การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์สำหรับการเปลี่ยนสารประกอบฟูรานเป็นเพนตะไดออลในเครื่องปฏิกรณ์แบบต่อเนื่อง
บทวิเคราะห์งานวิจัย
งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาและกระบวนการผลิตเพนตะไดออล (pentanediols) จากสารประกอบฟูราน (furan compounds) ซึ่งเป็นสารเคมีที่ได้จากชีวมวล งานวิจัยแบ่งออกเป็นสองส่วนหลัก ส่วนแรกคือการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้โลหะ เช่น ทองแดง นิกเกิล และโคบอลต์ โดยใช้วิธีการเตรียมที่ง่ายและต้นทุนต่ำ เพื่อใช้ในการเปิดวงแหวนและไฮโดรจิเนชันของสารประกอบฟูรานให้เป็นเพนตะไดออลสามชนิด ได้แก่ 1,2-pentanediol, 1,4-pentanediol และ 1,5-pentanediol ส่วนนี้มุ่งเน้นการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยาและประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยา โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบกะ (batch reactor) ในการทดสอบเบื้องต้น เพื่อค้นหาตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสมที่สุด
ส่วนที่สองของงานวิจัยเน้นการพัฒนากระบวนการผลิตเพนตะไดออลอย่างต่อเนื่อง โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่พัฒนาได้จากส่วนแรก และศึกษาผลของพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อุณหภูมิ ความดัน เวลาปฏิกิริยา ความเร็วเชิงพื้นที่ และอัตราส่วนของไฮโดรเจนต่อสารตั้งต้น ต่อประสิทธิภาพของกระบวนการ การศึกษาในส่วนนี้ใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบต่อเนื่อง งานวิจัยยังขยายไปถึงการจำลองการออกแบบกระบวนการผลิตเพนตะไดออล โดยคำนึงถึงความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ด้วยเทคนิคการจำลองทางคอมพิวเตอร์ นี่แสดงให้เห็นถึงความครอบคลุมของงานวิจัยที่ไม่เพียงแต่พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการออกแบบกระบวนการผลิตที่ยั่งยืนอีกด้วย
นอกจากนี้ งานวิจัยยังได้กล่าวถึงการเปลี่ยนน้ำมันปาล์มให้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ โดยใช้ปฏิกิริยาไฮโดรดีออกซีจิเนชัน (hydrodeoxygenation) และไอโซเมอไรเซชัน (isomerization) บนตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะนิกเกิลที่เจือด้วยรีเนียมบนตัวรองรับซีโอไลท์ SAPO-11 โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์ต่อเนื่องแบบทริคเกิลเบด (trickle bed reactor) ผลการทดลองแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพประเภทเจ็ทและดีเซล พร้อมทั้งการวิเคราะห์ความเสถียรของตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นเวลา 100 ชั่วโมง ส่วนนี้แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการประยุกต์ใช้เทคนิคและความรู้ที่ได้จากการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาในส่วนแรกไปยังกระบวนการแปรรูปชีวมวลอื่นๆ เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าเพิ่ม
โดยรวมแล้ว งานวิจัยนี้มีความสมบูรณ์ ครอบคลุมทั้งการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยา การออกแบบกระบวนการผลิต และการประเมินความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อม การใช้ทั้งเครื่องปฏิกรณ์แบบกะและแบบต่อเนื่อง ช่วยให้ได้ข้อมูลที่ครบถ้วนและน่าเชื่อถือ การศึกษาเปรียบเทียบตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดต่างๆ และการวิเคราะห์ความเสถียรของตัวเร่งปฏิกิริยา ช่วยเสริมความแข็งแกร่งให้กับงานวิจัย การมุ่งเน้นไปที่การใช้ชีวมวลเป็นวัตถุดิบ สอดคล้องกับแนวทางการพัฒนาที่ยั่งยืน และมีศักยภาพที่จะนำไปสู่การผลิตสารเคมีและเชื้อเพลิงชีวภาพอย่างมีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
งานวิจัยนี้เหมาะกับอุตสาหกรรมใด
