ในการผลิตไบโอดีเซล เครื่องหมุนเหวี่ยงมักจะต้องแยกสารใดบ้าง

เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบแผ่นไบโอดีเซล มีบทบาทสำคัญในการผลิตไบโอดีเซลสมัยใหม่ พวกมันทำได้มากกว่าแค่การแยกของเหลวสองชนิดออก เป็นเทคโนโลยีการแยกทางกายภาพที่มีประสิทธิภาพและแม่นยำ ซึ่งสามารถแยกสารสำคัญต่างๆ ออกจากผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาได้ ซึ่งช่วยเพิ่มความบริสุทธิ์ ผลผลิต และประสิทธิภาพการผลิตโดยรวมของไบโอดีเซลได้อย่างมาก

1. กลีเซอรอลดิบ

กลีเซอรอลดิบเป็นผลพลอยได้หลักของการผลิตไบโอดีเซล ในปฏิกิริยาทรานส์เอสเตริฟิเคชัน น้ำมันพืชหรือไขมันสัตว์ทำปฏิกิริยากับเมทานอล (หรือเอธานอล) เมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อผลิตกรดไขมันเมทิลเอสเทอร์ (ไบโอดีเซล) และกลีเซอรอล เนื่องจากกลีเซอรอลมีความหนาแน่นมากกว่าไบโอดีเซลมากและทั้งสองชนิดผสมกันไม่ได้ แรงเหวี่ยงเหวี่ยงขนาดมหึมาของเครื่องหมุนเหวี่ยงจะขับเคลื่อนกลีเซอรอลที่มีความหนาแน่นมากขึ้นไปยังผนังด้านนอกของถังหมุน ในขณะที่ไบโอดีเซลที่มีความหนาแน่นน้อยกว่ายังคงอยู่ในชั้นใน

การแยกกลีเซอรอลดิบเป็นงานหลักของเครื่องหมุนเหวี่ยงในการผลิตไบโอดีเซล หากไม่สามารถแยกกลีเซอรอลดิบได้อย่างมีประสิทธิภาพ กลีเซอรอลจะยังคงอยู่ในไบโอดีเซล ส่งผลให้ความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ลดลง และไม่เป็นไปตามมาตรฐานระดับชาติหรือนานาชาติ นอกจากนี้ การมีกลีเซอรอลเพิ่มภาระให้กับกระบวนการล้างและการกลั่นขั้นปลายน้ำ และอาจทำให้อุปกรณ์อุดตันด้วยซ้ำ

2. เมทานอลที่ไม่ทำปฏิกิริยา

ในปฏิกิริยาทรานส์เอสเตริฟิเคชั่น มักใช้เมธานอลส่วนเกินเพื่อขับเคลื่อนปฏิกิริยาต่อการผลิตไบโอดีเซล หลังจากปฏิกิริยาเสร็จสิ้น เมธานอลที่ไม่ทำปฏิกิริยาจำนวนมากจะยังคงอยู่ในระบบปฏิกิริยา เมทานอลนี้จำเป็นต้องได้รับการกู้คืนและนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อลดต้นทุนการผลิต

โดยทั่วไปเครื่องหมุนเหวี่ยงแบบแผ่นไบโอดีเซลจะใช้ร่วมกับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น หอกลั่นในขั้นตอนนี้ แม้ว่าเครื่องหมุนเหวี่ยงแบบแผ่นไบโอดีเซลเพียงอย่างเดียวไม่สามารถแยกเมทานอลที่ละลายในไบโอดีเซลได้โดยตรง แต่ในกระบวนการบางอย่าง พวกเขาสามารถแยกกลีเซอรีนดิบออกจากไบโอดีเซลปริมาณมากก่อน จากนั้นจึงประมวลผลไบโอดีเซลดิบที่แยกออกไปเพื่อนำเมทานอลกลับมาใช้ใหม่

3. ตัวเร่งปฏิกิริยา

ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้กันมากที่สุดในการผลิตไบโอดีเซลคือโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) หรือโซเดียมเมทออกไซด์ (CH3ONa) ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้จะละลายในเฟสกลีเซอรีนหลังปฏิกิริยา อย่างไรก็ตาม ในบางกรณีหรือเมื่อการควบคุมกระบวนการไม่เพียงพอ ตัวเร่งปฏิกิริยาบางตัวอาจยังคงอยู่ในไบโอดีเซลดิบเป็นอนุภาคของแข็งหรือสารแขวนลอย

