ตัวเร่งปฏิกิริยากรดของแข็งฐานคาร์บอนสำหรับการลดปริมาณกรดไขมันอิสระ ในน้ำมันพืชใช้แล้ว
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ได้เตรียมตัวเร่งปฏิกิริยากรดของแข็งฐานคาร์บอนจากใบอ้อยผ่านกระบวนการไฮโดรเทอร์มัล
คาร์บอไนเซชัน-ซัลโฟเนชันร่วมกับการใช้กรดเปอร์คลอริกและกรดฟอสฟอริก การตรวจสอบหมู่ฟังก์ชันด้วยเทคนิคฟูเรียร์ทรานสฟอร์มอินฟราเรด (FT-IR) สเปกโทรสโกปีพบลักษณะที่คล้ายคลึงกันของตัวเร่งปฏิกิริยากรดของแข็งทั้งสามชนิดซึ่งประกอบด้วยหมู่ไฮดรอกซิล (−OH) หมู่คาร์บอกซิล (−COOH) และหมู่ซัลโฟนิก (−SO3H) ที่แสดงความเป็นกรดบนตัวเร่งปฏิกิริยา กรดของแข็งที่เตรียมได้มีปริมาณกรดทั้งหมดอยู่ระหว่าง 2.26-3.71 มิลลิโมลต่อกรัม และมีปริมาณของหมู่ซัลโฟนิกอยู่ระหว่าง 0.428-0.768 มิลลิโมลต่อกรัม เมื่อนำตัวเร่งปฏิกิริยากรดของแข็งไปทดสอบการลดปริมาณกรดไขมันอิสระในน้ำมันพืชที่มีปริมาณกรดไขมันอิสระสูงซึ่งเตรียมได้จากการผสมน้ำมันปาล์มกับกรดโอเลอิกผ่านปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันกับเมทานอล พบว่าอัตราส่วนของเมทานอลต่อน้ำมันตั้งต้น อุณหภูมิ และเวลาที่ใช้ในการทำปฏิกิริยามีผลต่อการลดลงของปริมาณกรดไขมันอิสระ การเร่งปฏิกิริยาในน้ำมันพืชใช้แล้วได้รับการทดสอบโดยการปรับเปลี่ยนตัวแปรต่าง ๆ ได้แก่ อัตราส่วนของเมทานอลต่อน้ำมันตั้งต้น อุณหภูมิ เวลาการทำปฏิกิริยา ชนิดของตัวเร่งปฏิกิริยา และปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยา พบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่เตรียมโดยใช้กรดฟอสฟอริกและกรดซัลฟูริกสามารถลดปริมาณกรดไขมันอิสระในน้ำมันพืชใช้แล้วได้มากที่สุด โดยมีปริมาณกรดไขมันอิสระเหลือเพียงร้อยละ 0.95 หลังทำปฏิกิริยาเป็นเวลา 5 ชั่วโมง เมื่อใช้ตัวเร่งปฏิกิริยากรดของแข็งฐานคาร์บอน (SLPPS) ปริมาณร้อยละ 3 โดยน้ำหนักของน้ำมันตั้งต้น
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
วารสารวิทยาศาสตร์และวิทยาศาสตร์ศึกษา (JSSE) เป็นผู้ถือลิสิทธิ์บทความทุกบทความที่เผยแพร่ใน JSSE นี้ ทั้งนี้ ผู้เขียนจะต้องส่งแบบโอนลิขสิทธิ์บทความฉบับที่มีรายมือชื่อของผู้เขียนหลักหรือผู้ที่ได้รับมอบอำนาจแทนผู้เขียนทุกนให้กับ JSSE ก่อนที่บทความจะมีการเผยแพร่ผ่านเว็บไซต์ของวารสาร
แบบโอนลิขสิทธิ์บทความ (Copyright Transfer Form)
ทางวารสาร JSSE ได้กำหนดให้มีการกรอกแบบโอนลิขสิทธิ์บทความให้ครบถ้วนและส่งมายังกองบรรณาธิการในข้อมูลเสริม (supplementary data) พร้อมกับนิพนธ์ต้นฉบับ (manuscript) ที่ส่งมาขอรับการตีพิมพ์ ทั้งนี้ ผู้เขียนหลัก (corresponding authors) หรือผู้รับมอบอำนาจ (ในฐานะตัวแทนของผู้เขียนทุกคน) สามารถดำเนินการโอนลิขสิทธิ์บทความแทนผู้เขียนทั้งหมดได้ ซึ่งสามารถอัพโหลดไฟล์บทความต้นฉบับ (Manuscript) และไฟล์แบบโอนลิขสิทธิ์บทความ (Copyright Transfer Form) ในเมนู “Upload Submission” ดังนี้
1. อัพโหลดไฟล์บทความต้นฉบับ (Manuscript) ในเมนูย่อย Article Component > Article Text
2. อัพโหลดไฟล์แบบโอนลิขสิทธิ์บทความ (Copyright Transfer Form) ในเมนูย่อย Article Component > Other
ดาวน์โหลด ไฟล์แบบโอนลิขสิทธิ์บทความ (Copyright Transfer Form)
เอกสารอ้างอิง
Atabani, A. E., Silitonga, A. S., Badruddin, I. A., Mahlia, T. M. I., Masjuki, H. H. and Mekhilef, S. (2012). A comprehensive review on biodiesel as an alternative energy resource and its characteristics. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16(4), 2070-2093.
