สาเหตุที่จำเป็นต้องมีมาตรฐานการตรวจวัดไบโอดีเซลนั่นเป็นเพราะ หลังจากการนำน้ำมันพืชมาผ่านกระบวนการทางเคมี ผลิตภัณฑ์ออกมาเป็นไบโอดีเซล แล้วจะทราบได้อย่างไรว่าไบโอดีเซลที่ได้นั้นมีคุณภาพ
และเนื่องจากน้ำมันไบโอดีเซลในประเทศไทยผลิตมาจากปาล์มเป็นหลัก ซึ่งมีคุณสมบัติที่น่าสนใจ คือ มีอัตราส่วนปริมาณกรดไขมันอิ่ม (Saturated fatty acid) และกรดไขมันไม่อิ่มตัว (Unsaturated fatty acid) แตกต่างกับพืชชนิดอื่น ๆ ดังนั้นการกำหนดมาตรฐานในไทย จึงจำเป็นต้องอ้างอิงมาตรฐานทั้ง ASTM และ EN พิจารณาร่วมกัน ถึงจะได้ประโยชน์สูงสุด
ประเทศไทยจึงมีกรมธุรกิจพลังงาน ภายใต้กระทรวงพลังงาน ที่คอยควบคุมดูแลมาตรฐานการทดสอบไบโอดีเซล นอกจากนี้ยังมีงานประชุมในโครงการ “B100 Laboratory Correlation Program” ที่รวบรวมองค์กร ทั้งผู้ผลิตไบโอดีเซล และผู้ให้บริการทดสอบตัวอย่างน้ำมันไบโอดีเซล ทั้ง 16 หน่วยงานมาเป็นผู้ร่วมทดสอบ เพื่อสร้างทิศทางการทดสอบไบโอดีเซลในประเทศไทยให้เป็นไปในแนวทางเดียวกัน แม่นยำ และน่าเชื่อถือ
ดังนั้น ประเทศไทยจึงได้มีการกำหนดมาตรฐานขึ้นเพื่อควบคุมคุณภาพของไบโอดีเซล
โดยแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มใหญ่ ๆ ตามคุณสมบัติ ได้แก่
อีกทั้งในแต่ละคุณสมบัติก็สามารถแบ่งย่อยไปได้อีกมากมาย โดยในบล็อกนี้เราจะมายกตัวอย่างคุณสมบัติที่น่าสนใจกันว่าในแต่ละคุณสมบัติมีมาตรฐานการตรวจวัดไหนที่น่าสนใจบ้าง โดยเริ่มจาก..
สารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ที่พบได้ในกระบวนการผลิตไบโอดีเซล โดยอ้างอิงจากสมการเคมีในการสังเคราะห์ไบโอดีเซล (Fatty Acid Methyl Ester : FAME)
Linoleic acid methyl ester
หรือกรดไขมันไม่อิ่มตัว (Unsaturated fatty acid) ที่มีพันธะคู่อยู่ในโมเลกุลที่พบได้ในไบโอดีเซลที่ผลิตจากน้ำมันพืช เป็นองค์ประกอบในโมเลกุลที่ส่งผลกระทบต่อให้ไบโอดีเซลเนื่องจากพันธะคู่จะสามารถเกิดปฏิกิริยา Oxidation กับอากาศได้ง่าย และก่อให้เกิดกรดไขมันอิสระเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความเป็นกรดสูงขึ้น จนทำให้เกิดการกัดกร่อนเครื่องยนต์ และส่งผลต่อประสิทธิภาพการใช้งานของไบโอดีเซล
Methanol
เมทานอลเป็นสารตั้งต้นการผลิตไบโอดีเซล ในการเกิดปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่น (Transesterification) และมักพบหลงเหลือ ตกค้างในระบบจากกระบวนการผลิตไบโอดีเซล จนก่อให้เกิดการกัดกร่อนภายในเครื่องยนต์และส่งผลต่อคุณสมบัติจุดวาบไฟ (Flash point)
Tips : โดยมาตรฐานการตรวจวัดตามคุณสมบัติเกี่ยวกับสารประกอบ (Components) ล้วนใช้การตรวจวิเคราะห์ด้วยเทคนิค Gas chromatography หรือที่นิยมเรียกว่า GC ในการตรวจวัด เป็นเทคนิคที่ใช้แยกสารที่อยู่ในสถานะแก๊ส ด้วยหลักการทางโครมาโตกราฟี (Chromatography) ซึ่งอาศัยความแตกต่างกันของคุณสมบัติการละลายและการดูดซับหรือกระจายตัวบนเฟสเคลื่อนที่ (Mobile phase) และเฟสอยู่กับที่ (Stationary phase)
สารเจือปน หรือสารอื่น ๆ ที่มีโอกาสเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการ การผลิตไบโอดีเซล เช่น ตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวทำละลาย เป็นต้น หรือสารปนเปื้อนจากสภาพแวดล้อม
Acid number
