซลไม่ควรสูงเกิน ร้อยละ 0.20 โดยปริมาตร ภายหลังจากการผลิตไบโอดีเซลแล้วก็ย่อมมีการเก็บรักษาและขนส่ง ก่อนที่จะนำไป ใช้ในเครื่องยนต์ ในระหว่างการเก็บรักษานั้นสมบัติของไบโอดีเซลอาจเกิดการ เปลี่ยนแปลงเนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น การออกซิเดชัน เนื่องจากมีการสัมผัสกับ อากาศและแสงแดด ซึ่งส่วนใหญ่แล้วจะให้สารจำพวกไฮโดรเพอรอกไซด์ ซึ่งอาจ เปลี่ยนเป็นกรดไขมันสายโซ่สั้นๆ และสารจำพวกอัลดีไฮด์ และอาจเกิดปฏิกิริยา
ต่อเนื่องโดยเกิดการโพลิเมอร์ไรซ์เซชันได้ โดยทั่วไปแล้วการออกซิเดชันนี้สามารถ ตรวจสอบได้โดยการวัดค่าความเป็นกรดและความหนืด และในบางครั้งอาจจะ สังเกตได้จากการเปลี่ยนสีของไบโอดีเซลจากสีเหลืองเป็นสีน้ำตาล นอกจากนี้ในระหว่างการเก็บรักษา อัลคิลเอสเทอร์อาจเกิดการไฮโดรไลซีสไปเป็น กรดไขมันอิสระเนื่องจากน้ำที่ปนอยู่ด้วย ทำให้ค่าความเป็นกรดมีค่าสูงขึ้นด้วย การ วัดค่าความเสถียรของไบโอดีเซล ปัจจุบันจะใช้เครื่อง Rancimat ซึ่งใช้แพร่หลายใน อุตสาหกรรมน้ำมัน โดยเป็นการศึกษาการออกซิเดชันของไบโอดีเซลในสภาวะเร่ง
(ณ อุณหภูมิสูงที่ 110๐C) สำหรับการเพิ่มเสถียรภาพของไบโอดีเซลอาจทำโดยเติม สารเติมแต่งจำพวกต้านการออกซิเดชัน เช่น BHT หรือ TBHQ ซึ่งนิยมใช้มากใน อุตสาหกรรมอาหาร พบว่าช่วยทำให้ไบโอดีเซลมีความเสถียรมากขึ้นและสามารถเก็บ ไว้ได้นานขึ้นอีกด้วย
47
48
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
จากที่กล่าวมาทั้งหมดนี้ สามารถสรุปเป็นแผนผัง ได้ดังนี้ สมบัติของไบโอดีเซล(เมทิลเอสเทอร์จากกรดไขมัน) ที่ควรเฝ้าสังเกต ปัญหาที่คาดว่าอาจเกิดขึ้น • ทำลายชิ้นส่วนต่างๆ ในส่วนส่งจ่ายเชื้อเพลิงเกิด การกัดกร่อนโลหะ หรือการบวมของยาง • ปั๊มไม่ทำงาน เนื่องจากยางเหนียว • อุดตันไส้กรอง หรือหัวฉีดอุดตัน ทำให้เครื่องยนต์หยุด ทำงาน เนื่องจากไม่สามารถจ่ายเชื้อเพลิงเข้าห้องเครื่อง • เกิดไอเสียที่มีมลพิษมากกว่าเดิม • เครื่องยนต์สตาร์ทติดยากที่อุณหภูมิต่ำ • เกิดการชำรุดหรือเสื่อมสภาพของระบบ จัดการไอเสีย หลังการเผาไหม้เชื้อเพลิง
สมบัติที่สำคัญ - ค่าความเป็นกรด - เมทานอล - เสถียรภาพต่อการเกิดออกซิเดชัน - ปริมาณกรดไขมันไม่อิ่มตัว - ปริมาณเอสเทอร์ - ค่าไตรกลีเซอไรด์ - โมโนกลีเซอไรด์ - ไตรกลีเซอไรด์ - ปริมาณกลีเซอไรด์ทั้งหมด - สารปนเปื้อนของแข็ง - น้ำ - สมบัติ ณ อุณหภูมิต่ำ (เช่น จุดไหลเท จุดขุ่น เป็นต้น) - โลหะ - ฟอสฟอรัส
