ผลกระทบของความรุนแรงของกระบวนการทอร์รีแฟคชันต่อคุณสมบัติทางเชื้อเพลิงของฟางข้าวที่ผ่านกระบวนการทอร์รีแฟคชัน

ผู้แต่ง

  • ฐณพล เวียงทอง สาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร
  • ปฎิภาณ ถิ่นพระบาท สาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร
  • ประเสริฐ วิโรจน์ชีวัน สาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร
  • ณทพร จินดาประเสริฐ สาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร

คำสำคัญ:

ทอร์รีแฟคชัน, ฟางข้าว , ชีวมวล

บทคัดย่อ

ประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรม มีพื้นที่นาข้าวคิดเป็นร้อยละ 51 ของพื้นที่เกษตรกรรมทั้งหมด การกสิกรรมนี้มีของเหลือทิ้ง คือ ฟางข้าว ประมาณปีละ 35 ล้านตัน อย่างไรก็ตาม เกษตรกรบางส่วนกำจัดฟางข้าวดังกล่าวด้วยการเผาเพื่อความสะดวกต่อการไถเตรียมดินสำหรับการเพาะปลูกพืชใหม่ในฤดูกาลเพาะปลูกต่อไป นับเป็นการเสียประโยชน์ด้านพลังงานทั้งยังสร้างมลพิษทางอากาศ งานวิจัยนี้จึงมุ่งศึกษาการปรับปรุงคุณสมบัติทางเชื้อเพลิงของฟางข้าวด้วยกระบวนการทอร์รีแฟคชันเพื่อผลิตเป็นพลังงาน โดยใช้เครื่องวิเคราะห์เชิงอุณหภูมิความร้อน (TGA)  เพื่อทดลองกับฟางข้าวปริมาณ 10 มิลลิกรัม ที่อุณหภูมิ 280 องศาเซลเซียส และระดับความรุนแรงของทอร์รีแฟคชันที่ต่างกัน (การลดลงของน้ำหนักเริ่มต้น ร้อยละ 10 20 และ 30) ผลการทดลอง พบว่า กระบวนการทอร์รีแฟคชันสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางเชื้อเพลิงของฟางข้าวได้เป็นอย่างดี ฟางข้าวที่เหมาะสมเพื่อผลิตพลังงาน คือ ฟางข้าวที่ผ่านกระบวนการทอร์รีแฟคชันที่ระดับความรุนแรงมากที่สุด (การลดลงของน้ำหนักเริ่มต้นที่ร้อยละ 30) เนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนคงตัวและปริมาณคาร์บอนและค่าความร้อนสูงมากที่สุด และมีค่าความชื้นน้อยที่สุด

References

เจนจิรา อุตเรือน. (2561). การเพิ่มคุณภาพวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรด้วยกระบวนการทอร์รีแฟคชัน. (วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต). มหาวิทยาลัยแม่โจ้, คณะวิศวกรรมศาสตร์, สาขาวิชาวิศวกรรมพลังงานทดแทน.

บัณฑิต เกิดมงคล, เบญจมาศ อยู่ประเสริฐ, และภรณี ต่างวิวัฒน์. (2556). การไถกลบฟางและตอซังข้าวของเกษตรกร ตําบลตะคุ อําเภอปักธงชัย จังหวัดนครราชสีมา. ใน การประชุมวิชาการแห่งชาติ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกําแพงแสน ครั้งที่ 10 (น. 2894-2902). นครปฐม: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.

สุวัฒน์ เณรโต. (2561). การเพิ่มคุณภาพวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรด้วยกระบวนการทอร์รีแฟคชัน. (วิทยานิพนธ์ปรัชญาดุษฎีบัณฑิต). มหาวิทยาลัยศิลปากร, คณะวิศวกรรมศาสตร์, สาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล.

World Bioenergy Association, W.B. (2021). Global bioenergy statistics 2021, Retrieved February, 10, 2023, from https://www.worldbioenergy.org/uploads/211214%20WBA%20GBS%202021.pdf.

Bergman, P.C.A., & Kiel, J.H.A. (2005). Torrefaction for biomass upgrading. Proc. 14th European Biomass Conference, Paris, France, (October), 17–21.

Boudot, M., Elettro, H., & Grosso, D. (2016). Converting water adsorption and capillary condensation in usable forces with simple porous inorganic thin films. ACS Nano, 10(11), 10031–10040.

Bridgeman, T.G., Jones, J.M., Shield, I., & Williams, P.T. (2008). Torrefaction of reed canary grass, wheat straw and willow to enhance solid fuel qualities and combustion properties. Fuel, 87(6), 844–856.

Cahyanti, M.N., Doddapaneni, T.R.K.C., & Kikas, T. (2020). Biomass torrefaction: An overview on process parameters, economic and environmental aspects and recent advancements. Bioresource Technology, 301, 122737.

Caillat, S., & Vakkilainen, E. (2013).Biomass Combustion Science, Technology and Engineering.Cambridge: Woodhead Publishing.

Campbell, W.A., Coller, A., & Evitts, R.W. (2019). Comparing severity of continuous torrefaction for five biomass with a wide range of bulk density and particle size. Renewable Energy, 141, 964–972.

Chaloupková, V., Ivanova, T., Hutla, P., & Špunarová, M. (2021). Ash melting behavior of rice straw and calcium additives. Agriculture (Switzerland), 11(12), 1–12.

