ผลของอากาศป้อนต่อประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเตาถ่านชีวภาพจากวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร
คำสำคัญ:
เตาถ่านชีวภาพ, ถ่านชีวภาพ, ประสิทธิภาพเชิงความร้อน, วัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร, ทดสอบแบบต้มเดือดบทคัดย่อ
เตาถ่านชีวภาพในระดับครัวเรือนเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีถ่านชีวภาพที่ได้รับการวิจัยและพัฒนาเพื่อให้เกิดการถ่ายทอดและน่าผลงานไปใช้ให้เกิดประโยชน์ได้จริงในชุมชน การศึกษาถึงประสิทธิภาพของเตาที่ออกแบบโดยทดสอบเปรียบเทียบผลการใช้งานเตา ที่มีการบังคับการป้อนอากาศเข้าสู่เตาเทียบกับการปล่อยให้มีการไหลของอากาศเข้าสู่เตาโดยธรรมชาติ กับวัตถุดิบทดสอบที่ได้จากวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร ได้แก่ ซังข้าวโพด กะลากาแฟ และเมล็ดมะไฟจีน เป็นเป้าหมายหลักของการศึกษาในงานนี้ การทดสอบประสิทธิภาพเชิงความร้อนด้วยวิธีการต้มเดือดเป็นวิธีการที่ถูกนำมาใช้ทดสอบเตาถ่านชีวภาพ ซึ่งทำการออกแบบในรูปแบบ Rocket Stove หรือเป็นเตารูปทรงกระบอก 2 ชั้นที่มีแกนกลางของตัวเตาใช้สำหรับการเผาไหม้ และมีการส่งผ่านความร้อนให้กับบริเวณของการควบคุมสภาวะอากาศเพื่อให้เกิดการย่อยสลายเชิงความร้อนของชีวมวลที่บรรจุอยู่บริเวณเปลือกเตา ผลการศึกษาพบว่าการใช้งานเตาในรูปแบบการบังคับการป้อนอากาศเข้าสู่เตาจะให้ค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงกว่าเตาที่ปล่อยให้มีการไหลเวียนอากาศเข้าสู่เตาแบบธรรมชาติ ซึ่งจะให้ค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนเฉลี่ยร้อยละ 16.58 และ 14.51 ตามลำดับ ทั้งนี้การใช้งานเตาเพื่อผลิตถ่านชีวภาพด้วยกะลากาแฟจะให้ค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงกว่า ซังข้าวโพด และเมล็ดมะไฟจีน คือ ร้อยละ 20.93 18.39 และ 10.42 ตามลำดับ และหากพิจารณาผลด้านสมบัติของถ่านชีวภาพที่ผลิตได้ พบว่าถ่านชีวภาพที่ได้จากเตาถ่านที่ออกแบบจะให้ค่าความร้อนต่ำกว่าถ่านชีวภาพจากการทดสอบในระดับห้องปฏิบัติการ และถ่านชีวภาพที่ได้จากการใช้งานเตาแบบบังคับการป้อนของอากาศจะให้ค่าความร้อนสูงกว่าการปล่อยให้มีการไหลเวียนของอากาศแบบธรรมชาติ ซึ่งจะให้ค่าความร้อนเฉลี่ยของถ่านชีวภาพ เท่ากับ 4,206.43 และ 3,347.02 กิโลจูล
ต่อกิโลกรัม ตามลำดับ ทั้งนี้ถ่านชีวภาพจากซังข้าวโพดจะให้ค่าความร้อนสูงกว่าถ่านชีวภาพที่ได้จาก กะลากาแฟ และเมล็ดมะไฟจีนโดยให้ค่า 6,939.07 กิโลจูลต่อกิโลกรัม ทั้งนี้หากทำการเปรียบเทียบผลการใช้งานเตาที่ท่าการออกแบบกับเตาถ่านชีวภาพที่เคยมีการศึกษาจากงานวิจัยก่อนหน้านี้พบว่า เตาถ่านชีวภาพที่ออกแบบให้ค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนค่อนข้างสูง โดยจะให้ค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนเท่ากับ 16.51 และ 14.51 เมื่อมีการป้อนและไม่ป้อนอากาศเข้าสู่เตา ทั้งนี้เป็นค่าเฉลี่ยที่เกิดจากการใช้วัตถุดิบทั้ง 3 ชนิดในการผลิต
Downloads
References
2. Maschio, G., Koufopanos, C. and Lucchesi, A.(1 9 9 2 ) . Pyrolysis, a promising route forbiomass utilization. Bioresource Technology, vol. 42, 1992, pp.219–231.
3. Torres-Rojas, D., Lehmann, J., Hobbs, P.,Joseph, S. and Neufeldt, H. (2011). Biomass availability. Energy consumption and biochar production in rural households of Western Kenya. biomass and bioenergy, vol.35, 2011, pp.3537 – 3546.
4. Kumar, M., Kumar, S., and Tyagi, S.K., (2013).Design, development and technological advancement in the biomass cookstoves: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 26, 2013, pp.265-285.
5. MacCarty, N., Still, D. and Ogle, D., (2010).Fuel use and emissions performance of fifty cooking stoves in the laboratory and related benchmarks of performance. Energy for Sustainable Development, vol, 14, 2010,pp.161-171.
6. โปรดปราน สริธิรีศาสน์, ณัฐพล ช่างการ และศรัณย์ ชโนวิทย์ (2554). การปรับปรุงคุณภาพของของผสมชีวมวลและถ่านหินด้วยกระบวนการแยกสลายด้วยความร้อน (pyrolysis) โดยใช้คลื่นไมโครเวฟ, การประชุมวิชาการนานาชาติวิศวกรรมเคมีและเคมีประยกุต์แห่งประเทศไทย ครั้งที่ 21.
อ่าเภอหาดใหญ่. จังหวัดสงขลา
7. Carter, K and Shackle, S. (2011). Biochar Stoves: an innovation studies perspective,UK Biochar Research Center (UKBRC), School of Geo- Science, University of Edinburgh.
สำหรับผู้แต่ง (Author)