ถาม : หากมีตัวอย่างไบโอดีเซล จะสามารถส่งตรวจวิเคราะห์คุณภาพได้ที่ ไหนบ้าง และราคาแพงไหม? ตอบ : สามารถส่งตรวจวิเคราะห์คณ ุ ภาพได้ทห่ี น่วยบริการวิเคราะห์ของศูนย์เทคโนโลยี โลหะและวัสดุแห่งชาติ สวทช. (งานบริการเทคนิค) หรือกรมวิทยาศาสตร์บริการ นอกจากนี้ห้องปฏิบัติการกลาง คณะวิทยาศาสตร์หรือวิศวกรรมศาสตร์ (เคมี) ใน มหาวิ ท ยาลั ย ของรั ฐ เช่ น จุ ฬ าฯ ม.สงขลานคริ น ทร์ และ ม.เกษตรศาสตร์ ก็รับวิเคราะห์ตรวจสอบไบโอดีเซลบางสมบัติเช่นกัน ซึ่งราคาวิเคราะห์จากหน่วยงาน ของรั ฐ หรื อ มหาวิ ท ยาลั ย จะอยู ่ ร ะหว่ า ง 400-3,000 บาทต่ อ การวิ เ คราะห์
1 สมบัติ (ไม่รวมค่าซีเทน ซึ่งใช้การทดสอบโดยเครื่องยนต์) นอกจากนี้ ส ามารถติดต่อบริษั ทเอกชนอีกหลายแห่งที ่ ม ี ห น่ ว ยงานที ่ ร ั บ วิ เ คราะห์ ตัวอย่างทางเคมีและปิโตรเลียม
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
การใช้ไบโอดีเซลกับเครื่องยนต์ จากที่ได้กล่าวมาแล้วว่า ไบโอดีเซลมีสมบัติที่ใกล้เคียงกับน้ำมันดีเซล และสมบัติบาง
ประการของไบโอดีเซลยังเหนือกว่าดีเซลด้วย ไบโอดีเซลจะมีโครงสร้างทางเคมีที่มีปริมาณ ออกซิเจนมากกว่าน้ำมันดีเซล และปริมาณออกซิเจนที่มีมากกว่านี้เองมีส่วนช่วยลดมลพิษ เนื่องจากทำให้เกิดจากการเผาไหม้ที่สมบูรณ์กว่า นอกจากนี้ไบโอดีเซลยังช่วยเพิ่มความ หล่อลื่น เนื่องจากมีสารเพิ่มความหล่อลื่นตามธรรมชาติ ประเภทสารประกอบออกซิเจน แต่อย่างไรก็ตาม หากจะนำไบโอดีเซลไปใช้กับเครื่องยนต์ดีเซลโดยตรง จำเป็นต้อง พิจารณาและตรวจสอบก่อนว่า ท่อ ปะเก็น หรือชิ้นส่วนอุปกรณ์สามารถทนการกัดกร่อน ของไบโอดีเซลได้หรือไม่ เนื่องจากไบโอดีเซลมีความสามารถในการทำละลายยางบาง ประเภทได้ และปั๊มหัวฉีดมีกำลังเพียงพอหรือไม่ในการฉีดไบโอดีเซลให้แตกเป็นฝอยเพื่อ การเผาไหม้ที่สมบูรณ์ในห้องเผาไหม้ ดังนั้นในปัจจุบันนี้การใช้ไบโอดีเซลผสมกับน้ำมัน ดีเซลจึงเป็นที่ยอมรับมากกว่าการใช้ไบโอดีเซลร้อยละ 100 (B100) โดยทั่วไปอัตราส่วน ผสมมากถึงร้อยละ 20 หรือ B20 สามารถนำไปใช้ได้กับเครื่องยนต์ดีเซลทั่วไปโดยไม่ต้อง มีการปรับแต่งเครื่องยนต์มากนัก ส่วนการใช้ไบโอดีเซลที่อัตราส่วนผสมที่สูงขึ้นจนถึง
ร้อยละ 100 ได้ถูกระบุไว้ในงานวิจัยต่างๆ และพบว่ามีความเป็นไปได้เมื่อพิจารณา สมรรถนะของเครื่องยนต์ ประสิทธิภาพ ความสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง และปริมาณไอเสียเป็น หลัก น้ำมันไบโอดีเซล เชื้อเพลิงสะอาด ช่วยลดควันดำครับ
49
50
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
งานวิจัยต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการใช้ไบโอดีเซลกับเครื่องยนต์ ปี พ.ศ. 2546 ซิลวาและคณะ ได้ใช้ไบโอดีเซลที่ผลิตจากน้ำมันดอกทานตะวันผสมกับ น้ำมันดีเซลในอัตราส่วนถึงร้อยละ 30 เพื่อศึกษาสมรรถนะ อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง และปริมาณก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) และควันดำ
