ไบโอดีเซล (biodiesel) ได้จากการนำน้ำมันจากพืชชนิดต่างๆหรือไขมันสัตว์มาผ่านกระบวนการต่างๆจนสามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงทดแทนน้ำมันดีเซลในเครื่องยนต์ดีเซล(Ma and Hanna,1999) การผลิตไบโอดีเซลมีอย่างน้อย 4วิธี (Shashikant,2005) ได้แก่ ปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชัน(tranesterification) การผสมน้ำมันพืชในดีเซลโดยตรง(blending) ไมโครอิมัลชัน(microemulsion) และการไพโรไรซิส (pyrolysis)
         ปฏิกิริยาทรานสเอสเทอริฟิเคชัน หรือ แอลกอฮอไลซิส (alcoholysis) เกิดจากไขมันหรือน้ำมันเกิดปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์ โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยา จะได้ไบโอดีเซลหรือแอลคิลเอสเทอร์ (alkyl ester) และกลีเซอรอลเป็นผลิตภัณฑ์ ดังแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 ปฏิกิริยาทรานสเอสเทอริฟิเคชั่น (Tingzhou, 2003)

         ปฏิกิริยาทรานสเอสเทอริฟิเคชันเป็นปฏิกิริยาผันกลับได้ที่ต้องอาศัยตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งตัวเร่งปฏิกิริยาอาจแบ่งได้เป็น 3 ประเภทคือ ตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดเบส ชนิดกรด และเอนไซม์ไลเปส ซึ่งตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดเบสจะเปลี่ยนรูปเอสเทอร์ได้ดีกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดกรด (Freedman, 1983) ซึ่งทั้งสองวิธีนี้จัดเป็นวิธีทางเคมี ในขณะที่เอนไซม์ไลเปสจัดเป็นการผลิตไบโอดีเซลด้วยวิธีทางชีวภาพ

ผลการทดลองและการอภิปรายผล
         1. การศึกษาการผลิตไบโอดีเซลด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดเบส
เป็นการศึกษาอุณหภูมิในการทำปฏิกิริยาที่ 55 60 และ 65 องศาเซลเซียส ที่อัตราส่วนโดยโมลของเมทานอลต่อน้ำมันทานตะวันเป็น10:1 เวลาในการทำการปฏิกิริยา 2ชั่วโมงและมีโพแตสเซียมไฮดรอกไซค์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ปริมาณร้อยละ 1 โดยน้ำหนักน้ำมันทานตะวัน
พบว่าที่อุณหภูมิ60องศาเซลเซียส ให้ค่าร้อยละโดยน้ำหนักของเมทิลเอสเทอร์สูงสุดที่ร้อยละ 91.76

         2. การศึกษาการผลิตไบโอดีเซลด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาจากเอนไซม์ไลเปส
รูปที่ 2 แสดงการเปรียบเทียบผลการวิเคราะห์ตัวอย่างไบโอดีเซลที่ได้จากการเร่งด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ และเอนไซม์ไลเปส จะพบว่าขนาดของแถบสารเมทิลเอสเทอร์ที่ได้จากตัวเร่งปฏิกิริยาโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์จะมีขนาดที่ใหญ่กว่าของเอนไซม์ไลเปส

           รูปที่ 2 (2a) ผลการวิเคราะห์ TLC โดยมีโพแตสเซียมไฮดรอกไซด์ที่ร้อยละ 1 โดยน้ำหนักของน้ำมันเมล็ดทานตะวันเป็นตัวเร่งในการทำปฏิกิริยา อัตราส่วนโดยโมลน้ำมันเมล็ดทานตะวันต่อเมทานอลเป็น 1:10 และ
(2b) ผลการวิเคราะห์ TLC โดยมีเอนไซม์ไลเปสจาก จุลินทรีย์ Candida antarctica เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา และ ปิโตรเลี่ยมอีเธอร์เป็นตัวทำละลายร่วม ที่ปฏิกิริยา อัตราส่วนโดยโมลน้ำมันเมล็ดทานตะวันต่อเมทานอลเป็น 1:3