Bajpai, D. and Tyagi, V. K. (2006). Biodiesel: Source, Production, Composition, Properties and Its Benefits. Journal of Oleo Science, 55(10), 487-502.
Changmai, B., Vanlalveni, C., Ingle, A. P., Bhagat, R. and Rokhum, S. L. (2020). Widely used catalysts in biodiesel production: a review. RSC Advances, 10(68), 41625-41679.
Chen, D., Tang, W., Wang, H., Sheng, Y., Tan, X., Shi, Y., Fan, W. and Ge, S. (2023). Phosphoric acid pretreatment of poplar to optimize fermentable sugars production based on orthogonal experimental design. Frontiers in Chemistry, 11, 1119215.
Ding, J., He, B. and Li, J. (2011). Biodiesel Production from Acidified Oils via Supercritical Methanol. Energies, 4(12), 2212-2223.
Erdem, B. and Azko, Ç. (2017). B–SBA-15–SO3H: a versatile mesoporous catalyst. Journal of Porous Materials, 24(5), 1237-1246.
Guo, Y., Delbari, S. A., Sabahi Namini, A., Le, Q. V., Park, J. Y., Kim, D., Varma, R. S., Jang, H. W., T-Raissi, A., Shokouhimehr, M. and Li, C. (2023). Recent developments in solid acid catalysts for biodiesel production. Molecular Catalysis, 547, 113362.
He, Y.-C., Liu, F., Gong, L., Lu, T., Ding, Y., Zhang, D.-P., Qing, Q. and Zhang, Y. (2015). Improving Enzymatic Hydrolysis of Corn Stover Pretreated by Ethylene Glycol-Perchloric Acid-Water Mixture. Applied Biochemistry and Biotechnology, 175(3), 1306-1317.
Hsiao, M.-C., Liao, P.-H., Lan, N. V. and Hou, S.-S. (2021). Enhancement of Biodiesel Production from High-Acid-Value Waste Cooking Oil via a Microwave Reactor Using a Homogeneous Alkaline Catalyst. Energies, 14(2), 437.
Ighalo, J. O., Akaeme, F. C., Georgin, J., de Oliveira, J. S. and Franco, D. S. P. (2025). Biomass Hydrochar: A Critical Review of Process Chemistry, Synthesis Methodology, and Applications. Sustainability, 17(4), 1660.
Kang, S., Zhang, G., Yang, X., Yin, H., Fu, X., Liao, J., Tu, J., Huang, X., Qin, F. G. F. and Xu, Y. (2017). Effects of p-Toluenesulfonic Acid in the Conversion of Glucose for Levulinic Acid and Sulfonated Carbon Production. Energy & Fuels, 31(3), 2847-2854.
Laohapornchaiphan, J. (2021). Preparation of carbon-based solid acid catalysts for esterification of oleic acid (in Thai). Proceedings of the 12th Rajamangala Surin National Conference (pp. A104-A115). September 16-17, 2021. Surin: Rajamangala University of Technology Isan SURIN Campus.
Laohapornchaiphan, J., Smith, C. B. and Smith, S. M. (2017). One-step Preparation of Carbon-based Solid Acid Catalyst from Water Hyacinth Leaves for Esterification of Oleic Acid and Dehydration of Xylose. Chemistry – An Asian Journal, 12(24), 3178-3186.
Leung, D. Y. C., Wu, X. and Leung, M. K. H. (2010). A review on biodiesel production using catalyzed transesterification. Applied Energy, 87(4), 1083-1095.
Li, Y. and Zeng, D. (2017). Synthesis and characterization of flower-like carbon spheres solid acid from glucose for esterification. Materials Letters, 193, 172-175.
Mahajan, A. and Gupta, P. (2020). Carbon-based solid acids: a review. Environmental Chemistry Letters, 18(2), 299-314.