ในไอเสียของเครื่องยนต์ดีเซล 6 สูบ พบว่า กำลังที่วัดได้จากเชื้อเพลิงดังกล่าวลดลงจาก น้ำมันดีเซลบ้างแต่ไม่มากนัก สำหรับอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงพบว่ามีแนวโน้มสูงขึ้น เล็กน้อย ปริมาณก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ตรวจวัดได้มีค่าลดลง ปริมาณไนโตรเจน ออกไซด์ (NOx) เพิ่มสูงขึ้นและควันดำมีค่าลดลง ปี พ.ศ. 2548 รามาดาสและคณะ ใช้น้ำมันไบโอดีเซลที่ผลิตจากเมล็ดยางทดสอบกับ เครื่องยนต์ดีเซลสูบเดียว พบว่าผลการวัดค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนเบรกมีค่าเพิ่ม
มากขึ้น ซึ่งอาจมีผลจากการหล่อลื่นที่ดีขึ้นซึ่งเป็นสมบัติเด่นของไบโอดีเซล ค่าความร้อนที่ น้อยกว่าของไบโอดีเซลเมื่อเทียบกับน้ำมันดีเซล ทำให้อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงของ
ไบโอดีเซลสูงกว่าน้ำมันดีเซลด้วย และพบว่าปริมาณไอเสีย เช่น CO, CO2 และควันดำลดลง ปี พ.ศ. 2548 ลาเบกคาสและสลาวินสคาส ทดสอบผลของการใช้ไบโอดีเซลที่ผลิตจาก น้ำมันเรป ต่อการทำงานของเครื่องยนต์ดีเซล 4 สูบ ผลที่ได้สนับสนุนการทดสอบของ
ทีมของรามาดาส และได้เพิ่มเติมการตรวจสอบปริมาณ NOx ที่เกิดขึ้น ว่ามีค่ามากขึ้น และ ปริ ม าณไฮโดรคาร์ บ อน (Hydrocarbon, HC) มี ค ่ า ลดลงอย่ า งชั ด เจนตามปริ ม าณ
ไบโอดีเซลที่เพิ่มขึ้น ปี พ.ศ. 2549 ดวิเวดีและคณะ ได้ทำการทดสอบวัดปริมาณอนุภาคต่างๆ (Particulate Matters, PM) ที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้ดีเซลและไบโอดีเซล B20 ในเครื่องยนต์ดีเซล พบว่า ปริมาณอนุภาคต่างๆ (PM) มีค่าลดลงอย่างชัดเจน ซึ่งคล้ายกับผลการวัดค่า PM จากการเผาไหม้ ไ บโอดีเซลที่ ผลิตจากน้ำมันปลาแซลมอน ของทีมงานของเรเยสที่นำเสนอ ในปี เ ดี ย วกั น และปริ ม าณ อนุ ภ าคต่ า งๆ ที ่ ว ั ด ได้ ม ี ค ่ า
ลดลงตามสั ด ส่ ว นปริ ม าณ
ไบโอดีเซลที่เพิ่มขึ้น
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
เราสามารถที่จะกล่าวโดยสรุปจากงานวิจัยต่างๆ พบว่า ผลการทดสอบเครื่องยนต์ที่ใช้
ไบโอดีเซลเป็นเชื้อเพลิง ไอเสียที่ตรวจวัดได้จากการเผาไหม้ไบโอดีเซลจะพบว่ามีคุณภาพที่ ดีขึ้น โดยมีปริมาณไฮโดรคาร์บอน คาร์บอนมอนอกไซด์และควันดำลดลง ส่วนปริมาณ คาร์บอนไดออกไซด์มีค่าสูงขึ้น ทั้งนี้เนื่องจากปริมาณออกซิเจนในแกนน้ำมันเชื้อเพลิงใน ขณะเผาไหม้มีค่ามากขึ้น ส่งผลให้เกิดการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ แต่ปริมาณไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) มีแนวโน้มเพิม่ ขึน้ สำหรับปริมาณอนุภาคต่างๆ (PM) นัน้ ขึน้ อยูก่ บั องค์ประกอบของ