a) เมทิลเอสเทอร์มาตรฐาน
b) น้ำมันทานตะวัน
c) ตัวอย่างที่ได้จากการทำปฏิกิริยาด้วยตัวเร่ง KOH ที่ 55 องศาเซลเซียส
d) ตัวอย่างที่ได้จากการทำปฏิกิริยาด้วยตัวเร่ง KOH ที่ 60 องศาเซลเซียส
e) ตัวอย่างที่ได้จากการทำปฏิกิริยาด้วยตัวเร่ง KOH ที่ 65 องศาเซลเซียส
f) ตัวอย่างที่ได้จากการทำปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ไลเปสที่เวลา 6 ชั่วโมง
g) ตัวอย่างที่ได้จากการทำปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ไลเปสที่เวลา 12 ชั่วโมง
h) ตัวอย่างที่ได้จากการทำปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ไลเปสที่เวลา 18 ชั่วโมง
i) ตัวอย่างที่ได้จากการทำปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ไลเปสที่เวลา 24 ชั่วโมง

           อีกทั้งในการใช้เอนไซม์ไลเปสจากจุลินทรีย์ candida antarctica พบว่ามีน้ำมันทานตะวันดิบ หรือ ไตรกลีเซอไรด์หลงเหลืออยู่เป็นจำนวนมากในขณะที่แทบจะไม่พบแถบของน้ำมันทานตะวันดิบ หรือ ไตรกลีเซอไรด์ในระบบที่มีการเร่งปฏิกิริยาด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์เลย ทั้งนี้อาจเป็นได้ว่าระบบที่มีการเร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ไลเปสจาก จุลินทรีย์ candida antarctica ไม่ได้เกิดปฏิกิริยาในสภาวะที่เหมาะสมที่สุดในการผลิต ซึ่งหากมีการศึกษาหาสภาวะที่เหมาะสมในการทำปฏิกิริยา ทรานเอสเทอริฟิเคชันของเอนไซม์ไลเปสจาก candida Antarctica อาจทำให้สามารถเพิ่มปริมาณสารเมทิลเอสเทอร์ให้มากขึ้นได้ อีกทั้งไม่สามารถใช้เมทานอลในปริมาณที่สูงกว่านี้ ได้เนื่องจากเมทานอลเป็นสารตั้งต้นที่ยังยั้งปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชันของเอนไซม์ไลเปส (Valerie et.el,2002) จึงอาจทำให้ผลิตเมทิลเอสเทอร์ได้ในปริมาณต่ำ ดังนั้นหากมีการรักษาอัตราส่วนโดยโมลของเมทานอลต่อน้ำมันเมล็ดทานตะวันให้อยู่ที่ 3:1 ตลอดปฏิกิริยาโดยอาจใช้ถังปฏิกรณ์แบบ Fed batch อาจทำให้สามารถได้ปริมาณของเมทิลเอสเทอร์สูงขึ้นได้

สรุปผลการทดลอง

              การใช้โพแตสเซียมไฮดรอกไซค์ ที่ปริมาณเป็นร้อยละ 1 โดยน้ำหนักของน้ำมันทานตะวันเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทรานเอสเทอริฟิเคชัน ที่อัตราส่วนโดยโมลของเมทานอลต่อน้ำมันทานตะวันเป็น 10:1 เวลาในการทำปฏิกิริยา 2 ชั่วโมง พบว่าที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส ให้ปริมาณของเมทิลเอสเทอร์ 91.76 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งพบว่าสูงกว่าที่อุณหภูมิ 55 และ 65 องศาเซลเซียส ดังนั้นที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียสจึงเป็นอุณหภูมิที่เหมาะในการทำปฏิกิริยา ทรานเอสเทอริฟิเคชั่นที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาชนิดเบส และในการใช้เอนไซม์ไลเปส Candita antarctica เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ปริมาณร้อยละ 4 โดยน้ำหนักน้ำมัน อัตราส่วน เมทานอลต่อน้ำมันเมล็ดทานตะวันเป็น 3:1 อุณหภูมิของปฏิกิริยา 40 องศาเซลเซียส และพบว่าการใช้ปิโตรเลียมอีเทอร์เป็นตัวทำละลายอินทรีย์ที่เวลาในการทำปฏิกิริยา 24 จะชั่วโมงให้ปริมาณเมทิลเอสเทอร์สูงสุด