3.3. Oil extraction and transesteri

3.3. Oil extraction and transesterification
Biodiesel or fatty acid methyl ester (FAME) is formed by transesterification of acylglycerols (glycerides) namely monoacylglycerols (MAG), diacylglycerols (DAG) and triacylglycerols (TAG), as well as free fatty acids (FFA) and phospholipids (PL). Triglycerides are considered as the most favorable type of lipids with the highest yield for production of biodiesel. Fatty acids are constituents of lipids and in general, a fatty acid molecule is comprised of a hydrocarbon chain attached to a carboxyl functional group. If the structure consists of at least one double bond, then it is an unsaturated fatty acid, thus it can bond with hydrogen otherwise it is saturated. Vegetable oils and animal fats mostly contain triglycerides which can be broken down by natural enzymes into other acylglycerols and free fatty acids. Various non-acylglycerols types of lipids may be present in the extracted bio-oil such as polar lipids, FFAs, ketones, pigments, etc. These would have an adverse impact on transesterification process and often need purification step before transesterification stage.

Oil extraction is defined as the process of separating triglyceride (TAG) lipids from the harvested and concentrated algal biomass and it could be done through a variety of mechanical or chemical manipulation techniques. Two variants of hexane oil extraction procedures have been considered in this paper because of the intrinsic differences between jatropha and algal biomass. For jatropha, hexane extraction model of Whitaker and Heath (2009) was considered where the seed cake is assumed to be recycled back to the cultivation field as fertilizer. For algae oil extraction, the stripper column model by Stephenson et al. (2010) was selected.

Current commercial transesterification of lipids is performed in the presence of alkaline (KOH/NaOH) catalysts. Methanol is generally used for large-scale production due to its availability and lower costs compared to other options. The main factors affecting transesterification are the biomass humidity, TGA content, and the amount of inhibitors. Transesterification of both oils is usually modeled based on industrial processes that are currently used for conversion of first-generation bio-oils such as rapeseed and soybean oils. Oil extracted from these biomass is considered to have low FFA content (often less than 1%) and high TGA lipids respectively. However for oil extracted from jatropha and algae, the percentage of FFA and other inhibitors is usually much higher (up to 14%) than the maximum allowable content. Consequently, the inhibitors should be purified and removed from the oil before tranesterification in order to prevent soap formation due to saponification (reaction of FFA and NaOH) and biodiesel hydrolysis.

The quality of biodiesel produced from natural oil depends on saturated, unsaturated and free fatty acids composition of oil. The degree of unsaturation and FFA of oil determines the iodine value and acid value of biodiesel respectively. According to BIS (Bureau of Indian Standards) and EU standards the iodine and acid values should be less than 120 (g/100 g sample) and 0.5 (mg KOH/g) respectively. A high value of iodine value in biodiesel indicates a tendency to polymerization resulting in deposit formation. Study by Gouveia and Oliveira (2009) showed that the average degrees of unsaturation of jatropha and algae oil are in line with BIS and EU standards. In case of acid value it is related to FFA content of oil and biodiesel produced via transesterification depends on the FFA content of oil. For an alkali catalyst transesterification (familiar industrial process for biodiesel production) to be efficient, the FFA content of oil should be less than 2%. In order to avoid undesired reactions like saponification and hydrolysis, two-step transesterification has been suggested (Chen et al., 2012). Oil containing more than 2% FFA has to undergo a pre-treatment step (esterification) with methanol in the presence of sulphuric catalyst to reduce FFA content followed by transesterification with methanol and sodium hydroxide (Zhang et al., 2003). Thus more chemicals and energy are involved in the process. In literature, FFA content of jatropha and algae oil is in the range of (0–14%) (Chitra et al., 2005) and in this study an average value of 7% FFA content in jatropha and algae oil was assumed. Materials and energy required for processing oil with 7% FFA using a two-step process (acid esterification and alkali transesterification) modeled and reported in Zhang et al. (2003) were used in this LCA study. Data normalized per functional unit is given in Table 1 and Table 2.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

