การแยกกลีเซอรอลออกจากไบโอดีเซลโดยใช้เทคโนโลยีเมมเบรน Glycerol Separation from Biodiesel by Membrane Technology

Main Article Content

สุดปรารถนา ถิราติ
ปวีณา พลัดพราก
ยรรยง สุขคล้าย
วีรินทร์ดา อัปมานะ
จุไรวัลย์ รัตนะพิสิฐ

Abstract

บทคัดย่อ


งานวิจัยนี้ศึกษาการทำไบโอดีเซลบริสุทธิ์โดยการแยกกลีเซอรอลด้วยเทคโนโลยีเมมเบรนระดับอัลตราฟิลเตรชัน สารป้อนเป็นสารผสมระหว่างไบโอดีเซลกับกลีเซอรอลในอัตราส่วน 97:3 โดยปริมาตร ทำการทดลองด้วยชุดการกรองแบบปิดตายที่ความดันคงที่ต่างๆ ด้วยเมมเบรนพอลิเมอร์ชนิดพอลิอีเธอร์ซัลโฟนที่มีขนาดน้ำหนักโมเลกุลตัด (molecular weight cut-off; MWCO) แตกต่างกัน ผลการทดลองพบว่าค่าฟลักซ์เพอร์มิเอทสูงขึ้นเมื่อน้ำหนักโมเลกุลตัดและความดันสูงขึ้น  อย่างไรก็ตามการลดลงของ ฟลักซ์เพอร์มิเอทจากเมมเบรน UP150 และ UH030  ณ ความดัน 8 บาร์ พบว่าที่ความดันสูงทำให้เกิดการอุดตันของเมมเบรนมากขึ้น สภาวะการทำงานที่เหมาะสมในการแยกกลีเซอรอลควรใช้เมมเบรน UH030 ณ ความดัน 6 บาร์ ให้ค่าฟลักซ์เพอร์มิเอท 0.0156 g/min.cm2 และค่าความสามารถกักกันกลีเซอรอลร้อยละ 93.11 สำหรับผลการศึกษากลไกฟาล์วลิ่งด้วยแบบจำลองเฮอเมียร์พบว่า    เมมเบรน UP150,  UP010 และ UP005 เกิดแบบการอุดตันรูพรุนของเมมเบรน ในขณะที่เมมเบรน UH030 เกิดแบบชั้นเค้ก ผลการทดลองแสดงความเป็นไปได้ของการใช้เทคโนโลยีเมมเบรนในการทำบริสุทธิ์ไบโอดีเซล


 


คำสำคัญ: กลีเซอรอล, ไบโอดีเซล, เมมเบรน, อัลตราฟิลเตรชัน, ฟาล์วลิ่ง 


 


Abstract


In the present study, glycerol separation from biodiesel by ultrafiltration membrane technology was studied. Feeds as oil/glycerol in 97:3 proportion (v/v) were filtrated in a dead-end process at different transmembrane pressures. The experiments were carried out with polyethersulfone (PES) membranes of different molecular weight cut-off. Results showed that greater pore sizes, as well as greater transmembrane pressures, enable greater fluxes. However, permeate fluxes of UP 150 and UH030 membranes at 8 bar indicated an increased trend for the membranes to clog up at high pressure. The optimal operating condition of ultrafiltration by membrane UH030 at 6 bar was efficient in removing free glycerol, since the high value of stabilize permeate flux was 0.0156 g/min.cm2 and glycerol rejection was 93.11%. Also the fouling mechanism was analyzed by the Hermia’s model. Results showed that the pore blocking model played dominate part for UP150, UP010 and UP005 while the cake layer was significant for UH030. This work concludes that membrane technology is a possible alternative for biodiesel purification.


 


Keywords: Glycerol, biodiesel, membrane, ultrafiltration, fouling

Article Details

Section
Articles

References

[1] Atadashi I.M, Aroua M.K, Abdul A. Biodiesel separation and purification: A review. Renewable Energy. 2011;36, 437-443.
[2] Yong W, Xingguo W, Yuanfa L.,Shiyi O, Yanlai T, Shuze T. Refining of biodiesel by ceramic membrane separation. Fuel Processing Techonology. 2009; 90, 422-427.
[3] Rungsinee K. Degumming in rice bran oil with nanofiltration membrane technology.The15th TSAE National Coference and the 7th inter national conference. 2014. (in Thai)
[4] Chiranun K. Phospolipid removal of Jatropha oil and rice bran oil by ultrafiltration. The 10th RMUTT graduate research conference.. 2015. (in Thai)
[5] Juan T, Natalia R, Javier A, Nelio O, José M. Ultrafiltration polymeric membrane for the purification of biodiesel from ethanol. Journal of Cleaner Production. 2017; 141, 641-647.
[6] Magno A, Suellen N, Lara P, Maria M, Vicelma C, Miria R. Biodiesel purification micro and ultrafiltration membranes. Renewable Energy.2013; 58, 15-20.
[7] Maria G, Pedro A, Nehemias P. Biodiesel production from degummed soybean oil and glycerol removal using ceramic membrane. Journal of Membrane Science. 2011; 378, 453-461.
[8] Jehad S, Andŕe T, Marc D. Glycerol removal from biodiesel using membrane separation technology. Fuel. 2010; 89, 2260-2266.
[9] M. Cinta V, Silvia B,Jaime G, Enrique R. Analysis of membrane pore blocking models applied to the Ultrafiltration of PEG. Separation and Purification Technology . 2008;62 , 489-498.
[10] Indok A, Abdul M, Mastura P, Nidal H.Analysis of deposition mechanism during ultrafiltration of glycerin-rich solutions. Desalination. 2010;261 , 313-320.
[11] Mehrdad H, Agnieszka N. The influence of different factors on the stability and ultrafiltration of emulsified oil in water. Journal of Membrane Science. 2008; 325, 199-208.
[12] Maria G, Nehemias P, Sueli B. Separation of biodiesel and glycerol using ceramic membrane. Journal of Membrane Science. 2010; 352, 271-276.
[13] Maria G, Pedro A, Nehemias P. Influence of acidified water addition on the biodiesel and glycerol separation through membrane technology. .Journal of Membrane Science. 2013; 431, 28-36.