เชื้อเพลิงเอง และเนื่องจากไบโอดีเซลมีส่วนประกอบของโลหะหนักน้อยกว่า และแทบจะ ไม่มีซัลเฟอร์และกลุ่มอะโรมาติกในส่วนประกอบของน้ำมันเลย จึงส่งผลให้ปริมาณอนุภาค ต่างๆ ที่เกิดขึ้นน้อยลงไปด้วย มีข้อมูลสนับสนุนเพิ่มเติมจากองค์กรปกป้องสิ่งแวดล้อม (Environmental Protection Agency, EPA) ของสหรัฐอเมริกา ซึ่งได้ทำการศึกษาเชิงสถิติของข้อมูลมลพิษจากการใช้ ไบโอดีเซลในรถยนต์ดีเซลขนาดใหญ่ (heavy-duty engine) ที่วิ่งบนทางหลวง ซึ่งได้
ถาม : การนำไบโอดีเซลไปใช้กับเครื่องยนต์ จะก่อให้เกิดปัญหาหรือไม่ อย่างไร? ตอบ : จากผลการวิจัยพบว่า สามารถนำไบโอดีเซลไปใช้กับเครื่องยนต์ดีเซลโดยตรง ได้ และมีบางประเทศ เช่น ประเทศเยอรมนี ก็มีการใช้ ไบโอดีเซลโดยตรง (B100) แต่ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากไบโอดีเซลมีความสามารถในการทำละลายยางบางประเภทได้ เราจึงต้องตรวจสอบก่อนว่า ท่อ ปะเก็น หรือชิ้นส่วนอุปกรณ์สามารถทนการกัดกร่อน ของไบโอดีเซลได้หรือไม่ และปั๊มหัวฉีดมีกำลังเพียงพอหรือไม่ ในการฉีดไบโอดีเซลให้ แตกเป็นฝอยเพื่อการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ ในห้องเผาไหม้ ในขณะนี้หากยังไม่มั่นใจที่จะใช้ ไบโอดีเซลร้อยละ 100 ก็สามารถที่จะใช้ ในลักษณะของการผสมกับดีเซลในสัดส่วน ต่างๆ เริ่มจากสัดส่วนน้อยๆ ก่อนก็ได้
51
52
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง อ้าว เพียงแค่ผสม ฉันเข้าไป ก็จะไม่ กินยางแล้ว
มีคนบอกว่า ฉันชอบ กินยางน่ะ
รวบรวมมาจากข้อมูลที่มีการตีพิมพ์ พบว่าค่าปริมาณอนุภาคคาร์บอนมอนอกไซด์และ ไฮโดรคาร์บอนมีแนวโน้มลดลง ในขณะที่ค่าไนโตรเจนออกไซด์มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเช่น เดียวกัน เมื่อมีการผสมไบโอดีเซลในอัตราส่วนที่สูงขึ้น สำหรับค่าคาร์บอนไดออกไซด์นั้น ไม่สามารถสรุปถึงแนวโน้มเชิงสถิติอย่างมีนัยสำคัญได้ ถาม : หากเปรียบเทียบประสิทธิภาพการเผาไหม้เมื่อใช้ ไบโอดีเซลกับดีเซลแล้วเป็น อย่างไร การใช้ ไบโอดีเซลจะทำให้เกิดการสิ้นเปลืองมากกว่าการใช้ดีเซลหรือเปล่า? ตอบ : การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมีของสารไตรกลีเซอไรด์เป็นเมทิลหรือ เอทิลเอสเทอร์ หรือที่เราเรียกว่า ไบโอดีเซล ซึ่งเป็นสารที่มีโมเลกุลเล็กลง ทำให้
ความหนืดและจุดวาบไฟของน้ำมันลดลง การระเหยเป็นไอดีขึ้น และมีลักษณะสมบัติที่ ใกล้เคียงกับน้ำมันดีเซล เมื่อพิจารณาโครงสร้างของเมทิลเอสเทอร์แล้ว พบว่ามี ออกซิเจนผสมอยู่ถึงร้อยละ 10-11 ส่งผลให้การผสมระหว่างอากาศกับน้ำมันมีการ กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ และเป็นการเพิ่มอัตราส่วนของอากาศต่อน้ำมัน จึงทำให้ ประสิทธิภาพการเผาไหม้ดีขึ้น ส่วนค่าความร้อนของไบโอดีเซลจะน้อยกว่าน้ำมันดีเซล ซึ่งอาจจะต้องใช้ ในปริมาณที่มากกว่าเพื่อการเผาไหม้แล้วให้พลังงานต่อหน่วยใน ปริมาณที่เท่ากัน ถาม : เอ...ยังงงๆ อยู่ .....สรุปว่าไบโอดีเซลเป็นเชื้อเพลิงสะอาดจริงหรือไม่? ตอบ : ใช่แล้ว เพราะไอเสียที่ ได้จากการเผาไหม้ ไบโอดีเซลจะพบว่ามีคุณภาพที่ดีขึ้น