การหมุนด้วยความเร็วสูงของเครื่องหมุนเหวี่ยงจะแยกอนุภาคตัวเร่งปฏิกิริยาเล็กๆ เหล่านี้ออกจากของเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ตกค้างในไบโอดีเซลไม่เพียงแต่ส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์เท่านั้น แต่ยังอาจกัดกร่อนอุปกรณ์ในกระบวนการผลิตที่ตามมาอีกด้วย ดังนั้น เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบแผ่นไบโอดีเซลจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการแยกตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นของแข็ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ต่างกัน

4. สบู่

ในระหว่างปฏิกิริยาทรานส์เอสเตริฟิเคชัน หากวัตถุดิบมีกรดไขมันอิสระ (FFA) FFA เหล่านี้จะทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นด่างเป็นกลางเพื่อสร้างเกลือของกรดไขมันที่เรียกว่า "ซาโปไนต์" ซาโปไนต์ทำหน้าที่เป็นอิมัลซิไฟเออร์และอาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการแยกกลีเซอรอลและไบโอดีเซล ทำให้เกิดอิมัลชันที่เสถียร หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า "อิมัลชันซาพอนิฟิเคชัน"

เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบแผ่นไบโอดีเซลมีข้อได้เปรียบที่สำคัญในการแยกซาโปไนต์ ด้วยการปรับพารามิเตอร์การทำงานให้เหมาะสม (เช่น ความเร็วและอุณหภูมิ) เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบแผ่นไบโอดีเซลสามารถแยกอิมัลชันนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพและแยกซาโปไนต์ออกจากไบโอดีเซล ซาโปไนต์เหล่านี้มักจะออกพร้อมกับเฟสกลีเซอรอลหรือก่อตัวเป็นเฟสแยกกันภายในเครื่องหมุนเหวี่ยง การกำจัดซาโปไนต์อย่างมีประสิทธิภาพเป็นกุญแจสำคัญในการรับรองความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์และทำให้กระบวนการล้างขั้นปลายน้ำมีประสิทธิภาพดีขึ้น

5. น้ำ

น้ำเป็นสิ่งเจือปนที่สำคัญในการผลิตและการล้างไบโอดีเซล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างกระบวนการกลั่นกรองน้ำ น้ำจะถูกใช้เพื่อล้างกลีเซอรีนและตัวเร่งปฏิกิริยาที่ตกค้างในไบโอดีเซลออกไป หลังจากล้างแล้ว หยดน้ำเล็กๆ จะยังคงอยู่ในไบโอดีเซล

เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบแผ่นไบโอดีเซลอาจเป็นเครื่องมือในการคายน้ำที่มีประสิทธิภาพ เนื่องจากน้ำมีความหนาแน่นมากกว่าไบโอดีเซล เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบแผ่นไบโอดีเซลจึงสามารถรวมหยดน้ำเล็กๆ เป็นกลุ่มก้อนขนาดใหญ่ได้อย่างรวดเร็ว และแยกพวกมันออกจากไบโอดีเซลหลัก เมื่อเปรียบเทียบกับการอบแห้งด้วยความร้อนหรือสุญญากาศแบบดั้งเดิม การทำแห้งด้วยการหมุนเหวี่ยงมีข้อดี เช่น การใช้พลังงานต่ำ ประสิทธิภาพสูง และความต่อเนื่องที่ดีเยี่ยม ทำให้สามารถลดปริมาณน้ำในไบโอดีเซลให้ต่ำกว่ามาตรฐานแห่งชาติได้อย่างรวดเร็ว

6. ไขมันที่ไม่ผ่านการแปรรูปและสิ่งสกปรกที่เป็นของแข็ง

แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นได้ละเอียดมาก แต่น้ำมันพืชหรือไขมันสัตว์ที่ไม่ทำปฏิกิริยาจำนวนเล็กน้อยอาจยังคงอยู่ในผลิตภัณฑ์ ไขมันที่ไม่แปรรูปเหล่านี้มีความหนาแน่นใกล้เคียงกับไบโอดีเซล แต่มีความหนืดสูงกว่า โดยแยกไขมันออกจากไบโอดีเซลในเครื่องหมุนเหวี่ยง

นอกจากนี้ หากน้ำมันวัตถุดิบไม่บริสุทธิ์ ก็อาจมีของแข็งเจือปนหลายอย่าง เช่น เส้นใยพืชขนาดเล็ก อนุภาค หรือตะกอน เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบแผ่นไบโอดีเซลสามารถแยกสิ่งเจือปนที่เป็นของแข็งเหล่านี้ออกจากของเหลวได้อย่างง่ายดาย ทำให้มั่นใจในความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย และหลีกเลี่ยงการสึกหรอหรือการอุดตันของอุปกรณ์ปลายน้ำ