เรียนรู้กระบวน การผลิตถ่านอัดแท่ง ไร้ควันความร้อนสูง จากเศษอาหารเหลือทิ้ง (แบบละเอียด)

การผลิตถ่านอัดแท่ง จากเศษอาหารเหลือทิ้ง

วัตถุประสงค์หลักในการที่ นิตยสารพืชพลังงาน และสิ่งแวดล้อม  ได้นำเสนอเรื่อง “ถ่านอัดแท่งจากเศษอาหารเหลือทิ้ง” เพื่อนำเสนอต่อสาธารณชนนั้นมีสาเหตุหลักมาจากสภาพประเทศไทยในปัจจุบันเป็นที่ทราบดีว่ามีประชากรมากถึง 60 กว่าล้านคน มีการเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจ และการพัฒนาประเทศเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

ทำให้มี “ขยะมูลฝอย” เกิดขึ้นเป็นจำนวนมาก ทั้งในชุมชนท้องถิ่น และชุมชนเมือง และมีขยะเป็นจำนวนมหาศาลต่อปี ซึ่งยากแก่การกำจัดให้หมดไปภายในเวลาอันรวดเร็ว อีกทั้งปัญหาขยะมูลฝอยที่สะสมกันมาอย่างยาวนานได้ส่งผลกระทบต่อชุมชนและสิ่งแวดล้อมในหลายพื้นที่ ดังที่ทุกท่านเคยเห็นตามข่าวและหน้าหนังสือพิมพ์มาอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นการนำเสนองานวิจัยเรื่องนี้จึงมุ่งหวังให้เกิดการพัฒนาในทุกระดับ เพื่อนำไปสู่การแก้ไขปัญหาที่กำลังกลายเป็นปัญหาระดับชาติ และเป็นวาระแห่งชาติไปแล้วในวันนี้ให้ทุเลาเบาบางลงไปได้

กระบวน การผลิตถ่านอัดแท่ง จากเศษอาหารเหลือทิ้ง

ขั้นตอนการเตรียมวัตถุดิบ

1.เศษไม้เหลือทิ้ง เพื่อใช้เป็นตัวผสมเพิ่มค่าความร้อนให้กับถ่านอัดแท่ง

2.เศษอาหารเหลือทิ้ง เพื่อนำมาเป็นส่วนผสมหลักใน การผลิตถ่านอัดแท่ง

3.แป้งมันสำปะหลัง เพื่อใช้เป็นตัวประสานระหว่างเศษไม้และเศษอาหารให้สามารถขึ้นรูปเป็นลักษณะแท่งตามที่ต้องการได้

4.น้ำ เพื่อทำให้แป้งมันมีการละลายและแตกตัวเสริมให้การจับตัวกันระหว่างเศษไม้และเศษอาหารดีขึ้น

อุปกรณ์ที่ใช้ในการผลิตถ่านอัดแท่งไร้ควันความร้อนสูง

1.เครื่องชั่งน้ำหนัก

2.ภาชนะผสม

3.เตาถ่านผลิตจากถัง 200 ลิตร มีฝาปิด เป็นเตาที่หาได้ง่าย สะดวกต่อการใช้งาน และจัดเก็บง่าย ราคาถูก

4.เครื่องบดเศษไม้และเศษอาหาร

5.เครื่องผสมวัตถุดิบ มีลักษณะเช่นเดียวกับถังผสมปูนซีเมนต์

6.เครื่องอัดใช้การอัดเกลียว หรืออัดสกูร (Screw extrusion)

ขั้นตอน การผลิตถ่านอัดแท่ง ไร้ควันความร้อนสูง

1.เตรียมอุปกรณ์เครื่องมือ และสถานที่ ในการทดลอง ใช้เวลา 10 วัน

2.ตากแห้งหรืออบเศษอาหารเหลือทิ้งหลังจากการบริโภค ใช้เวลา 30 วัน ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ

3.นำเศษไม้เหลือทิ้งที่แห้งแล้วไปเผา และปล่อยให้เย็น ใช้เวลา 2 วัน

4.นำส่วนผสมทั้ง 2 ชนิด ไปบดด้วยเครื่องบด ใช้เวลา 1 วัน

5.นำส่วนผสมทั้ง 2 ชนิด ไปผสมกับแป้งและน้ำด้วยถังผสมให้เข้ากันในปริมาณที่กำหนดในแต่ละรูปแบบการผสม ในอัตราส่วนที่แตกต่างกัน ใช้เวลา 10-15 นาที ต่อ 1 การทดลอง

6.นำส่วนผสมที่ผสมแล้วเข้าเครื่องอัดแท่งได้ขนาดของถ่านอัดแท่ง มีรูกลวงเส้นผ่าศูนย์กลางรูกลวงขนาด 1.5 ซม. ความยาว 10 ซม. เป็นถ่านอัดแท่งรูปทรงกระบอก มีครีบ 5 ครีบรอบด้าน ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 5 ซม. ใช้เวลาในการอัดแท่ง 50 แท่ง ต่อชั่วโมง (กรณีทดลอง)

7.นำถ่านที่อัดแท่งแล้วไปตากแดดให้แห้งสนิท ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ

8.นำถ่านที่ได้ไปทดสอบหาคุณภาพและสมรรถนะ ใช้เวลา 7-15 วัน

ประโยชน์จากเศษอาหารเหลือทิ้ง

ถ่านอัดแท่งจากเศษอาหารเหลือทิ้ง คือ การนำเศษอาหารเหลือทิ้งจากการบริโภค ทั้งในครัวเรือน ตลาด สถานที่ท่องเที่ยว และชุมชนต่างๆ รวมไปถึงวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร มาใช้ประโยชน์ โดยการนำเศษอาหารเหลือทิ้งจากการบริโภคมาตากให้แห้ง และนำเข้าเครื่องบดละเอียด ผสมกับถ่านไม้ในอัตราส่วน โดยมีอัตราส่วนของเศษอาหารเหลือทิ้งต่อถ่านไม้ คือ