โดยมีปริมาณไฮโดรคาร์บอน คาร์บอนมอนอกไซด์ และควันดำลดลง ถึงแม้ว่าค่า ไนโตรเจนออกไซด์จะมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น แต่ก็สามารถลดได้ง่ายๆ โดยการปรับสภาพ ไอเสียก่อนที่จะถูกปล่อยไปในอากาศ ซึ่งก็ทำได้ โดยเพิ่มอุปกรณ์ที่ปรับสภาพไอเสีย เข้าไปกับเครื่องยนต์เท่านั้น
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
ศัพท์เทคนิคน่ารู้
กรดไขมัน - Fatty Acid เป็นองค์ประกอบส่วนหนึ่งในไขมัน เป็นสารประเภทกรดคาร์บอกซิลิก คือมีสายโซ่ไฮโดรคาร์บอนประกอบ อยู่ด้วย ปกติในไขมันหรือน้ำมันจากพืชและสัตว์ จะมีจำนวนอะตอมคาร์บอนตั้งแต่ 8 อะตอมขึ้นไป
ส่วนกรดไขมันอิสระนั้นเกิดจากการเกิดไฮโดรไลซิสของไขมัน ทำให้เกิดการแยกส่วนของไขมันได้เป็น
กรดไขมันอิสระและกลีเซอรอล กลีเซอรอล หรือ กลีเซอรีน – Glycerol or Glycerine มีสูตรทางเคมีคือ C3H8O3 เป็นของเหลวใสไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ในสภาพบริสุทธิ์ ละลายในน้ำได้ นอกจากนี้ ยังเป็นส่วนประกอบของไขมัน โดยทั่วไปแล้วจะเรียกว่ากลีเซอรอลหากมีความบริสุทธิ์สูง และหากมีความ บริสุทธิ์น้อยจะเรียกกันว่า กลีเซอรีน ก๊าซโครมาโตรกราฟี – Gas Chromatography เป็นเทคนิคที่ใช้แยกสารผสมที่มีองค์ประกอบซับซ้อนและระเหยกลายเป็นไอได้ดี สามารถวิเคราะห์ผลได้ ทั้งเชิงปริมาณและคุณภาพ โดยอาศัยหลักการของการผ่านไอของสารผสมเข้าไปในคอลัมน์ (column) ที่ บรรจุ ส ารที ่ ม ี คุ ณ สมบั ต ิ ใ นการดู ด ซั บ ซึ ่ ง จะทำหน้ า ที ่ แ ยกสารผสมออกจากกั น ตามคุ ณ สมบั ต ิ ข อง
องค์ประกอบของสารนั้น ณ เวลาที่ต่างกัน และรายงานผลการวิเคราะห์ในลักษณะของกราฟที่เรียกว่า โครมาโตแกรม ค่าความเป็นกรด – Acid Number or Acid Value ค่าความเป็นกรดนั้นต่างกับการวัดค่า pH โดยค่าความเป็นกรดจะวัดจากปริมาณของสารโพแทสเซียม ไฮดรอกไซด์ที่ใช้สะเทินสาร 1 กรัม ส่วนใหญ่การวัดค่าความเป็นกรด เทียบเท่ากับการวัดปริมาณ
กรดคาร์บอกซิลิกในสารอินทรีย์ เช่น กรดไขมัน ในน้ำมัน เป็นต้น จำนวนซีเทน – Cetane Number or CN คือตัวเลขที่บ่งบอกถึงประสิทธิภาพในการเผาไหม้ของน้ำมันดีเซล โดยวัดจากเวลาหน่วงการจุดระเบิดของ เชื้อเพลิงในกระบวนการจุดอัด (compression ignition process) ในห้องเผาไหม้ จำนวนซีเทนนั้น เทียบได้กับปริมาณของตัวเลขที่แสดงเป็นร้อยละโดยมวลของซีเทน ในของผสมระหว่างซีเทน (C16H34) และแอลฟาเมทิลแนฟทาลีน (C11H10) ซึ่งเกิดการเผาไหม้หมด โดยน้ำมันดีเซลที่มีค่าซีเทน 100 คือ น้ำมันดีเซลที่มีสมบัติการเผาไหม้เช่นเดียวกับซีเทน 100 เปอร์เซ็นต์โดยมวล ในขณะที่น้ำมันดีเซลที่มีค่า
