Bio diesel น้ำมันพอเพียง แหล่งเรียนรู้ยั่งยืน

1. Bio diesel น้ำมันพอเพียง แหล่งเรียนรู้ยั่งยืน

2. การนำเรื่องการทำน้ำมัน Bio dieselจากน้ำมันพืชที่ใช้แล้ว มาใช้ในการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนนั้นจะทำให้ผู้เรียนสามารถเรียนรู้ และมีทักษะ และกระบวนการทางด้านวิทยาศาสตร์ครบทุกด้านนอกจากนั้นแล้วยังสามารถบูรณาการเข้าเนื้อหา องค์ความรู้ และทักษะกระบวนการของรายวิชาอื่นๆ ทำให้ผู้เรียนได้รับความรู้ ทักษะกระบวนการที่ครอบคลุม สามารถนำไปใช้ในการดำรงชีวิต เห็นคุณค่า และใช้ทรัพยากรให้คุ้มค่า ดำเนินชีวิตชีวิตตามหลักเศรษฐกิจพอเพียง

3. ผังมะโนทัศน์การเชื่อมโยงเนื้อหาสาระ ทักษะกระบวนการ และการบูรณาการ เศรษฐกิจพอเพียง ทักษะด้านอื่นๆ ทักษะกระบวนการ ทางวิทยาศาตร์ สร้างเครื่องผลิต น้ำมัน ไบโอดีเซล องค์ความรู้ การทดลอง -ธุรกิจ -การตลาด การจำหน่าย น้ำมัน รับซื้อน้ำมันเก่า -ทักษะกระบวนการ ทางวิทยาศาตร์ -ธุรกิจ

4. การจัดกิจกรรมการเรียนการสอนการจัดกิจกรรมการเรียนการสอน ขั้นที่ 1 ขั้นเตรียมสภาพแวดล้อม ขั้นที่ 2 ขั้นสอนความรู้ใหม่ ขั้นที่ 3 ขั้นทำกิจรรม และผลิตชิ้นงาน ขั้นที่4 ขั้นนำเสนอ ผลงาน ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล

5. ขั้นที่ 1 ขั้นเตรียมสภาพแวดล้อม ปริมาณปิโตรเลียมจะหมด ในอนาคตอันใกล้ ปัญหาราคาน้ำมันแพง ปัญหาอื่นๆที่ตามมา นักเรียน พลังงานทดแทน **น้ำมันไบโอดีเซล** เศรษฐกิจพอเพียง เศรษฐกิจพอเพียง เศรษฐกิจพอเพียง เศรษฐกิจพอเพียง เศรษฐกิจพอเพียง เศรษฐกิจพอเพียง

6. ขั้นที่ 2 ขั้นสอนความรู้ใหม่ ความรู้ใหม่ ความรู้ใหม่ ความรู้ใหม่ ความรู้ใหม่ ความรู้ใหม่ ความรู้ใหม่ ความรู้ในระดับที่สูงขึ้น ความรู้ในระดับที่สูงขึ้น ความรู้เดิมที่เป็นพื้นฐาน ความรู้เดิมที่เป็นพื้นฐาน เพิ่มเติม ซ่อมเสริม

7. ขั้นที่ 3 ขั้นทำกิจรรมและผลิตชิ้นงาน รวบรวมข้อมูล การนำเสนอ น้ำมันไบโอดีเซล การสร้างเครื่องผลิตน้ำมันไบโอดีเซล ความรู้เดิม ความรู้ใหม่ การวิเคราะห์น้ำมัน/ทำไบโอดีเซลในห้องปฏิบัติการ

8. ขั้นที่ 4 ขั้นนำเสนอผลงาน การขยายผล การใช้ทรัพยากร อย่างคุ้มค่า การสร้างความเชื่อมั่น เพื่อให้น้ำมันไบโอดีเซล เป็นพลังงานทดแทน นำเสนอผลงาน เศรษฐกิจพอเพียง

9. ขั้นที่ 5 ขั้นประเมินผล แบบประเมินชิ้นงาน แบบประเมินการขั้นตอนการปฏิบัติงาน นักเรียน แบบประเมินการร่วมกิจกรรม แบบประเมินตนเอง

