การสร้างเครื่องผลิตไบโอดีเซลจากน้ำมันพืชใช้แล้วและการศึกษาผลกระทบต่อสมรรถนะ การปล่อยสารมลพิษและการสึกหรอของเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันไปโอดีเซลผสมเอทานอลและน้ำมันไปโอดีเซลเป็นเชื้อเพลิงในการทดสอบระยะเวลาสั้นและยาว

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและสร้างเครื่องผลิตไบโอดีเซลขนาดเล็ก สามารถเคลื่อนย้ายได้ โดยมีกำลังการผลิต 150 ลิตรต่อรอบการผลิต และศึกษาผลกระทบต่อสมรรถนะการปล่อยสารมลพิษ และการสึกหรอของเครื่องยนต์ดีเซลจาการใช้น้ำมันไปโอดีเซลที่ผลิตได้ โดยแบ่งการศึกษาออกเป็น 2 ส่วน ส่วนที่ 1 คือ การทดสอบใช้งานกับเครื่องยนต์ในระยะสั้น โดยใช้น้ำมันไบโอดีเซลจากน้ำมันพืชใช้แล้วผสมกับเอทานอลที่อัตราส่วน 0, 5, 10 และ 15 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตรมาเป็นน้ำมันเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ดีเซลโดยเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิง ทำการทดสอบกับเครื่องยนต์ดีเซล 1 สูง ขนาดความจุกระกอบสูบ 411 ซี.ซี. โดยไม่มีการปรับแต่งเครื่องยนต์ในการทดสอบกับเครื่องยนต์ทำการทดสอบที่สภาวะการทำงานจองเครื่องยนต์ที่ภาระสูงสุด (Full Load) สมรรถนะของเครื่องยนต์ที่ศึกษา ได้แก่ แรงบิด, กำลังเบรกและอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะ สารมลพิษที่ทำการศึกษาได้แก่ ก๊าซคาร์บอนมอนนอกไซด์ (CO), คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2), ออกไซด์ของไนโตรเจน (NOx), ปริมาณควันดำ และอุณหภูมิก๊าซไอเสียและส่วนที่ 2 คือ การทดสอบการใช้งานกับเครื่องยนต์ในระยะยาว โดยใช้น้ำมันไบโอดีเซลที่ผลิตจากน้ำมันพืชใช้แล้ว 100% เป็นน้ำมันเชื้อเพลิงในการทดสอบ โดยเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิง ทำการทดสอบกับเครื่องยนต์ดีเซลทางการเกษตรขนาด 1 สูบ จำนวน 2 เครื่อง ขนาดความจุกระบอกสูบ 598 ซีซี. โดยไม่มีการปรับแต่งเครื่องยนต์ โดยนำเครื่องยนต์ทั้งสองไปใช้เป็นเครื่องจักรต้นกำลังของปั๊มสูบน้ำ ทำการศึกษาสมรรถนะ การสึกหรอ และการปล่อยควันดำของเครื่องยนต์ หลักจากระยะเวลาการใช้งาน 0, 500, 1,000 , 1,500 และ 2,000 ชั่วโมง เมื่อครบตามระยะเวลาที่กำหนดแล้วนำเครื่องยนต์ไปทดสอบสมรรถนะและหาปริมาณควันดำบนแท่นทดสอบ พร้อมถอดชิ้นส่วนของเครื่องยนต์ออกเพื่อทำการวัดการสึกหรอ โดยชิ้นส่วนที่ทำการวัดการสึกหรอคือแหวนลูกสูบ ลูกสูบ และกระบอกสูบ ซึ่งชิ้นส่วนที่ทำการวัดเป็นชิ้นส่วนที่สัมผัสกับน้ำมันเชื้อเพลิงโดยตรง นอกจากนี้ในงานวิจัยนี้ได้ทำการวิเคราะห์สมบัติการเป็นน้ำมันเชื้อเพลิงของน้ำมันเชื้อเพลิงทั้งหมดที่นำมาใช้ในการทดสอบ สมบัติของน้ำมันเชื้อเพลิงที่วิเคราะห์หาได้แก่ ความหนืด, จุดวาบไฟ, จุดติดไฟ, ความถ่วงจำเพาะ, ความร้อนของน้ำมันเชื้อเพลิง และดัชนีซีเทน
