การศึกษาการสกัดน้ำมันจากสาหร่าย Spirogyra sp.ผลิตเป็นไบโอดีเซลเพื่อเป็นพลังงานทดแทน

Abstract

Thailand's primary energy consumption mostly comes from fossil fuels which are imported from foreign countries. Biodiesel is mostly produced from edible feedstock which affects food supplies and biodiesel prices. This research studied biodiesel produced from Spirogyra sp. oil, which is extracted using hexane as a solvent. From fresh algae, the yield of the extracted oil was 12%, which was 87% of the moisture content in the extracted oil. The 6 fatty acids in this extracted oil are palmitoleic acid, heptadecanoic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid and alpha-linoleic acid. The extracted oil contains high amounts of free fatty acids (65.9%). Thus, a two-step in situ process was used. This technique can reduce the high free fatty acid content in extracted oil. During the first step, the free fatty acid content of extracted oil was reduced to 2.2% and was obtained in an hour at 60°C using the 9:1 methanol to oil molar ratio and 1% w/w of oil of H2 SO4 . Methyl ester was found at 32.4% and triglycerides were found at 27.9%. In the second step, the alkali catalyzed transesterification using the methanol to oil molar ratio of 6:1 and the catalyst to oil ratio of 0.55% w/w to produce biodiesel from the product of the first step at 60°C. After the reaction, the amount of methyl ester increased up to 50% and the viscosity value was 3.94 Cst. These results indicated that biodiesel can be produced from spirogyra sp. oil. In addition, algae can grow faster and easier and have high productivity per area. Furthermore, the cultivation of algae can absorb CO2 , which reduces GHG emissions. Keywords: biodiesel, transesterification, Spirogyra sp., methanol บทคัดย่อ ปัจจุบันประเทศไทยบริโภคน ้ำมันดีเซลจำกฟอสซิลที่น ำเข้ำจำกต่ำงประเทศเป็ นส่วนใหญ่ และไบโอดีเซลที่ผลิตได้ ส่วนมำก มักจะน ำพืชอำหำรมำใช้เป็ นวัตถุดิบ ส่งผลให้รำคำต้นทุนในกำรผลิตสูงขึ ้น เพื่อลดปัญหำดังกล่ำว จึงได้มีกำรค้นหำ แหล่งวัตถุดิบใหม่ๆ มำทดแทน ในงำนวิจัยครั ้งนี ้ได้ศึกษำกำรสกัดน ้ำมันจำกสำหร่ำย Spirogyra sp. ด้วยตัวท ำละลำยอินทรีย์ (Hexane) จำกนั ้นน ำน ้ำมันที่สกัดได้มำผลิตเป็ นไบโอดีเซลโดยใช้กระบวนกำรทรำนส์เอสเทอริฟิ เคชั่น พบว่ำน ้ำมันที่สกัดได้จำก สำหร่ำยสดมีควำมชื ้นสูงถึงร้ อยละ 87 และปริมำณน ้ำมันประมำณร้ อยละ 12 โดยองค์ประกอบหลักของน ้ำมันนั ้นเป็ นกรด ไขมัน 6 ชนิด ได้แก่ palmitoleic acid, heptadecanoic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid และ alpha-linoleic acid น ้ำมันที่สกัดได้มีค่ำ Free Fatty acid สูงถึงร้ อยละ 65.9 ท ำให้ไม่สำมำรถใช้ตัวเร่งปฎิกิริยำที่เป็ นเบสได้ ต้องใช้ตัวเร่ง ปฎิกิริยำที่เป็ นกรด (H2 SO4 ) แทน และต้องท ำปฎิกิริยำแบบ 2 ขั ้นตอน ผลจำกงำนวิจัยพบว่ำ หลังจำกผ่ำนขั ้นตอนแรก ค่ำ Free Fatty acid ได้ลดลงเหลือร้ อยละ 2.2 มีเมทิลเอสเทอร์อยู่ร้ อยละ 32.4 และมีไตรกลีเซอร์ไรด์ร้ อยละ 27.9 เมื่อสิ ้นสุด ปฎิกิริยำทรำนส์เอสเทอริฟิ เคชั่น พบว่ำปริมำณเมทิลเอสเทอร์เพิ่มขึ ้นเป็ นร้ อยละ 50.0 โดยมีควำมหนืดอยู่ที่ 3.94 Cst. ดังนั ้น สำมำรถสรุปได้ว่ำ น ้ำมันที่สกัดได้จำกสำหร่ำย Spirogyra sp. สำมำรถน ำมำผลิตเป็ นไบโอดีเซลเพื่อใช้เป็ นพลังงำนทดแทนได้ เพรำะสำหร่ำยเลี ้ยงง่ำย โตเร็ว ไม่รบกวนพื ้นที่เพำะปลูกทำงกำรเกษตร ให้ผลผลิตต่อพื ้นที่ในปริมำณที่สูง และยังช่วยลดปัญหำ โลกร้อน ท ำให้สำหร่ำยเป็ นอีกทำงเลือกที่น่ำสนใจ ค าส าคัญ: ไบโอดีเซล ทรำนส์เอสเทอริฟิ เคชั่น สำหร่ำยสไปโรไจร่ำ เมทำนอล