10. การผลิตน้ำมันไบโอดีเซลจากน้ำมันพืช/สัตว์ ที่ใช้แล้ว น้ำมันพืชที่ใช้แล้ว ให้ความร้อน 120 0C นาน 30 นาที กรอง/ไล่ความชื้น หาปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยา KOH ทำปฏิกิริยาทราน เอสเทอริฟิเคชัน ที่ 55-60 0C เมทานอล+KOH แยกกลีเซอรีน กลีเซอรีน ไบโอดีเซล(เมทิลเอสเทอร์) ล้างน้ำ ไล่ความชื้นและกำจัดน้ำขั้นสุดท้าย ไบโอดีเซลพร้อมใช้งาน

11. การเตรียมน้ำมันก่อนทำปฏิกิริยาการเตรียมน้ำมันก่อนทำปฏิกิริยา 1. การกรองน้ำมัน กรองน้ำมันด้วยผ้ากรองขนาด 30 mesh หรือผ้าขาวบาง 2 ชั้นเพื่อกำจัดเศษอาหารหรือสิ่งปนเปื้อนออกจากน้ำมัน 2. การกำจัดความชื้น ความชื้นที่ปะปนอยู่ในน้ำมันพืชที่ใช้แล้วจะอยู่ในรูปของน้ำ ซึ่งถ้ามีน้ำอยู่จำนวนมากในขั้นตอนการทำปฏิกิริยาทรานเอสเทริฟิเคชันจะทำให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้น้อยแต่จะเกิดปฏิกิริยาสปอนนิฟิเคชัน ก่อให้เกิดสบู่แทน ดังนั้นจึงต้องมีการกำจัดความชื้นออกโดยการต้มไล่ความชื้นที่ 105-120 0C นาน 30 นาที

12. การวิเคราะห์น้ำมันตัวอย่างเพื่อหาปริมาณสารตัวเร่งปฏิกิริยาการวิเคราะห์น้ำมันตัวอย่างเพื่อหาปริมาณสารตัวเร่งปฏิกิริยา น้ำมันไบโอดีเซลเป็นสารพวกเมทิลเอสเทอร์ซึ่งเกิดจากการทำปฏิกิริยาระหว่าน้ำมันพืชเก่ากับ เมทานอลโดยมีกรด เช่น HCl ,H2SO4หรือเบส เช่น NaOH , KOH เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ในขั้นตอนนี้จะใช้การไทรตน้ำมันพืชเก่าด้วยสารละลายมาตรฐาน KOH 0.1% 1. เตรียมสารละลายKOH 0.1% เป็นสารละลายมาตรฐานในการไทเทรต 2. ละลายน้ำมันพืชที่ใช้แล้ว 1 ml ลงใน ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ 10 ml เขย่าหรือคนให้เป็นเนื้อเดียวกัน

13. 3. หยดสารฟีนอล์ฟทาลีลงในสารละลายตามข้อ 2 จำนวน 5-6 หยด และเขย่าให้เข้ากัน 4. ทำการไทเทรตจนถึงจุดยุตติ(สารละลายเปลี่ยนเป็นสีชมพูและสีคงที่) บันทึกค่าปริมาณสารละลาย KOH ที่ใช้ในการไทเทรต เพื่อนำไปคำนวณหาปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาในการทำไบโอดีเซล

14. ตารางแสดงสูตรในการคำนวณหาปริมาณสารตัวเร่งปฏิกิริยาในการทำไบโอดีเซลนำปริมาณสารละลายมาตรฐาน KOH ที่ใช้ในหารไทเทรตจนถึงจุดยุตติ(ปริมาณเป็น ml ที่อยู่บนบิวเรต) นำมาคำนวณตามสูตรในตาราง

15. ตารางแสดงผลการคำนวณเพื่อหาปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาKOH จากการไทเทรตน้ำมันพืชที่ใช้แล้วด้วยสารละลายมาตรฐาน KOH 0.1% โดยเก็บตัวอย่างจากโรงครัวของโรงเรียน จากตารางถ้านำน้ำมันจากแหล่งนี้ 1 ลิตรเพื่อไปทำน้ำมันไบโอดีเซล ต้องใช้ KOH 11.5กรัม เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