ซีเทน 0 คือ น้ำมันดีเซลทีม่ สี มบัตกิ ารเผาไหม้เช่นเดียวกับแอลฟาเมทิลแนฟทาลีน 100 เปอร์เซ็นต์โดยมวล ถ้าค่าซีเทนสูง หมายความว่า เวลาหน่วงการจุดระเบิดในห้องเผาไหม้สน้ั ทำให้จดุ ระเบิดได้งา่ ยและแม่นยำ
53
54
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
โซเดียมไฮดรอกไซด์ หรือ โซดาไฟ – Sodium hydroxide มีสูตรทางเคมีคือ NaOH หรือที่เรียกกันโดยทั่วไปว่า ผงมันหรือโซดาแผดเผา เป็นด่างแก่ที่ละลายได้
ในน้ำ ลักษณะเป็นของแข็งสีขาว มี 2 แบบ ได้แก่ แบบเม็ดและแบบเกล็ด ไม่มีกลิ่น ดูดความชื้น
ดีมาก โซดาไฟมีฤทธิ์เป็นด่างจึงกัดผิวหนังได้ หากสูดดมฝุ่นควันของสารจะทำให้เกิดระคายเคืองต่อระบบ ทางเดินหายใจ หากเข้าตาทำให้ตาบอดได้ การเก็บและใช้ควรอยู่ในภาชนะที่กันน้ำปิดสนิทมิดชิดในที่เย็น ควรหลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรง ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบวิวิธพันธุ์ - Heterogeneous Catalyst คือตัวเร่งที่อยู่ในวัฏภาคที่แตกต่างจากสารตั้งต้นในปฏิกิริยา เช่น ตัวเร่งของแข็งที่ไม่ละลายในสารละลาย ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบวิวิธพันธุ์นี้จะมีการเกิดปฏิกิริยาเคมีบนพื้นผิวของตัวเร่งแล้วให้ผลิตภัณฑ์ออกมา ไตรกลี เซอไรด์ – Triglyceride / ไดกลี เซอไรด์ – Diglyceride / โมโนกลี เซอไรด์ – Monoglyceride ไตรกลีเซอไรด์เป็นสารเคมีประเภทเอสเทอร์ และเป็นชื่อทางเคมีของโมเลกุลของไขมันชนิดหนึ่งที่มีสายโซ่ กรดไขมันประกอบอยู่ 3 สาย โดยทั่วไปแล้วในน้ำมันจากพืชจะประกอบด้วยไตรกลีเซอไรด์เป็นหลัก
ส่ ว นไดกลี เ ซอไรด์ แ ละโมโนกลี เ ซอไรด์ น ั ้ น เป็ น สารประเภทเอสเทอร์ ข องกลี เ ซอไรด์ เ ช่ น เดี ย วกั บ
ไตรกลีเซอไรด์ แต่มีส่วนของสายโซ่กรดไขมันประกอบอยู่เพียง 2 และ 1 สาย ตามลำดับ ทรานเอสเทอร์ริฟิเคชัน - Transesterification เป็นปฏิกิริยาเคมีที่เปลี่ยนหมู่อัลคอกซีระหว่างสารอินทรีย์ในกลุ่มเอสเทอร์กับกลุ่มแอลกอฮอล์ ให้ได้สาร เอสเทอร์ที่มีหมู่อัลคิลใหม่ กระบวนการทรานเอสเทอริฟิเคชั่นที่เป็นที่รู้จักกันดี ได้แก่ กระบวนการ