3.3. น้ำมันสกัดและเพิ่มไบโอดีเซลหรือกรดไขมัน methyl เอส (ชื่อเสียง) จะเกิดขึ้น โดยของ acylglycerols (glycerides) ได้แก่ monoacylglycerols (มัก), diacylglycerols (พื้นที่) และ triacylglycerols (แท็ก), กรดไขมันอิสระ (FFA) และ phospholipids (PL) ระดับไตรกลีเซอไรด์จะถือว่าเป็นชนิดดีที่สุดของโครงการมีผลตอบแทนสูงสุดสำหรับการผลิตไบโอดีเซล กรดไขมันเป็น constituents ของโครงการ และทั่วไป โมเลกุลกรดไขมันประกอบด้วยห่วงโซ่ไฮโดรคาร์บอนกับกลุ่ม functional carboxyl ถ้าโครงสร้างประกอบด้วย พันธะคู่อย่างน้อยหนึ่ง แล้วมันจะเป็นกรดไขมันในระดับที่สม ดังนั้น มันสามารถพันธบัตรกับไฮโดรเจนมิฉะนั้นมันจะอิ่มตัว น้ำมันพืชและไขมันสัตว์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยระดับไตรกลีเซอไรด์ซึ่งสามารถแบ่งย่อย โดยเอนไซม์จากธรรมชาติ acylglycerols และกรดไขมันอิสระอื่น ๆ ต่าง ๆ ไม่ใช่ acylglycerols ของโครงการอาจนำเสนอในการแยกน้ำมันชีวภาพเช่นโครงการโพลาร์ FFAs คีโตน สี ฯลฯ เหล่านี้จะมีการกระทบในกระบวนการเพิ่ม และมักจะต้องฟอกขั้นตอนก่อนที่จะเพิ่มระยะกำหนดไว้เป็นการแยกโครงการไตรกลีเซอไรด์ (แท็ก) จากชีวมวล algal เก็บเกี่ยว และเข้มข้นสกัดน้ำมัน และสามารถทำการจัดการเครื่องจักรกล หรือเคมีเทคนิคต่าง ๆ ตัวแปรที่สองของขั้นตอนการสกัดน้ำมันเฮกเซนได้รับการพิจารณาในเอกสารนี้เนื่องจากความแตกต่างระหว่างสบู่ดำและชีวมวล algal intrinsic สำหรับสบู่ดำ รุ่นสกัดเฮกเซนวิตเทกเกอร์และฮีธ (2009) ถูกพิจารณาที่เค้กเมล็ดจะถือกลับเขตเพาะปลูกเป็นปุ๋ย สำหรับสาหร่ายน้ำมันสกัดเย็น มีเลือกรูปแบบคอลัมน์สตริปเปอร์โดยสตีเฟนสัน et al. (2010)เพิ่มค้าปัจจุบันของโครงการจะดำเนินการในต่อหน้าของสิ่งที่ส่งเสริมด่าง (NaOH เกาะ) โดยทั่วไปมีใช้เมทานอลการผลิตขนาดใหญ่มีอยู่และต้นทุนต่ำเมื่อเทียบกับตัวเลือกอื่น ๆ ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการเพิ่มกำลังความชื้นชีวมวล TGA เนื้อหา และจำนวน inhibitors จะได้สร้างแบบจำลองของน้ำมันทั้งจากกระบวนการอุตสาหกรรมที่ใช้ในปัจจุบันสำหรับการแปลงรุ่นไบโอน้ำมันเช่นน้ำมันถั่วเหลืองและเมล็ดต้นเรพ น้ำมันสกัดจากชีวมวลเหล่านี้ถูกพิจารณาว่ามีเนื้อหา FFA ต่ำ (มักน้อยกว่า 1%) และโครงการ TGA สูงตามลำดับ อย่างไรก็ตาม น้ำมันที่สกัดจากสบู่ดำและสาหร่าย เปอร์เซ็นต์ของ FFA และ inhibitors อื่น ๆ ไม่มากมักจะสูง (ไม่เกิน 14%) มากกว่าเนื้อหาที่อนุญาตสูงสุด ดังนั้น inhibitors ที่ควรบริสุทธิ์ และเอาออกจากน้ำมันก่อน tranesterification เพื่อป้องกันการก่อตัวของสบู่สะพอนิฟิ (ปฏิกิริยาของ FFA และ NaOH) และไฮโตรไลซ์ไบโอดีเซลThe quality of biodiesel produced from natural oil depends on saturated, unsaturated and free fatty acids composition of oil. The degree of unsaturation and FFA of oil determines the iodine value and acid value of biodiesel respectively. According to BIS (Bureau of Indian Standards) and EU standards the iodine and acid values should be less than 120 (g/100 g sample) and 0.5 (mg KOH/g) respectively. A high value of iodine value in biodiesel indicates a tendency to polymerization resulting in deposit formation. Study by Gouveia and Oliveira (2009) showed that the average degrees of unsaturation of jatropha and algae oil are in line with BIS and EU standards. In case of acid value it is related to FFA content of oil and biodiesel produced via transesterification depends on the FFA content of oil. For an alkali catalyst transesterification (familiar industrial process for biodiesel production) to be efficient, the FFA content of oil should be less than 2%. In order to avoid undesired reactions like saponification and hydrolysis, two-step transesterification has been suggested (Chen et al., 2012). Oil containing more than 2% FFA has to undergo a pre-treatment step (esterification) with methanol in the presence of sulphuric catalyst to reduce FFA content followed by transesterification with methanol and sodium hydroxide (Zhang et al., 2003). Thus more chemicals and energy are involved in the process. In literature, FFA content of jatropha and algae oil is in the range of (0–14%) (Chitra et al., 2005) and in this study an average value of 7% FFA content in jatropha and algae oil was assumed. Materials and energy required for processing oil with 7% FFA using a two-step process (acid esterification and alkali transesterification) modeled and reported in Zhang et al. (2003) were used in this LCA study. Data normalized per functional unit is given in Table 1 and Table 2.