Marchetti, J. M. and Errazu, A. F. (2008). Esterification of free fatty acids using sulfuric acid as catalyst in the presence of triglycerides. Biomass and Bioenergy, 32(9), 892-895.
McCarthy, P., Rasul, M. G. and Moazzem, S. (2011). Comparison of the performance and emissions of different biodiesel blends against petroleum diesel. International Journal of Low-Carbon Technologies, 6(4), 255-260.
Meher, L. C., Vidya Sagar, D. and Naik, S. N. (2006). Technical aspects of biodiesel production by transesterification—a review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 10(3), 248-268.
Mishra, V. K. and Goswami, R. (2018). A review of production, properties and advantages of biodiesel. Biofuels, 9(2), 273-289.
Nakajima, K. and Hara, M. (2012). Amorphous Carbon with SO3H Groups as a Solid Brønsted Acid Catalyst. ACS Catalysis, 2(7), 1296-1304.
Parangi, T. and Mishra, M. K. (2020). Solid Acid Catalysts for Biodiesel Production. Comments on Inorganic Chemistry, 40(4), 176-216.
Peng, L., Philippaerts, A., Ke, X., Van Noyen, J., De Clippel, F., Van Tendeloo, G., Jacobs, P. A. and Sels, B. F. (2010). Preparation of sulfonated ordered mesoporous carbon and its use for the esterification of fatty acids. Catalysis Today, 150(1), 140-146.
Pi, Y., Liu, W., Wang, J., Peng, G., Jiang, D., Guo, R. and Yin, D. (2022). Preparation of Activated Carbon-Based Solid Sulfonic Acid and Its Catalytic Performance in Biodiesel Preparation. Frontiers in Chemistry, 10, 1-10.
Saha, R. and Goud, V. V. (2015). Ultrasound assisted transesterification of high free fatty acids karanja oil using heterogeneous base catalysts. Biomass Conversion and Biorefinery, 5(2), 195-207.
Schneider, L. T., Bonassa, G., Alves, H. J., Meier, T. R. W., Frigo, E. P. and Teleken, J. G. (2019). Use of rice husk in waste cooking oil pretreatment. Environmental Technology, 40(5), 594-604.
Sevilla, M. and Fuertes, A. B. (2009). The production of carbon materials by hydrothermal carbonization of cellulose. Carbon, 47(9), 2281-2289.
Sharma, H. B., Sarmah, A. K. and Dubey, B. (2020). Hydrothermal carbonization of renewable waste biomass for solid biofuel production: A discussion on process mechanism, the influence of process parameters, environmental performance and fuel properties of hydrochar. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 123, 109761.
Toda, M., Takagaki, A., Okamura, M., Kondo, J. N., Hayashi, S., Domen, K. and Hara, M. (2005). Biodiesel made with sugar catalyst. Nature, 438(7065), 178-178.
Trubiano, G., Borio, D. and Errazu, A. (2007). Influence of the operating conditions and the external mass transfer limitations on the synthesis of fatty acid esters using a Candida antarctica lipase. Enzyme and Microbial Technology, 40(4), 716-722.
Wan Osman, W. N. A., Rosli, M. H., Mazli, W. N. A. and Samsuri, S. (2024). Comparative review of biodiesel production and purification. Carbon Capture Science & Technology, 13, 100264.
Wang, Q., Wang, Z., Shen, F., Hu, J., Sun, F., Lin, L., Yang, G., Zhang, Y. and Deng, S. (2014). Pretreating lignocellulosic biomass by the concentrated phosphoric acid plus hydrogen peroxide (PHP) for enzymatic hydrolysis: Evaluating the pretreatment flexibility on feedstocks and particle sizes. Bioresource Technology, 166, 420-428.
Woiciechowski, A. L., Neto, C. J. D., de Souza Vandenberghe, L. P., de Carvalho Neto, D. P., Sydney, A. C. N., Letti, L. A. J., Karp, S. G., Torres, L. A. Z. and Soccol C. R. (2020). Lignocellulosic biomass: Acid and alkaline pretreatments and their effects on biomass recalcitrance–Conventional processing and recent advances. Bioresource Technology, 304, 122848.
Wong, S. F., Tze, T. A. N. and Chin, Y. H. (2023). Pre-treatment of waste cooking oil by combined activated carbon adsorption and acid esterification for biodiesel synthesis via two-stage transesterification. Biofuels, 14(9), 967-977.
Zavarize, D. G., Vieira, G. E. G. and de Oliveira, J. D. (2023). Kinetics of free fatty acids esterification in waste frying oil using novel carbon-based acid heterogeneous catalyst derived from Amazonian Açaí seeds – Role of experimental conditions on a simpler pseudo first-order reaction mechanism. Catalysis Communications, 180, 106716.