ทรานเอสเทอริฟิเคชันของไตรกลีเซอไรด์ (น้ำมันพืช) และแอลกอฮอล์เพื่อการผลิตไบโอดีเซลนั่นเอง ทฤษฎีแกล้งดิน ศูนย์การศึกษาการพัฒนาพิกุลทองฯ จ.นราธิวาส ได้ทดลอง “แกล้งดินให้เปรี้ยว” ตามแนวพระราชดำริ โดยการทำให้ดินแห้งและเปียกสลับกันไป เพื่อเร่งปฏิกิริยาให้ดินเปรี้ยวจัด เพื่อหาวิธีการปรับปรุงดินตาม แนวพระราชดำริ จากการทดลองพบว่า การใช้น้ำชะล้างดินและขังน้ำไว้นาน 4 สัปดาห์ แล้วระบายน้ำออก ควบคู่กับการใช้หินปูนฝุ่นปริมาณน้อย สามารถปรับปรุงดินกรดกำมะถันได้เป็นอย่างดีและรวดเร็ว โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ – Potassium hydroxide มีสูตรทางเคมีคอื KOH มีฤทธิเ์ ป็นด่าง ละลายได้ในน้ำ มีลกั ษณะเป็นของแข็งสีขาว โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์
นั้นมีอันตรายและความรุนแรงน้อยกว่าโซเดียมไฮดรอกไซด์ นอกจากนี้ยังมีประโยชน์คือ เป็นปุ๋ยที่ดี สำหรับพืชอีกด้วย ฟอสโฟลิปิด – Phospholipids เป็นไขมันชนิดหนึ่งซึ่งในโมเลกุลจะประกอบไปด้วย ส่วนของกรดไขมัน ประจุลบของกลุ่มฟอสเฟต แอลกอฮอล์ และส่วนแกนกลางคือ กลีเซอรอล ตัวอย่างของไขมันที่มีฟอสโฟลิปิดเป็นส่วนประกอบหลัก คือ คอเลสเตอรอล
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
เมทิลเอสเทอร์ – Methyl Ester เป็นชื่อทางเคมีของไบโอดีเซล ที่เตรียมโดยใช้แอลกอฮอล์ คือ เมทานอล เป็นหนึ่งในสารตั้งต้น เอทิลเอสเทอร์ – Ethyl Ester เป็นชือ่ ทางเคมีของไบโอดีเซล ทีเ่ ตรียมโดยใช้แอลกอฮอล์ คือ เอทานอล เป็นหนึง่ ในสารตัง้ ต้น อัลคิลเอสเทอร์ – Alkyl Ester เป็นชื่อทางเคมีที่เรียกโดยทั่วไปของไบโอดีเซล ไม่ว่าจะใช้แอลกอฮอล์ชนิดใดก็ตาม ออกซิเดชัน – Oxidation เป็นปฏิกิริยาเคมีที่มีการสูญเสียอิเล็กตรอนจากสารตั้งต้น ปฏิกิริยาออกซิเดชันอาจจะทำให้เกิดอนุมูล อิสระขึ้น ซึ่งทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ได้ การเกิดออกซิเดชั่นของไขมันจากสัตว์และน้ำมันจากพืช ทำให้เกิด การเหม็นหืนและการเสื่อมสภาพของน้ำมันได้ อิมัลชัน – Emulsion เกิดจากการผสมของเหลว 2 ชนิดที่ไม่สามารถละลายซึ่งกันและกันให้รวมเข้าด้วยกัน อิมัลชันบางชนิดจะ อยู่ตัวเมื่อเราเติมสารที่ทำหน้าที่เป็นตัวประสานลงไป เราเรียกตัวประสานนี้ว่า อิมัลซิฟายเออร์ เอนไซม์ – Enzyme เป็นโปรตีนที่ทำหน้าที่เร่งปฎิกิริยาเคมีที่มีความสำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิต เพราะว่าปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่ใน เซลล์จะเกิดช้ามาก นอกจากนี้เอนไซม์ส่วนใหญ่จะมีความจำเพาะเจาะจงในการเร่งปฏิกิริยาอีกด้วย ไฮโดรไลติกเอนไซม์ - Hydrolytic Enzyme or Hydrolase เป็นเอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส (ปฏิกิริยาการแตกตัวของสารเคมีด้วยน้ำ) เช่น เอนไซม์ไลเปส (Lipase) เป็นไฮโดรไลติกเอนไซม์ช่วยในการแตกตัวสารประเภทเอสเทอร์ในไขมันและน้ำมันออกเป็น
กรดไขมันและกลีเซอรอล เป็นต้น เฮกตาร์ – Hectar คือหน่วยวัดพื้นที่ เทียบเท่ากับ 10,000 ตารางเมตร (100x100 ตารางเมตร) หรือ 6.25 ไร่ เป็นหน่วยที่ ส่วนใหญ่ใช้กับการวัดพื้นที่ดิน