• 10:0,
• 9:1,
• 8:2,
• 5:5,
• 2:8,
• 1:9 และ
• 0:10 ตามลำดับ

จากผลการศึกษาพบว่าอัตราส่วนของเศษอาหารเหลือทิ้งต่อถ่านจากเศษไม้ในอัตราส่วน 10:1, 9:1, 8:2, และ 5:5 ไม่ผ่านตามเกณฑ์มาตรฐานผลิตภัณฑ์ชุมชน ส่วนอัตราส่วนของเศษอาหารเหลือทิ้งต่อถ่านจากเศษไม้ในอัตราส่วนที่ 1:9, และ 0:10 นั้น มีค่าความร้อนผ่านเกณฑ์มาตรฐานผลิตภัณฑ์ชุมชน แต่มีปริมาณเถ้าเกินกว่ามาตรฐานผลิตภัณฑ์ชุมชนกำหนด

ทำให้อัตราส่วนดังกล่าวไม่ผ่านเกณฑ์ผลิตภัณฑ์ชุมชน ผลการศึกษาด้านความร้อนและสมรรถนะทางกายภาพ สรุปได้ว่าถ่านอัดแท่งที่มีอัตราส่วนของเศษอาหารเหลือทิ้งต่อถ่านเศษไม้ในอัตราส่วน 2:8 เป็นอัตราส่วนที่ให้ค่าความร้อนสูงเท่ากับ 5,646.6 แคลอรี/กรัม ค่าความชื้น 4.70% และปริมาณเถ้า 9.66% ซึ่งอัตราส่วนดังกล่าวผ่านมาตรฐานผลิตภัณฑ์ชุมชน

จุดเด่นของถ่านอัดแท่งจากเศษอาหารเหลือทิ้ง

อีกทั้ง “ถ่านอัดแท่งจากเศษอาหารเหลือทิ้ง” มีจุดเด่น คือ ง่ายต่อการนำไปใช้ ไม่มีควัน เผาไหม้ได้นาน ราคาไม่สูง เมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงชนิดอื่นๆ ดังนั้นถ่านอัดแท่งจากเศษอาหารเหลือทิ้งจึงเป็นทางเลือก เป็นอีกหนึ่งแนวทางในการแก้ไขปัญหาและเพิ่มมูลค่า เป็นพลังงานทางเลือกที่ช่วยผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้เป็นอย่างดี ลดการพึ่งพาพลังงานจากฟอสซิลต่างๆ ซึ่งส่วนใหญ่ต้องนำเข้าจากต่างประเทศที่ใช้แล้วหมดไป ที่สำคัญประเทศไทยได้มีการผลิตถ่านเพื่อการใช้เป็นเชื้อเพลิงมาอย่างยาวนานตั้งแต่อดีตมาจนถึงปัจจุบัน

 

การวิเคราะห์สมรรถนะทางความร้อน และลักษณะทางกายภาพ ของถ่านอัดแท่งที่ผลิตได้

การวิเคราะห์คุณลักษณะด้านสมรรถนะ และลักษณะทางกายภาพ ของถ่านอัดแท่ง โดยการนำไปทดสอบค่าความร้อน โดยใช้เครื่องมือวัด Oxygen Bomb Calorimeter และทำการศึกษาหาปริมาณสารที่เผาไหม้ได้ปริมาณคาร์บอนคงตัว เถ้า และค่าความชื้น เพื่อเปรียบเทียบกับมาตรฐานผลิตภัณฑ์ชุมชนถ่านอัดแท่ง ดังนี้

ตารางที่ 1 ค่าความร้อนของถ่านอัดแท่งจากเศษอาหารเหลือทิ้งในอัตราส่วนผสมต่างๆ

อัตราส่วน	น้ำหนัก (กิโลกรัม) เศษอาหาร    ถ่านจากเศษไม้	ค่าความร้อน (แคลอรี/กรัม)	ความชื้น(%)	เถ้า (%)	สารระเหย	คาร์บอนคงตัว
10:1	10                       0	4,614.2	1.60	3.60	96.35	0.45
9:1	9                         1	4,118.2	12.19	5.45	97.93	2.44
8:2	8                         2	4,431.0	8.44	4.45	80.98	6.14
5:5	5                         5	4,785.6	3.80	4.85	83.79	7.57
2:8	2                         8	5,646.6	4.70	9.66	82.68	2.97
1:9	1                        9	5,354.1	4.95	13.63	81.24	3.65
0:10	0                        10	5,676.9	6.78	14.87	74.96	3.40

ขอขอบคุณข้อมูล

ดร.ผุสดี แพทย์นุเคราะห์ และอาจารย์พสิษฐ์ พรมเดช (โทร.061-616-5879)

ขอขอบคุณที่มา

“ การผลิตถ่านอัดแท่ง จากเศษอาหารเหลือทิ้ง” นางสาวผานิดา สีจันทร์ และนางสาวปรียานุช สังเผือก

โครงการศึกษาตามหลักสูตรสาธารณสุขศาสตร์บัณฑิต สาขาวิทยาศาสตร์อนามัยสิ่งแวดล้อม

วิทยาลัยนครราชสีมา วิทยาคารกรุงเทพฯ  ปีการศึกษา 2554