Chen, W.H., Lin, B.J., Lin, Y.Y., Chu, Y.S., Ubando, A.T., Show, P.L., & Pétrissans, M. (2021). Progress in biomass torrefaction: Principles, applications and challenges. Progress in Energy and Combustion Science, 82, 100887.

Cremers, M., Koppejan, J., Sokhansanj, S., Melin, S., & Madrali, S. (2015). Status overview of torrefaction technologies, Retrieved February, 10, 2023, from https://www.ieabioenergy.com/wp-content/uploads/ 2015/11/IEA_Bioenergy_T32_Torrefaction_update_2015b.pdf.

Cruz Ceballos, D.C., Hawboldt, K., & Hellleur, R.(2015).Effect of production conditions on self-heating propensity of torrefied sawmill residues. Fuel, 160, 227–237.

García, R., Pizarro, C., Lavín, A.G., & Bueno, J.L. (2012). Characterization of Spanish biomass wastes for energy use. Bioresource Technology, 103(1), 249–258.

García, R., Pizarro, C., Lavín, A.G., & Bueno, J.L. (2013). Biomass proximate analysis using thermogravimetry. Bioresource Technology, 139, 1–4.

Granados, D.A., Ruiz, R.A., Vega, L.Y., & Chejne, F. (2017). Study of reactivity reduction in sugarcane bagasse as consequence of a torrefaction process. Energy, 139, 818–827.

Ilham, Z.(2022).Biomass classification and characterization for conversion to biofuels. Value-Chain of Biofuels, 69-87.

Romão, E.L., & Conte, R.A., (2021). Energy gains of eucalyptus by torrefaction process. Maderas: Ciencia y Tecnología, 23(3), 1–6.

Nhuchhen, D.R., & Afzal, M.T. (2017). HHV predicting correlations for torrefied biomass using proximate and ultimate analyses. Bioengineering, 4(1), 7.

Nunes, L.J.R., Matias, J.C.O., & Catalão, J.P.S. (2014). Mixed biomass pellets for thermal energy production: A review of combustion models. Applied Energy, 127, 135–140.

Pachauri, N., Rani, A., & Singh, V. (2017). Bioreactor temperature control using modified fractional order IMC-PID for ethanol production. Chemical Engineering Research and Design, 122, 97–112.

Prins, M.J., Ptasinski, K.J., & Janssen, F.J.J.G. (2006). Torrefaction of wood. Part 2. Analysis of products. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 77(1), 35–40.

Rousset, P., Aguiar, C., Labbé, N., & Commandré, J.M. (2011). Enhancing the combustible properties of bamboo by torrefaction. Bioresource Technology, 102(17), 8225–8231.

Sabil, K.M., Aziz, M.A., Lal, B., & Uemura, Y. (2013). Synthetic indicator on the severity of torrefaction of oil palm biomass residues through mass loss measurement. Applied Energy, 111, 821–826.

Vassilev, S.V., Vassileva, C.G., & Vassilev, V.S. (2015). Advantages and disadvantages of composition and properties of biomass in comparison with coal: An overview. Fuel, 158, 330–350.

Wang, C., Peng, J., Li, H., Bi, X.T., Legros, R., Lim, C.J., & Sokhansanj, S. (2013). Oxidative torrefaction of biomass residues and densification of torrefied sawdust to pellets. Bioresource Technology, 127, 318–325.

Wang, M.J., Huang, Y.F., Chiueh, P.T., Kuan, W.H., & Lo, S.L. (2012). Microwave-induced torrefaction of rice husk and sugarcane residues. Energy, 37(1), 177–184.

Wigley, T., Yip, A.C.K., & Pang, S. (2016). Pretreating biomass via demineralisation and torrefaction to improve the quality of crude pyrolysis oil. Energy, 109, 481–494.

Zhang, C., Yang, W., Chen, W.H., Ho, S.H., Pétrissans, A., & Pétrissans, M. (2022). Effect of torrefaction on the structure and reactivity of rice straw as well as life cycle assessment of torrefaction process. Energy, 240, 122470.

Downloads

เผยแพร่แล้ว

2023-04-21 — Updated on 2024-05-29

Versions

How to Cite

เวียงทอง ฐ., ถิ่นพระบาท ป. ., วิโรจน์ชีวัน ป. . ., & จินดาประเสริฐ ณ. . (2024). ผลกระทบของความรุนแรงของกระบวนการทอร์รีแฟคชันต่อคุณสมบัติทางเชื้อเพลิงของฟางข้าวที่ผ่านกระบวนการทอร์รีแฟคชัน. PSRU Journal of Science and Technology, 8(1), 13–26. สืบค้น จาก https://ph01.tci-thaijo.org/index.php/Scipsru/article/view/251469 (Original work published 21 เมษายน 2023)

ฉบับ

ปีที่ 8 ฉบับที่ 1 (2023): January - April 2023

บท

บทความวิจัย

License

Copyright (c) 2023 PSRU Journal of Science and Technology

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

กองบรรณาธิการขอสงวนสิทธิ์ในการปรับปรุงแก้ไขตัวอักษรและคำสะกดต่างๆ ที่ไม่ถูกต้อง และต้นฉบับที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร PSRU Journal of Science and Technology ถือเป็นกรรมสิทธิ์ของคณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏพิบูลสงคราม และ
ผลการพิจารณาคัดเลือกบทความตีพิมพ์ในวารสารให้ถือมติของกองบรรณาธิการเป็นที่สิ้นสุด