Non-Catalytic Supercritical Methanol (SCM) And Superheated Methanol Vapour (Smv) For Fatty Acid Methyl Esters (FAME) Synthesis From Jatropha And Sea Mango Oils - Ang , Gaik Tin (2016)
Projek penyelidikan ini dijalankan untuk menyiasat potensi tindakbalas transesterifikasi daripada minyak jatropha dan minyak laut mangga dalam satu langkah tanpa menggunakan mangkin untuk pengeluaran biodiesel atau asid lemak metil ester (FAME). Pada permulaannya, tindakbalas lampaugenting metanol (SCM) tanpa mangkin telah dijalankan dengan menggunakan minyak laut mangga sebagai sumber trigliserida (TG). Analisis statistik kaedah rekabentuk eksperimen (DOE) telah digunakan untuk menyelidik pengaruh masa tindakbalas, suhu tindakbalas dan nisbah molar metanol berbanding minyak dalam lingkungan 10 – 50 min, 320 – 400 °C dan 20 – 60 mol/mol masing-masing. Keadaan optimum telah didapati pada 380 °C, 40 min dan 45:1 mol/mol nisbah methanol berbanding minyak dengan menghasilkan biodiesel yang berkandungan 78 % w/w. Selepas itu, pembangunan matematik model berdasarkan mekanisme tindakbalas SCM telah dijalankan. Model pertama yang menggabungkan kedua-dua tindakbalas ulang alik transesterifikasi dan esterifikasi telah disahkan dengan menggunakan penyelesaian persamaan pembezaan biasa (ODE45). Tenaga pengaktifan yang tertinggi pada 40 kJ/mol dan pemalar kadar tindakbalas yang terendah 2.50 × 10-5 dm3/mol s telah mengesahkan bahawa tindakbalas pertama TG untuk menghasilkan diglyserida (DG) merupakan langkah yang mengehadkan kadar keseluruhan tindakbalas SCM. Selain itu, teknologi baru iaitu tindakbalas lampaupanas wap methanol (SMV) tanpa mangkin telah dibangunkan untuk transesterifikasi dan esterifikasi sumber minyak. Dalam perkembangan awal, minyak jatropha curcas telah digunakan sebagai sumber TG dalam tindakbalas SMV. Pengaruh masa tindakbalas, suhu tindakbalas, kadar aliran metanol dan jisim minyak pada permulaan tindakbalas terhadap kandungan FAME dan kadar pengeluaran FAME telah diselidik dalam lingkungan 0 – 240 min, 260 – 300 °C, 1 – 3 mL/min dan 40.0 – 70.0 g, masing-masing. Keputusan yang diperolehi menunjukkan bahawa penghasilan biodiesel tertinggi iaitu 71.54 % w/w dicapai pada suhu tindakbalas pada 290 °C, kadar aliran metanol pada 2 mL/min bagi jisim minyak permulaan pada 40.0 g dengan 88.81 % w/w FAME kandungan, menunjukkan teknologi SMV berpotensi tinggi dalam menghasilkan FAME. Di samping itu, keputusan telah menunjukkan bahawa kadar pengeluaran FAME yang tinggi boleh diperolehi apabila jisim minyak permulaan ditambahkan. Oleh itu, jisim minyak permulaan telah ditetapkan pada jumlah isipadu yang lebih tinggi iaitu 100 mL dan sistem eksperimen telah diubahsuai dengan menggantikan preheater kepada relau pijar yang bersuhu tinggi dan memperkenalkan halangan ke dalam ruang tindakbalas. Minyak laut mangga telah digunakan sebagai sumber TG selepas pengubahsuaian telah dijalankan. Daripada keputusan, halangan yang merujuk kepada silinder cap dengan dua plat berlubang telah berjaya meningkatkan pengeluaran FAME (g). Kesan kadar aliran metanol dan suhu tindakbalas antara julat 1 – 4 mL/min dan 260 – 290 °C, masing-masing terhadap hasil FAME, pengeluaran FAME (g) dan kadar pengeluaran FAME (g/min) telah dikaji dengan isipadu minyak yang tetap iaitu 100 mL. Hasil kajian telah menunjukkan bahawa kadar aliran metanol lebih tinggi dan suhu tindakbalas dapat meningkatkan pengeluaran FAME. Selepas itu, matematik model sistem SMV yang menggabungkan kedua-dua tindakbalas ulang alik transesterifikasi dan esterifikasi telah dibangunkan dan disahkan dengan menggunakan penyelesaian ODE45. Tenaga pengaktifan tertinggi pada 50 kJ/mol dan pemalar kadar tindakbalas yang rendah pada 1.62 × 10-4 dm3/mol min menyokongkan bahawa tindakbalas TG menghasilkan DG merupakan langkah yang mengehadkan kadar tindakbalas dalam sistem SMV. Kesimpulannya, tindak balas SMV telah menunjukkan potensi yang besar dalam pengeluaran biodiesel dengan menggunakan bahan mentah yang berkandungan FFA yang tinggi .