เนื่องจากกรดไขมันเป็นองค์ประกอบในโมโลกุลของไบโอดีเซล จึงมีกรดไขมันอิสระ (Free fatty acid) เจือปนอยู่ด้วย กรดมีฤทธิ์กัดกร่อนจึงส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนซึ่งจะส่งผลให้เกิดการเสื่อมสภาพของเครื่องยนต์จากการใช้งานได้
Water
ด้วยกระบวนการผลิตมีการใช้น้ำในการชะล้างตัวเร่งปฏิกิริยา (Catalyst) โดยเมื่อชะล้างแล้วต้องมีการกำจัดออกไป แต่ในบางครั้งอาจมีการหลงเหลือของน้ำปะปน จึงทำให้มีมาตรฐานการตรวจวัดน้ำ เนื่องจากน้ำไม่เข้ากับน้ำมัน จึงส่งผลทำให้น้ำมันจุดติดไฟยากมากขึ้น และอาจเกิดปฏิกิริยาอื่นที่ส่งผลต่อความเสถียรหรือความเป็นกรดของน้ำมัน ที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของน้ำมันหรือทำให้เกิดการกัดกร่อนในเครื่องยนต์ได้
Group I & II metals
ในกระบวนการผลิตไบโอดีเซลมีการเติมตัวเร่งปฏิกิริยา (Catalyst) ซึ่งอาจจะทำให้มีการเจือปนของโลหะหมู่ 1 (Group I metals) และโลหะหมู่ 2 (Group II metals) จากน้ำกระด้างในขั้นตอนการชะล้างของกระบวนการผลิตได้ด้วยเช่นกัน ซึ่งอาจก่อให้เกิดการกัดกร่อนซึ่งมีผลให้เครื่องยนต์เสียหาย
คุณลักษณะเฉพาะของไบโอดีเซลที่ผลิตได้
Iodine value
ค่าไอโอดีน เป็นค่ามาจากการทำปฏิกิริยาเพื่อหาจำนวนพันธะคู่ ซึ่งหากตัวอย่างไบโอดีเซลที่ตรวจวัดมีค่า Iodine value มาก นั่นหมายถึงว่ามีพันธะคู่ในไบโอดีเซลมากไปด้วย ส่งผลทำให้ไบโอดีเซลเกิดความไม่เสถียรขึ้น
Flash point
Flash point คืออุณหภูมิต่ำสุดที่ทำให้เกิดประกายไฟ ส่งผลให้ค่านี้ถูกควบคุมเพื่อให้เกิดความปลอดภัยในการจัดการและขนส่ง
Kinematic viscosity
Kinematic viscosity หรือ ความหนืด นั่นคือ ความสามารถในการเคลื่อนที่ของน้ำมันจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง และมีผลต่อความสามารถในการไหลออกจากหัวฉีดเครื่องยนต์ ซึ่งจะส่งผลต่อการเผาไหม้ (Combustion) ในเครื่องยนต์อีกด้วย
Oxidation stability
ความทนทานต่อการเกิดปฏิกิริยากับออกซิเจน ซึ่งพันธะคู่ในโครงสร้างของไบโอดีเซล สามารถทำปฏิกิริยาออกซิเดชั่น (Oxidation) กับอากาศ ส่งผลให้เกิดการเสื่อมสภาพได้ง่ายของไบโอดีเซล เช่น เหม็นหืนง่าย หรือ ค่าความเป็นกรดเพิ่มสูงขึ้นส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนในเครื่องยนต์
Cold flow properties
โดยแบ่งออกเป็น 2 ประเภท
ซึ่งอุณหภูมิทั้ง 2 ประเภทส่งผลกระทบต่อเกิดการตกผลึกได้ง่ายตามจุดต่างๆของท่อ ซึ่งส่งผลให้เกิดการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ เกิดเป็นเขม่าควันที่ท่อไอเสียได้
สุดท้ายนี้จะมีบทความที่สมบูรณ์แบบนี้ไม่ได้เลยหากขาดผู้เชี่ยวชาญทางด้านไบโอดีเซลมาเป็นผู้ให้ความรู้ในงานสัมมนา
“Exploring Research Challenges and Opportunities in Biodiesel Development” เมื่อวันที่ 8 กันยายน 2566 ที่ห้องประชุม MR210 BITEC BANGNA
โดยทางบริษัทขอขอบคุณวิทยากรจากทั้ง 3 องค์กรที่มาให้ความรู้ในงานสัมมนาในครั้งนี้
A dedicated team driven by innovation and sustainable chemistry, led by the Product Specialist Team in collaboration with the Marketing Team, sharing reliable and practical insights to inspire learning and support scientists, researchers, and industry professionals.
