น้ำมันปาล์มดิบมีกรดไขมันอิสระ เหงือก สี โลหะ ความชื้น และสารประกอบที่ให้กลิ่น ซึ่งต้องกำจัดออกในระหว่างกระบวนการกลั่นเพื่อให้คงคุณค่าทางโภชนาการไว้

การกลั่นทางเคมีและการกลั่นทางกายภาพเป็นวิธีการหลักที่อุตสาหกรรมใช้ ทั้งสองวิธีผลิตน้ำมันปาล์ม RBD ได้ แต่แตกต่างกันในด้านกระบวนการ อุปกรณ์ ผลิตภัณฑ์พลอยได้ และต้นทุน

ภาพรวมกระบวนการกลั่นน้ำมันปาล์ม

โดยทั่วไปแล้ว การกลั่นน้ำมันปาล์มประกอบด้วยขั้นตอนหลักสี่ขั้นตอน:

• การกำจัดยางเหนียว
• การทำให้เป็นกลางหรือการลดความเป็นกรด
• การฟอกขาว
• การกำจัดกลิ่น

การกำจัดกรดไขมันอิสระ (FFA) เป็นความแตกต่างหลักระหว่างการกลั่นทางเคมีและการกลั่นทางกายภาพ

• สารละลายด่างถูกนำมาใช้เพื่อทำให้กรดไขมันอิสระ (FFA) เป็นกลางในระหว่างกระบวนการกลั่นทางเคมี
• ในกระบวนการกลั่นทางกายภาพ กรดไขมันอิสระ (FFA) จะถูกกำจัดออกโดยการกลั่นด้วยไอน้ำอุณหภูมิสูงในระหว่างขั้นตอนการกำจัดกลิ่น

ความแตกต่างนี้ส่งผลต่อการกำหนดค่าอุปกรณ์ ต้นทุนการดำเนินงาน ผลผลิตน้ำมัน และคุณภาพของผลิตภัณฑ์

กระบวนการกลั่นทางเคมี

คำอธิบายกระบวนการ

การกลั่นทางเคมีจะกำจัดกรดไขมันอิสระออกไปโดยผ่านขั้นตอนการทำให้เป็นกลางด้วยด่าง กระบวนการโดยทั่วไปประกอบด้วยขั้นตอนดังนี้:

• การกำจัดกัมคือกระบวนการกำจัดฟอสโฟลิปิดโดยใช้กรดหรือน้ำ
• การทำให้เป็นกลาง – โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ทำปฏิกิริยากับกรดไขมันอิสระ (FFA) เพื่อสร้างสารตั้งต้นสำหรับทำสบู่
• การซักและอบแห้ง – ขจัดคราบสบู่และความชื้นที่ตกค้าง
• การฟอกสี: ดินเหนียวดูดซับช่วยกำจัดโลหะหนักและสีต่างๆ ที่ตกค้างอยู่
• การกำจัดกลิ่น—สารเคมีต่างๆ จะถูกกำจัดออกโดยการกลั่นด้วยไอน้ำ

ปฏิกิริยาในขั้นตอนการทำให้เป็นกลางสามารถสรุปได้ดังนี้:

FFA + NaOH → สบู่ + น้ำ

จากนั้นต้องแยกก้อนสบู่โดยใช้การเหวี่ยงแยก

ลักษณะสำคัญ

• ทำงานที่อุณหภูมิการกำจัดกลิ่นต่ำกว่าเมื่อเทียบกับการกลั่นแบบทางกายภาพ
• ก่อให้เกิดกากสบู่เป็นผลพลอยได้
• จำเป็นต้องมีการบำบัดน้ำเสียเนื่องจากขั้นตอนการล้าง
• เหมาะสำหรับน้ำมันที่มีฟอสฟาไทด์เป็นส่วนประกอบในปริมาณมาก

กระบวนการกลั่นทางกายภาพ

คำอธิบายกระบวนการ

การกลั่นแบบกายภาพช่วยขจัดขั้นตอนการทำให้เป็นกลาง แทนที่จะใช้ด่าง กระบวนการนี้ใช้การกลั่นด้วยไอน้ำเพื่อกำจัดกรดไขมันอิสระ (FFA) ที่อุณหภูมิสูงและสภาวะสุญญากาศ

ขั้นตอนการทำงานโดยทั่วไปประกอบด้วย:

• การกำจัดยางเหนียวด้วยกรด (หรือการกำจัดยางเหนียวแบบแห้ง) – ช่วยให้มีฟอสฟอรัสตกค้างน้อยที่สุด
• การฟอกสี – ขจัดเม็ดสีและสิ่งสกปรกที่ตกค้าง
• การกำจัดกลิ่นด้วยอุณหภูมิสูง – การกลั่นด้วยไอน้ำช่วยกำจัดกรดไขมันอิสระและสารประกอบที่ก่อให้เกิดกลิ่น
• กรดไขมันกลั่นจากปาล์ม (PFAD) คือผลผลิตจากการกลั่นกรดไขมันอิสระ

ลักษณะสำคัญ

• ไม่มีการทำให้เป็นกลางด้วยด่าง
• ไม่มีการผลิตสารตั้งต้นสบู่
• อุณหภูมิในการกำจัดกลิ่นที่สูงขึ้น
• ผลิต PFAD เป็นผลพลอยได้ที่มีค่า
• ลดปริมาณน้ำเสียที่เกิดขึ้น

ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างการกลั่นทางเคมีและการกลั่นทางกายภาพ

การเปรียบเทียบกระบวนการทำงาน

พารามิเตอร์	การกลั่นทางเคมี	การกลั่นทางกายภาพ
วิธีการกำจัด FFA	การทำให้เป็นกลางของด่าง	การกลั่นด้วยไอน้ำ
ขั้นตอนการทำให้เป็นกลาง	ที่จำเป็น	ไม่จำเป็น
ขั้นตอนการล้าง	ที่จำเป็น	ไม่จำเป็น
อุณหภูมิการกำจัดกลิ่น	ปานกลาง	สูง
ผลพลอยได้	สบู่ก้อน	เส้นทาง
การผลิตน้ำเสีย	สูงกว่า	ต่ำกว่า

กลไกการกำจัดกรดไขมันอิสระ

เมื่อทำการกลั่นสารเคมี:

• สบู่ผลิตขึ้นจากกรดไขมันอิสระ (FFA) ด้วยกระบวนการทางเคมี
• การปนเปื้อนในกากสบู่ทำให้เกิดการสูญเสียน้ำมัน
• จำเป็นต้องมีอุปกรณ์แยกเพิ่มเติม

ในกระบวนการกลั่นทางกายภาพ:

• อุณหภูมิสูงและสภาวะสุญญากาศทำให้กรดไขมันอิสระระเหยกลายเป็นไอ
• กระบวนการกลั่นจะแยกกรดไขมันออกจากไตรกลีเซอไรด์
• ความต้องการพลังงานสูงขึ้น แต่ผลผลิตน้ำมันดีขึ้น

ผลผลิตและการสูญเสียของน้ำมัน

ด้าน	การกลั่นทางเคมี	การกลั่นทางกายภาพ
การสูญเสียน้ำมันที่เป็นกลาง	สูงขึ้น (เนื่องจากวัตถุดิบทำสบู่)	ต่ำกว่า
ผลผลิตโดยรวม	ต่ำกว่าเล็กน้อย	สูงกว่า
มูลค่าผลิตภัณฑ์พลอยได้	ระดับปานกลาง (น้ำมันที่เป็นกรด)	สูงกว่า (PATH)
ประสิทธิภาพการประมวลผล	ปานกลาง	สูง

โดยทั่วไปแล้ว การกลั่นด้วยกระบวนการทางกายภาพจะให้ผลลัพธ์ในการสกัดน้ำมันที่ดีกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับน้ำมันปาล์ม ซึ่งโดยธรรมชาติแล้วมีปริมาณฟอสฟาไทด์ต่ำ

ความแตกต่างด้านอุปกรณ์และการลงทุน

อุปกรณ์กลั่นสารเคมี

• ถังปรับสภาพความเป็นกรดด่าง
• ระบบจ่ายสารกัดกร่อน
• การล้างเครื่องปั่นเหวี่ยง
• ระบบจัดการสบู่เหลว
• หน่วยบำบัดน้ำเสีย

อุปกรณ์การกลั่นทางกายภาพ

• หน่วยกำจัดกาวขั้นสูง
• เครื่องดับกลิ่นสุญญากาศสูง
• ระบบการกู้คืนความร้อนที่มีประสิทธิภาพ
• เครื่องควบแน่นกลั่นกรดไขมัน

เนื่องจากการกลั่นทางกายภาพดำเนินการที่อุณหภูมิและระดับสุญญากาศสูงกว่า จึงจำเป็นต้องใช้โครงสร้างสแตนเลสที่แข็งแรงทนทานกว่าและระบบสุญญากาศที่แข็งแรงกว่า