จากผลการวิเคราะห์สมบัติการเป็นน้ำมันเชื้อเพลิงของน้ำมันไปโอดีเซลและน้ำมันไปโอดีเซลผสมเอทานอลที่อัตราส่วน 0, 5, 10 และ 15 เปอร์เซนต์ โดยปริมาตร เปรียบเทียบกับน้ำมันดีเซล พบว่า ค่าความร้อนของเชื้อเพลิงมีค่าต่ำกว่าน้ำมันดีเซลประมาณ 6.19, 8.57, 11.9 และ 12.6 เปอร์เซนต์ ตามลำดับ ส่วนจุดวาบไฟ และจุดติดไฟมีค่าลดลงเมื่อปริมาณเอทานอลเพิ่มมากขึ้น และที่สำคัญค่าความหนืดมีค่าสูงกว่าน้ำมันดีเซล 1.57, 1.36, 1.18 และ 1.08 เท่า ตามลำดับ ซึ่ง ค่าความหนืดของน้ำมันจะมีค่าลดลงและมีค่าใกล้เคียงกับน้ำมันดีเซลเมื่อปริมาณเอทานอลเพิ่มมากขึ้น ส่วนดัชนีซีเทนมีค่าต่ำกว่าน้ำมันดีเซลประมาณ 2.11, 5.76, 7.69 และ 8.84 เปอร์เซ็นต์ตามลำดับ และผลการทดสอบสมรรถนะและการปล่อยสารมลพิษของเครื่องยนต์ในระยะเวลาสั้น พบว่า แรงบิด และกำลังเบรกของเครื่องยนต์มีค่าลดลงตามปริมาณเอทานอลที่เพิ่มขึ้น โดยแรงบิดและกำลังมีค่าต่ำกว่าน้ำมันดีเซล 1.23-6.04 เปอร์เซ็นต์ (ที่แรงบิดสูงสุด 1,800 รอบต่อนาที) แ]t 4.1-8.2 เปอร์เซนต์ (ที่กำลังเบรกสูงสุด 2,400 รอบต่อนาที) แต่จากการที่ค่าความร้อนของน้ำมันเชื้อเพลิงผสมมีค่าลดลงตามปริมาณเอทานอลที่เพิ่มขึ้นทำให้อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะมีค่าเพิ่มขึ้น 5.23-19.28 เปอร์เซ็นต์ (ที่กำลังเบรกสูงสุด 2,500 รอบต่อนาที) ปริมาณสารมลพิษ คาร์บอนมอนออกไซด์ (CO) มีค่าลดลง 41-66.6 เปอร์เซ็นต์, คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) มีค่าลดลง 3.7-11.11 เปอร์เซ็นต์ ปริมาณควันดำมีค่าลดลง 55.6-72.9 เปอร์เซ็นต์ ส่วนออกไซด์ของไนโตรเจนมีค่าเพิ่มขึ้น 1.6-8.9 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับการใช้น้ำมันดีเซลและจากผลการทดสอบสมรรถนะ การปล่อยสารมลพิษและการสึกหรอในระยะเวลายาวสามารถสรุปได้ว่า ค่าแรงบิดและกำลังงานของเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันไปโอดีเซลให้ค่าใกล้เคียงกับเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันดีเซล ในช่วงความเร็วรอบประมาณ 1,200-2,400 รอบต่อนาที โดยมีค่าแรงบิดและกำลังงานต่ำกว่าเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันดีเซลประมาณ 5% โดยเฉลี่ยที่ระยะเวลาต่าง ๆ แต่อัตราการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงจำเพาะจะสูงกว่าประมาณ 10%โดยเฉลี่ยที่ระยะเวลาต่าง ๆ และให้ปริมาณควันดำต่ำกว่าเครื่องยนต์ดีเซลประมาณ 40% ที่ชั่วโมงการทำงาน 300 ชั่วโมง และให้ปริมาณควันดำต่ำกว่าเครื่องยนต์ดีเซลประมาณ 20% ที่ช่วงชั่วโมงการทำงานที่ 1,000-2,000 ชั่วโมง สำหรับผลการวัดการสึกหรอของเครื่องยนต์พบว่าชิ้นส่วนของเครื่องยนต์ที่ใช้ไบโอดีเซลมีค่าความสึกหรอใกล้เคียงกับเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันดีเซล ที่ระยะเวลาการทำงานต่าง ๆ และที่ระยะเวลาการใช้งานมากขึ้น การสึกหรอจะมากขึ้นตามไปด้วยแต่การสึกหรอของเครื่องยนต์ทั้งสองเครื่อง ก็ยังอยู่ในช่วงเกณฑ์มาตรฐาน หรือช่วงที่ยอมให้ได้ ตามคู่มือที่บริษัทผู้ผลิตกำหนด