16. การทำน้ำมันไบโอดีเซลในห้องปฏิบัติการ(ทำด้วยมือ)การทำน้ำมันไบโอดีเซลในห้องปฏิบัติการ(ทำด้วยมือ) 1.นำน้ำมันพืชที่ใช้แล้วและผ่านการไทเทรตเพื่อหาปริมาณสารตัวเร่งปฏิกิริยาแล้วมาพอเป็น ตัวอย่าง 1 ลิตร มากรองด้วยผ้าขาวบางและต้มไล่ความชื้นที่ 105-120 0C นาน 30 นาที 2. ชั่งสารตัวเร่งปฏิกิริยาKOH 11.5 กรัม 3. ตวง เมทานอล ปริมาตร 20% ของน้ำมันพืชเก่าที่จะใช้ในการทำปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชัน (ทำไบโอดีเซล) 20% ของ 1000 ml เป็น 200 ml ดังนั้นต้องใช้เมทานอล 200 ml ตัวเร่งปฏิกิริยา KOH 11.5 กรัม ทำปฏิกิริยากับ น้ำมันพืชที่ใช้แล้ว 1 ลิตร

17. 4. นำKOH 11.5 กรัมละลายลงใน เมทานอล 200 ml และคนให้เข้ากัน 5. นำสารละลายตามข้อ 4 (KOH + CH3OH) ไปทำปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชันกับน้ำมันพืชที่ ใช้แล้วที่อุณหภูมิ 55-60 0C คนสารละลายให้ทั่วเป็นเวลาประมาณ 5-10 นาที

18. 6. เมื่อทิ้งไว้ประมาณ 10 นาที สารละลายจะเริ่มแยกชั้นโดยชั้นบนจะมีลักษณะสีเหลืองใสนั่นก็คือเมทิลเอสเทอร์หรือที่เราเรียกว่าน้ำมันไบโอดีเซล ส่วนชั้นล่วงจะเป็นตะกอนขุ่นเข้ม นั่นก็คือกลีเซอรีน เมื่อทิ้งไว้ 8-12 ชั่วโมงการแยกชั้นจะสมบูรณ์ 7. จากนั้นนำไปแยกกลีเซอรีนออกด้วยกลวยแยกแล้วจะได้น้ำมันไบโอดีเซล นำไปล้างด้วยน้ำสะอาดประมาณ 3-5 รอบ จนน้ำล้างใส และไล่ความชื้นด้วยอุณหภูมิ 105-1200C เมื่อน้ำมันเย็นลงก็สามารถนำไปใช้ได้

19. 1.นำน้ำมันพืชที่ใช้แล้วและผ่านการไทเทรตเพื่อหาปริมาณสารตัวเร่งปฏิกิริยาแล้วมาพอเป็น1.นำน้ำมันพืชที่ใช้แล้วและผ่านการไทเทรตเพื่อหาปริมาณสารตัวเร่งปฏิกิริยาแล้วมาพอเป็น ตัวอย่าง 1 ลิตร มากรองด้วยผ้าขาวบางและต้มไล่ความชื้นที่ 105-120 0C นาน 30 นาที 2.เมื่อน้ำมันพืชมีอุณหภูมิ 55-60 0C ตวงน้ำมัน เมทานอล KOH ให้พร้อมดังตาราง การผลิตน้ำมันไบโอดีเซลด้วยเครื่องผลิต ***เมื่อมีการเปลี่ยนแหล่งน้ำมันพืชต้องทำการไทเทรตเพื่อคำนวณปริมาณสารใหม่ เพื่อให้เหมาะสมกับการเกิดปฏิกิริยาและความคุ้มค่าของต้นทุนการผลิต***

20. 3. นำเมทานอล 3 ลิตร กับKOH 345 กรัม เทเข้าเครื่องเปิดเครื่องให้เครื่องกวนประมาณ 3-5 นาที โดยตั้งเวลาที่ timer ของเครื่อง • 4. เมื่อเครื่องหยุดให้เปิดปั๊มเพื่อดูดน้ำมันพืชเข้าเครื่องและตั้งเวลาให้เครื่องกวน • 5-10 นาที (น้ำมันพืชที่ปั๊มเข้าเครื่องต้องมีอุณหภูมิอยู่ระหว่าง 55-60 0C)