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

3.3 . การสกัดน้ำมันและกระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่น
ไบโอดีเซลหรือเมทิลเอสเทอร์ของกรดไขมัน ( ชื่อเสียง ) จะเกิดขึ้นโดยกระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่นของ acylglycerols ( กลีเซอไรด์ ) คือ monoacylglycerols ( แม็ก ) , diacylglycerols ( day ) และไตรกลีเซอรอล ( แท็ก ) , รวมทั้งกรดไขมันอิสระ ( FFA ) และฟอสโฟลิพิด ( PL )ไตรกลีเซอไรด์จะถือว่าเป็นมงคลมากที่สุดชนิดของไขมันที่มีผลผลิตสูงสุดสำหรับการผลิตไบโอดีเซล กรดไขมันที่เป็นองค์ประกอบของไขมันและโดยทั่วไปโมเลกุลกรดไขมันประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนห่วงโซ่ที่แนบมากับคาร์บอกซิล การทำงานกลุ่ม ถ้าโครงสร้างประกอบด้วยอย่างน้อยหนึ่งพันธะคู่ แล้วมันเป็นกรดไขมันชนิดไม่อิ่มตัวดังนั้นมันจึงสามารถพันธบัตรกับไฮโดรเจน มิฉะนั้นก็จะอิ่มตัว น้ำมันพืชและไขมันสัตว์เป็นส่วนใหญ่ประกอบด้วยไตรกลีเซอไรด์ซึ่งสามารถหักลงโดยเอนไซม์ธรรมชาติใน acylglycerols อื่นและกรดไขมันอิสระ ประเภทต่างๆของไขมันไม่ acylglycerols อาจมีอยู่ในน้ำมันสกัดชีวภาพเช่นขั้วโลกไขมัน ffas , คีโตน , สี ฯลฯเหล่านี้จะมีผลกระทบต่อทรานส์เอสเตอริฟิเคชันและมักจะต้องการขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ก่อนขึ้นเวทีกระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่น

การสกัดน้ำมัน หมายถึง กระบวนการของการแยกไขมันไตรกลีเซอร์ไรด์ ( แท็ก ) จากการเก็บเกี่ยวและชีวมวลสาหร่ายเข้มข้นและมันสามารถทำได้ผ่านความหลากหลายของเครื่องกลหรือเทคนิคการจัดการสารเคมีสองสายพันธุ์ของขั้นตอนการสกัดน้ำมันในน้ำได้รับการพิจารณาในบทความนี้เพราะความแตกต่างที่แท้จริงระหว่าง สบู่ดำ และชีวมวลสาหร่าย . สำหรับสบู่ดำแบบสกัดเฮกเซนของ Whitaker และ Heath ( 2009 ) คือการพิจารณาที่เมล็ดเค้ก สันนิษฐานได้ว่าเป็นรีไซเคิลกลับมาเพื่อการเพาะปลูกนาเป็นปุ๋ย สาหร่าย การสกัดน้ำมัน ,โคโยตี้คอลัมน์แบบโดยสตีเฟนสัน et al . ( 2010 ) คือเลือก

ขายในปัจจุบันกระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่นของไขมันจะถูกดำเนินการในการแสดงตนของด่าง ( เกาะ / NaOH ) ตัวเร่งปฏิกิริยา เมทานอลที่ใช้โดยทั่วไปสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ เนื่องจากมีความพร้อมและลดค่าใช้จ่ายเมื่อเทียบกับตัวเลือกอื่น ๆ ปัจจัยที่มีผลต่อกระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่นเป็นปริมาณความชื้น และปริมาณและปริมาณของตัวยับยั้ง กระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่นของตัวขับมักจะออกแบบตามกระบวนการอุตสาหกรรมที่ใช้ในปัจจุบันสำหรับการแปลงของน้ำมันไบโอ รุ่นแรกเช่น rapeseed ถั่วเหลืองน้ำมัน น้ำมันสกัดจากชีวมวลเหล่านี้ถือว่ามีปริมาณ FFA ต่ำ ( มักจะน้อยกว่า 1 % ) และสูงและไขมันตามลำดับ อย่างไรก็ตาม สำหรับน้ำมันที่สกัดจากสบู่ดำ และสาหร่ายร้อยละของภาชนะบรรจุและการอื่น ๆมักจะสูงมาก ( ถึง 14 % ) มากกว่าปริมาณสูงสุดที่อนุญาต . ดังนั้น การจะให้เอาออกจากน้ำมันก่อน เพื่อป้องกันการเกิด tranesterification สบู่จากสปอนนิฟิเคชั่น ( ปฏิกิริยาของ FFA และ NaOH ) และน้ำมันปาล์มไบโอดีเซล

คุณภาพของไบโอดีเซลที่ผลิตจากน้ำมันธรรมชาติขึ้นอยู่กับไขมันอิ่มตัวกรดไขมันไม่อิ่มตัว และกรดไขมันอิสระ องค์ประกอบของน้ำมัน ระดับความไม่อิ่มตัว และภาชนะบรรจุน้ำมันกำหนดค่าไอโอดีนและค่าของกรด ไบโอดีเซล ตามลำดับ ตาม BIS ( สำนักมาตรฐานของอินเดีย ) และสหภาพยุโรปมาตรฐานไอโอดีนและกรดค่าควรจะน้อยกว่า 120 ( กรัม / 100 กรัมตัวอย่าง ) และ ( 0.5 mg เกาะ / กรัม ตามลำดับค่าสูงของค่าไอโอดีนในไบโอดีเซล บ่งชี้ว่า มีแนวโน้มที่จะเกิดเป็นผลในการสร้างเงินฝาก และการศึกษาโดยกูเวีย Oliveira ( 2552 ) พบว่า ระดับค่าเฉลี่ยของความไม่อิ่มตัวของสบู่ดำและสาหร่ายน้ำมันที่สอดคล้องกับธุรกิจและมาตรฐานสหภาพยุโรปในกรณีของกรด FFA ค่ามันเกี่ยวข้องกับเนื้อหาของไบโอดีเซลน้ำมันและผลิตปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคชันขึ้นอยู่กับ FFA เนื้อหาของน้ำมัน เป็นด่างเป็นตัวเร่งปฏิกิริยากระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่น ( กระบวนการทางอุตสาหกรรมที่คุ้นเคยสำหรับการผลิตไบโอดีเซล ) ให้มีประสิทธิภาพ , FFA เนื้อหาของน้ำมันน่าจะน้อยกว่า 2% เพื่อหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาสปอนนิฟิเคชั่น และไม่พึงประสงค์ เช่น ไฮโดรสองขั้นตอนกระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่นได้รับการแนะนำ ( Chen et al . , 2012 ) น้ำมันที่มีมากขึ้นกว่า 2% FFA จะต้องผ่านขั้นตอนการรักษาก่อน ( วันพุธ ) กับเมธานอลในการแสดงตนของตัวเร่งปฏิกิริยา กำมะถันลด FFA เนื้อหาตามกระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่นด้วยเมทานอลโซเดียมไฮดรอกไซด์ ( Zhang et al . , 2003 ) ดังนั้นสารเคมีมากขึ้นและพลังงานที่เกี่ยวข้องในกระบวนการ ในวรรณคดีฟรีเนื้อหาของสบู่ดำและสาหร่ายน้ำมันอยู่ในช่วง ( 0 ) 14 % ) ( จิตรา et al . , 2005 ) และในการศึกษานี้มีมูลค่าเฉลี่ยของปริมาณ FFA 7% ในสบู่ดำ และสาหร่าย น้ำมัน สันนิษฐาน วัสดุและพลังงานที่จำเป็นสำหรับการประมวลผลน้ำมันกับ FFA 7% โดยใช้กระบวนการสองขั้นตอน ( ปฏิกิริยากรดและด่างกระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่น ) และแบบรายงาน Zhang et al . ( 2003 ) ถูกใช้ในวิธีการศึกษาข้อมูลพลังงานต่อหน่วยการทำงานให้ตารางที่ 1 และตารางที่ 2