ไบโอดีเซลเป็นทางเลือกหนึ่งของเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ดีเซล สามารถผลิตได้จาก น้ำมันจากพืช โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สบู่ดำ ซึ่งให้คุณสมบัติทางเชื้อเพลิงใกล้เคียงกับดีเซลมากชนิดหนึ่ง สำหรับการศึกษาครั้งนี้ประกอบด้วย การจำลองแบบกระบวนการผลิตไบโอดีเซล การวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์ และการวิเคราะห์ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ที่นำวิธีการ ประเมินวัฏจักรชีวิตของผลิตภัณฑ์ (Life Cycle Assessment)มาใช้ การประเมินลักษณะนี้เป็นกาวิเคราะห์ผลกระทบของผลิตภัณฑ์ที่มีต่อสิ่งแวดล้อมตั้งแต่ขั้นตอนเริ่มต้นจนถึงสิ้นสุดของผลิตภัณฑ์ ซึ่งถือเป็นหนึ่งในวิธีที่ใช้รับรองผลิตภัณฑ์มาตรฐานความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม ISO 14000 รวมถึงฉลากเขียวด้วย

           สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ทำการศึกษา คือไบโอดีเซลจากสบู่สบู่ดำที่ผลิตจาก ปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชั่นโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเบส สองชนิดคือ โซเดียมไฮดรอกไซด์ และ โปแทสซียมไฮดรอกไซด์ ขั้นตอนการดำเนินการโครงการเริ่มจากการเก็บรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องทั้งหมด จากนั้นทำการจำลองแบบกระบวนการผลิตทั้งสองกระบวนการในโปรแกรม ASPEN PLUS ผลที่ได้จะนำมาออกแบบขนาดของอุปกรณ์ และทำการวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์ ด้วยโปรแกรม ASPEN ICARUS Process Evaluator จากนั้นจะทำการรวบรวมข้อมูลทางผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และวิเคราะห์ด้วยโปรแกรม Simapro 5.1 ซึ่งใช้สำหรับการประเมินวัฏจักรชีวิตของผลิตภัณฑ์โดยเฉพาะ

          สำหรับกระบวนการผลิต ของทั้งสองกระบวนการ จะใช้ขั้นตอนและขนาดการผลิตเดียวกัน ดังที่แสดงอยู่ในรูปที่ 1 โดยเริ่มจากนำน้ำมันสบู่ดำมาทำปฏิกิริยากับ เมทานอลและโซเดียมไฮดรอกไซด์(สำหรับกระบวนการแรก) หรือ โปแทสเซียมไฮดรอกไซด์(สำหรับกระบวนการที่สอง) ในหน่วยปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชั่น ที่ใช้ปฏิกรณ์ชนิดถังกวนแบบสองลำดับ ผลิตภัณฑ์ที่ได้คือน้ำมันไบโอดีเซล และกรีเซอรอล ที่มีเมทานอล สารเร่งปฏิกิริยาและ น้ำมันสบู่ดำที่ไม่ทำปฏิกิริยาปนเปื้อนอยู่ การเพิ่มความบริสุทธิ์แก่น้ำมันไบโอดีเซลนั้นเริ่มจาก การกลั่นแยกเมทานอลในหน่วยหอกลั่นซึ่งจะได้เมทานอล 94%นำกลับมาใช้ใหม่ จากนั้นจะทำความสะอาดในหน่วยหอชะล้าง โดยใช้น้ำเป็นตัวชะล้าง สารปนเปื้อนต่างๆออกโดยเฉพาะ กรีเซอรอล ไบโอดีเซลที่ผ่านการล้างจะถูกเพิ่มความบริสุทธิ์ในหน่วยหอกลั่นไบโอดีเซล ไบโอดีเซลที่ได้มีความบริสุทธิ์ 99.9% สำหรับ กรีเซลรอจากหน่วยชะล้างจะถูก เพิ่มความบริสุทธิ์ในหน่วยหอกลั่นกรีเซอรอล จนมีความบริสุทธิ์มากกว่า 93% เพื่อการขาย ก่อนนั้นจะต้องผ่านกระบวนการสะเทินเบสด้วยกรดไฮโดรคลอริกเพื่อกำจัดสารเร่งปฏิกิริยาออกมาในรูปแบบของเกลือโซเดียมซัลเฟตหรือโปแทสเซียมซัลเฟตเสียก่อน จากผลพบว่า ทั้งสองกระบวนการมีความแตกต่างกันเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

           ในส่วนของการวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์ พบว่า อัตราการคือทุนของกระบวนการแรกที่ใช้ตัวเร่งโซเดียมไฮดรอกไซด์ อยู่ที่ 4.6 ปี มูลค่าปัจจุบันสุทธิ 6.7 ล้านดอลล่า และอัตราผลตอบแทนกลับเท่ากับ 21 % ส่วนกระบวนการที่สองที่ใช้โปแทสเซียมไฮดรอกไซด์จะอยู่ที่ 4.3 ปี มีมูลค่าปัจบันสุทธิที่ 7.3 ล้านดอลล่า และอัตราผลตอบแทนกลับเท่ากับ 29% แสดงให้เห็นว่า กระบวนการที่ใช้โปแทสเซียมไฮดรอกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยามีความน่าลงทุนมากกว่า

           ส่วนสุดท้ายเป็นส่วนการประเมินวัฏจักรชีวิตผลิตภัณฑ์ไบโอดีเซลจากทั้งสองกระบวนการ วัฏจักรชีวิต นับจากขั้นตอน การเพาะปลูกสบู่ดำ การขนส่งสบู่ดำสู่โรงงาน การบีบน้ำมันสบู่ดำ การผลิตไบโอดีเซล การขนส่งไบโอดีเซล จนถึง การใช้ในเครื่องยนต์ดีเซล ตามลำดับ ผลการประเมินพบว่า ประบวนการที่สองมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่า อันเนื่องมาจากระบบฐานข้อมูลโปรแทสเซียมไฮดรอกไซด์มีความรุนแรงต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าโซเดียมไฮดรอกไซด์ดูจากความสามารถในการย่อยสลายนอกจากนี้เกลือโปแทสเซียมซัลเฟตสามารถนำไปใช้ในกระบวนการผลิตปุ๋ยโปแทส ซึ่งทำให้ผลกระทบจากส่วนนี้มีน้อยมาก

           ข้อสรุปสำหรับโครงการนี้พบว่ากระบวนกการผลิตไบโอดีเซลจากสบู่ดำที่ใช้โปแทสเซียมไฮดรอกไซด์เป็นสารเร่งปฏิกิริยา มีความน่าสนใจมากกว่า ทั้งในเรื่องของการลงทุนที่ให้ผลตอบแทนเร็วและสูงกว่า และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่น้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบและประเมินจากวัฏจักรชีวิตทั้งหมด ดังนั้นกระบวนการผลิตที่ใช้โปแทสเซียมไฮดรอกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา มีความเหมาะสมสำหรับการดำเนินการในสภาวะจริงมากกว่าประบวนการที่ใช้โซเดียมไฮดรอกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

รูปที่1 กระบวนการผลิตไบโอดีเซล