งานวิจัยนี้เหมาะอย่างยิ่งกับอุตสาหกรรมเคมีชีวภาพ (biochemical industry) และอุตสาหกรรมพลังงานชีวภาพ (biofuel industry) เนื่องจากผลลัพธ์ของงานวิจัยสามารถนำไปใช้ในการผลิตสารเคมีที่มีมูลค่าเพิ่มเช่นเพนตะไดออล ซึ่งเป็นสารตั้งต้นสำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมพลาสติก อุตสาหกรรมยา และอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง นอกจากนี้ การพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพจากน้ำมันปาล์ม ยังมีความสำคัญอย่างยิ่งต่ออุตสาหกรรมพลังงานชีวภาพ ซึ่งช่วยลดการพึ่งพาพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิลและส่งเสริมความยั่งยืนทางพลังงาน การออกแบบกระบวนการผลิตที่คำนึงถึงความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อม ทำให้ผลงานวิจัยนี้สามารถนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
งานวิจัยนี้เหมาะกับอาชีพใด
งานวิจัยนี้เหมาะกับนักวิจัย วิศวกรเคมี และนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุ โดยเฉพาะผู้ที่สนใจด้านการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยา การออกแบบกระบวนการทางเคมี และการแปรรูปชีวมวล นอกจากนี้ งานวิจัยนี้ยังเหมาะกับผู้ที่ทำงานในอุตสาหกรรมเคมีชีวภาพ และอุตสาหกรรมพลังงานชีวภาพ เช่น วิศวกรกระบวนการ นักวิเคราะห์กระบวนการ และผู้จัดการโครงการ เนื่องจากความรู้และทักษะที่ได้จากงานวิจัยนี้ สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการพัฒนาและปรับปรุงกระบวนการผลิต เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ลดต้นทุน และเพิ่มความยั่งยืนให้กับอุตสาหกรรมเหล่านี้
| รหัสโครงการ : | 125117 |
| หัวหน้าโครงการ : | รศ.ดร. อรรถพล ศรีฟ้า |
| ปีงบประมาณ : | 2564 |
| หน่วยงาน : | มหาวิทยาลัยมหิดล |
| สาขาวิจัย : | กลุ่มข้อมูลด้านวิศวกรรมและเทคโนโลยี |
| ประเภทโครงการ : | โครงการเดี่ยว |
| สถานะ : | ปิดโครงการ |
| คำสำคัญ : | |
| วัตถุประสงค์ : | To develop the low-cost nanostructured Cu, Ni, and/or Co-based catalysts by the facile preparation methods for ring opening and ring hydrogenation of furan compounds to pentanediols such as 1,2-pentanediol, 1,4-pentanediol, and 1,5-pentanediol. To develop a continuous process for production of pentanediols towards ring opening and ring hydrogenation of furan compounds To investigate the effect of reaction parameters in order to find the optimal conditions for production of pentanediols towards ring opening and ring hydrogenation of furan compounds i.e., reaction temperature, pressure, reaction time, space velocity, and mole of H2 to feed ratio. To simulate the process design for pentanediols production from furan compounds by considering the economic feasibility and environmental impact using the computer simulation techniques |
รศ.ดร. อรรถพล ศรีฟ้า. (2564). การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์สำหรับการเปลี่ยนสารประกอบฟูรานเป็นเพนตะไดออลในเครื่องปฏิกรณ์แบบต่อเนื่อง. มหาวิทยาลัยมหิดล. .
รศ.ดร. อรรถพล ศรีฟ้า. 2564. "การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์สำหรับการเปลี่ยนสารประกอบฟูรานเป็นเพนตะไดออลในเครื่องปฏิกรณ์แบบต่อเนื่อง". มหาวิทยาลัยมหิดล. .
รศ.ดร. อรรถพล ศรีฟ้า. "การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์สำหรับการเปลี่ยนสารประกอบฟูรานเป็นเพนตะไดออลในเครื่องปฏิกรณ์แบบต่อเนื่อง". มหาวิทยาลัยมหิดล, 2564. .
รศ.ดร. อรรถพล ศรีฟ้า. การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์สำหรับการเปลี่ยนสารประกอบฟูรานเป็นเพนตะไดออลในเครื่องปฏิกรณ์แบบต่อเนื่อง. มหาวิทยาลัยมหิดล; 2564. .