การเปรียบเทียบสภาวะการทำงาน

พารามิเตอร์การทำงาน	การกลั่นทางเคมี	การกลั่นทางกายภาพ
อุณหภูมิ (การกำจัดกลิ่น)	220–240°C	240–270°C
ระดับสุญญากาศ	ปานกลาง	สูง (2–4 มิลลิบาร์)
การใช้สารเคมี	สูง (โซเดียมไฮดรอกไซด์)	ต่ำ
การใช้ไอน้ำ	ปานกลาง	สูงกว่า
ปริมาณน้ำทิ้ง	สูงกว่า	ต่ำกว่า

โดยทั่วไปแล้ว การกลั่นทางกายภาพต้องใช้พลังงานความร้อนมากกว่า แต่ใช้สารเคมีและน้ำน้อยกว่า

ข้อควรพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อม

กระบวนการกลั่นทางเคมีก่อให้เกิด:

• สบู่ก้อน
• ปริมาณน้ำเสียสูง
• กากตะกอนเคมี
• ต้นทุนการบำบัดน้ำเสียที่สูงขึ้น

การกลั่นทางกายภาพ:

• ลดปริมาณน้ำเสียให้น้อยที่สุด
• หลีกเลี่ยงการปล่อยสารด่าง
• ผลิตสาร PFAD ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการผลิตไบโอดีเซล สบู่ และสารเคมีจากน้ำมันพืชได้
• เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

ในโรงงานผลิตน้ำมันปาล์มสมัยใหม่ที่ให้ความสำคัญกับความยั่งยืนและการปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม มักนิยมใช้วิธีการกลั่นทางกายภาพมากกว่า

ความเหมาะสมสำหรับน้ำมันประเภทต่างๆ

ประเภทน้ำมัน	วิธีการที่แนะนำ
น้ำมันปาล์ม	การกลั่นทางกายภาพ
น้ำมันถั่วเหลือง	การกลั่นทางเคมี
น้ำมันเรพซีด	การกลั่นทางเคมี
น้ำมันมะพร้าว	การกลั่นทางกายภาพ

น้ำมันปาล์มมีคุณสมบัติ:

• ปริมาณฟอสฟาไทด์ต่ำ
• ระดับกรดไขมันอิสระสูง
• โครงสร้างไตรกลีเซอไรด์ที่เสถียร

คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการกลั่นทางกายภาพ

ผลกระทบต่อคุณภาพและคุณค่าทางโภชนาการ

ทั้งสองวิธีมีเป้าหมายเพื่อผลิตน้ำมันปาล์ม RBD คุณภาพสูง อย่างไรก็ตาม:

การกลั่นทางเคมี:

• ระงับกลิ่นกายอย่างอ่อนโยน
• การกักเก็บสารอาหารรองบางชนิดดีขึ้นเล็กน้อย
• การควบคุมสีที่เสถียรยิ่งขึ้น

การกลั่นทางกายภาพ:

• สารเคมีบางชนิดที่ไวต่อความร้อนอาจสลายตัวได้เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น
• ขจัดกลิ่นและกรดไขมันอิสระได้ดีขึ้น
• ลดปริมาณฟอสฟอรัสตกค้าง

ระบบการกลั่นทางกายภาพสมัยใหม่ใช้โปรไฟล์อุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดเพื่อรักษาสารโทโคฟีรอลไว้พร้อมทั้งกำจัดกรดไขมันอิสระ (FFA) ออกไป

การเปรียบเทียบต้นทุน

การลงทุนด้านทุน (CAPEX)

องค์ประกอบต้นทุน	การกลั่นทางเคมี	การกลั่นทางกายภาพ
ต้นทุนอุปกรณ์	ปานกลาง	สูงกว่า
ความซับซ้อนในการติดตั้ง	ปานกลาง	สูง
โครงสร้างพื้นฐานสาธารณูปโภค	ปานกลาง	สูง

โดยทั่วไปแล้ว การกลั่นทางกายภาพต้องใช้ระบบสุญญากาศและระบบการกู้คืนความร้อนที่ซับซ้อนกว่า

ต้นทุนการดำเนินงาน (OPEX)

หมวดต้นทุน	การกลั่นทางเคมี	การกลั่นทางกายภาพ
สารเคมี	สูง	ต่ำ
ไอน้ำ	ปานกลาง	สูง
น้ำ	สูง	ต่ำ
การบำบัดของเสีย	สูง	ต่ำ
การสูญเสียน้ำมัน	สูงกว่า	ต่ำกว่า

เมื่อเวลาผ่านไป การกลั่นด้วยกระบวนการทางกายภาพอาจให้ผลกำไรที่ดีกว่า เนื่องจากได้ปริมาณน้ำมันดิบมากขึ้นและต้นทุนสารเคมีต่ำลง

การใช้ประโยชน์จากผลิตภัณฑ์พลอยได้

การกลั่นทางเคมี:

• ผลิตสารตั้งต้นสำหรับทำสบู่
• กากสบู่สามารถเติมกรดเพื่อผลิตน้ำมันกรดได้
• มูลค่าตลาดที่ลดลง

การกลั่นทางกายภาพ:

• ผลิต PFAD (กรดไขมันกลั่นจากปาล์ม)
• วัตถุดิบที่มีค่าสำหรับการผลิตไบโอดีเซล
• ใช้ในอุตสาหกรรมสบู่และโอเลโอเคมี
• มูลค่าทางการค้าที่สูงขึ้น

ความต้องการของตลาดสำหรับ PFAD ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของการกลั่นทางกายภาพอย่างมีนัยสำคัญ

ความซับซ้อนของการควบคุมกระบวนการ

การกลั่นทางเคมี:

• ควบคุมได้ง่ายกว่า
• ไวต่อระดับฟอสฟอรัสลดลง
• มีความยืดหยุ่นมากกว่าเมื่อคุณภาพน้ำมันดิบมีความผันแปร

การกลั่นทางกายภาพ:

• ต้องมีการควบคุมการกำจัดยางอย่างเข้มงวด
• ปริมาณฟอสฟอรัสตกค้างต้องต่ำกว่า 5 ppm
• ขึ้นอยู่กับการปรับสภาพน้ำมันดิบเป็นอย่างมาก

ดังนั้น คุณภาพของวัตถุดิบจึงมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการเลือกวิธีการกลั่น

เหตุใดการกลั่นทางกายภาพจึงมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมน้ำมันปาล์ม

โรงกลั่นน้ำมันปาล์มสมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้วิธีการกลั่นทางกายภาพเนื่องจาก:

• น้ำมันปาล์มมีปริมาณฟอสฟาไทด์ต่ำตามธรรมชาติ
• ผลผลิตน้ำมันที่สูงขึ้นช่วยเพิ่มอัตรากำไร
• การลดปริมาณน้ำเสียที่เกิดขึ้นเป็นไปตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม
• PFAD มีความต้องการต่อเนื่องที่แข็งแกร่ง
• การลดการพึ่งพาสารเคมีช่วยลดความซับซ้อนในการดำเนินงาน

อย่างไรก็ตาม การกลั่นทางเคมียังคงมีความสำคัญในบางภูมิภาคและบางการใช้งานที่คุณภาพน้ำมันดิบผันผวนอย่างมาก

บทสรุปการวิเคราะห์เปรียบเทียบ

ด้าน	การกลั่นทางเคมี	การกลั่นทางกายภาพ
การถอดถอน FFA	การทำให้เป็นกลาง	การกลั่นด้วยไอน้ำ
ผลผลิตน้ำมัน	ต่ำกว่า	สูงกว่า
ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม	สูงกว่า	ต่ำกว่า
การใช้สารเคมี	สูง	น้อยที่สุด
มูลค่าผลิตภัณฑ์พลอยได้	ปานกลาง	สูง
ความซับซ้อนของกระบวนการ	ปานกลาง	สูงกว่า
ความเหมาะสมสำหรับน้ำมันปาล์ม	ยอมรับได้	ในอุดมคติ

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการกลั่นทางกายภาพและการกลั่นทางเคมีในกระบวนการผลิตน้ำมันปาล์มอยู่ที่วิธีการกำจัดกรดไขมันอิสระ การกลั่นทางเคมีใช้การทำให้เป็นกลางด้วยด่าง ทำให้เกิดกากสบู่และน้ำเสีย ในขณะที่การกลั่นทางกายภาพใช้การกลั่นด้วยไอน้ำอุณหภูมิสูงเพื่อผลิตสารกลั่นกรดไขมันปาล์ม

ปัจจุบันการกลั่นด้วยกระบวนการทางกายภาพเป็นที่นิยมมากกว่า เนื่องจากให้ผลผลิตน้ำมันสูงกว่า ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่า และผลตอบแทนทางเศรษฐกิจดีกว่า อย่างไรก็ตาม การกลั่นด้วยกระบวนการทางเคมียังคงเหมาะสมสำหรับคุณภาพน้ำมันดิบที่แปรผันได้ และต้องการเงินลงทุนเริ่มต้นที่ต่ำกว่า

วิธีการที่ดีที่สุดนั้นขึ้นอยู่กับคุณลักษณะของน้ำมันดิบ กำลังการผลิตของโรงงาน ข้อกำหนด กฎระเบียบ ต้นทุนพลังงาน และกลยุทธ์ทางการตลาด สำหรับการดำเนินงานสมัยใหม่ส่วนใหญ่ การกลั่นทางกายภาพให้ประสิทธิภาพและความยั่งยืนในระยะยาวมากกว่า