55
56
รู้จักไบโอดีเซลใน 4 ชั่วโมง
เกี่ยวกับผู้เขียน ดร.อ้อยใจ ทองเฌอ การศึกษา - การทำงานวิจัยหลังปริญญาเอก จากสถาบันแมกซ์แพลงค์ ประเทศเยอรมนี - ปริญญาเอก จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ประเทศอังกฤษ - ปริญญาโท จากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ ประเทศอังกฤษ - ปริญญาตรี (เกียรตินิยมอันดับหนึ่ง) มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ การทำงาน - นักวิจัย ณ ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) - หัวหน้าห้องปฏิบัติการวิเคราะห์ทดสอบเชื้อเพลิงชีวภาพ เอ็มเทค - นักวิจัยกลุ่มวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีพลังงาน - ทำงานวิจัยด้านไบโอดีเซล การพัฒนาการผลิตและตรวจสอบคุณภาพ วิทูรัช กู๊ดวิน การศึกษา - ปริญญาโท มหาวิทยาลัยเคสเวสเทอร์นรีเสิฟ ประเทศสหรัฐอเมริกา - ปริญญาโท จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย - ปริญญาตรี มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ การทำงาน - ผู้ช่วยนักวิจัย ณ ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) - เจ้าหน้าที่ห้องปฏิบัติการวิเคราะห์เชื้อเพลิงชีวภาพ เอ็มเทค - ทำงานวิจัยด้านไบโอดีเซล - เขียนบทความด้านไบโอดีเซลในวารสารต่างๆ อุกฤษฎ์ สหพัฒน์สมบัติ การศึกษา - ปริญญาโท จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย - ปริญญาตรี จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย การทำงาน - วิศวกร ณ ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) - เจ้าหน้าที่ห้องปฏิบัติการวิเคราะห์เชื้อเพลิงชีวภาพ เอ็มเทค - ทำงานวิจัยด้านไบโอดีเซล - ผู้ประสานงานโครงการ โรงงานสาธิตการผลิตไบโอดีเซลแบบครบวงจรสำหรับชุมชน - เขียนบทความในวารสารต่างๆ
รู้จัก “...เราทำแล้วก็หมายความว่าเราไม่เดือดร้อน ถึงเวลาเรา อายุร้อยสิบแปด ถ้าอย่างไรเราก็ ใช้น้ำมันปาล์มของเราเอง คนอื่นอาจจะไม่ ได้ คนอื่นอาจจะไม่มีแต่ว่าเรามี เพราะเรา ขวนขวาย ขวนขวายหาวิธีที่จะทำเชื้อเพลิงทดแทนได้ ถ้าไม่ ได้ทำเชื้อเพลิงทดแทนเราก็เดือดร้อนแล้วก็เป็นห่วง แต่เรา ไม่ ต้ อ งเป็ นห่วง ถ้าคนอื่นเขาไม่ทำเขาอาจจะไม่ มี น้ ำ มั น
ไบโอดีเซลใช้ แต่ว่าเรามี เราคือข้าพเจ้าทำเอง...”
4 ชั่วโมง
รู้ จัก ไบโอดีเซล ใน 4 ชั่ ว โมง
พระราชดำรัสพระราชทานแก่คณะบุคคลต่างๆ ที่เข้าเฝ้าฯ ถวายชัยมงคล ในโอกาสวันเฉลิมพระชนมพรรษา ณ ศาลาดุสิดาลัย สวนจิตรลดา พระราชวังดุสิตฯ วันอาทิตย์ที่ 4 ธันวาคม พุทธศักราช 2548
ใน
ISBN : 978-974-229-321-5
ราคา 80 บาท
ดร.อ้อยใจ ทองเฌอ วิทูรัช กู๊ดวิน อุกฤษฎ์ สหพัฒน์สมบัติ