21. 6.เมื่อเวลาผ่านไป 8-12 ชั่วโมงน้ำมันไบโอดีเซลและกลีเซอรีนจะแยกชั้นกันอย่างสมบูรณ์โดยสังเกตจากสายยางบอกระดับ ทำการแยกกลีเซอรีนออกโดยเปิดก๊อกให้กลีเซอรีนออกจนเหลือแต่ไบโดดีเซลจึงปิดก๊อก 7.ทำการล้างไบโอดีเซลโดยเปิดก๊อกทางน้ำให้น้ำไหลเข้าไปล้างไบโอดีเซลในถังแยกโดยผ่าน หัวฉีดที่อยู่ในถังแยก เมื่อล้างน้ำจะอยู่ด้านล่างของถังแยกด้านบนจะเป็นไบโอดีเซล ทำการเปิดก๊อกเหมือนกับขั้นตอนการแยกกลีเซอรีนแต่เป็นการแยกน้ำออกแทน ทำการล้างซ้ำๆ ประมาณ 5 รอบ จนน้ำล้างใส

22. 8. นำน้ำมันไบโอดีเซลออกจากถ้งแยกโดยเปิดก๊อกเหมือนกับการแยกกลีเซอรีนและนำน้ำมันไบโอดีเซลไปต้มไล่ความชื้นขั้นสุดท้ายที่ อุณหภูมิ 105-120 0C ประมาณ 5 นาที9. เมื่อเย็นลงก็นำไปเก็บในถังและพร้อมใช้งาน**(การนำไปใช้กับเครื่องยนต์คอมมอนเรล ควรกรองด้วยไส้กรอง 5 ไมครอน)

23. ประโยชน์และข้อด้อยของการใช้เชื้อเพลิงไบโอดีเซลประโยชน์และข้อด้อยของการใช้เชื้อเพลิงไบโอดีเซล 1. เป็นน้ำมันเชื้อเพลิงที่สะอาดและปลอดภัยโดยพบว่าก๊าซไอเสียจากน้ำมันไบโอดีเซลมีอันตราย น้อยกว่าน้ำมันดีเซลโดยผ่านการทดสอบจาก US-EPA tier I Health Effects Testing ซึ่งเป็น หน่วยงานที่ได้รับการยอมรับในเรื่องการดูแลผลกระทบต่อสุขภาพทางสิ่งแวดล้อมของมนุษย์ 2. สามารถนำไปใช้กับเครื่องยนต์รอบสูงหรือรอบต่ำได้เลยโดยไม่ต้องปรับแต่งเครื่องยนต์ได้ เหมือนเครื่องยนต์ดีเซลทั่วไปและสามารถยืดอายุการใช้งานของเครื่องยนต์เซลเพราะไบโอดีเซล หล่อลื่นได้ดีกว่าน้ำมันดีเซล 3. ปลอดภัยในการจัดเก็บและขนส่งเพราะน้ำมันไบโอดีเซลวาบไฟ (Flash point)สูงกว่าน้ำมัน ดีเซลและลุกติดไฟได้ยากกว่าในสภาพบรรยากาศ 4. การเผาไหม้ของน้ำมันไบโอดีเซลสมบูรณ์กว่าการเผาไหม้ของน้ำมันดีเซลจึงช่วยปริมาณ คาร์บอนมอนอกไซด์ ไฮโดรคาร์บอนที่เผาไหม้และฝุ่น 5. เป็นเชื้อเพลิงทางเลือกที่สามารถผลิตได้จากวัตถุดิบภายในประเทศและเป็นพลังงานทดแทนที่ สามารถนำมาใช้งานโดยนำมาผสมกับน้ำมันดีเซลหรือใช้โดยตรงโดยไม่ผสมกับน้ำมันดีเซลก็ได้

24. ข้อด้อย 1. เป็นของแข็งที่อุณหภูมิสูงกว่าน้ำมันดีเซล 2. ปลดปล่อยแก๊สไนโตรเจนออกไซด์สูงกว่าน้ำมันดีเซล 3. ชิ้นส่วนต่างที่จากยางจะเสื่อมคุณภาพเร็ว 4. ค่าพลังงานความร้อนต่ำกว่าน้ำมันดีเซลประมาณ 10%

25. การสร้างเครื่องผลิตน้ำไบโอโดยสร้างขึ้นจากวัสดุที่เหลือใช้การสร้างเครื่องผลิตน้ำไบโอโดยสร้างขึ้นจากวัสดุที่เหลือใช้