การศึกษาระยะเวลาการกวนผสมและหมุนเวียนตะกอนที่ส่งผลต่อกระบวนการผลิตก๊าซชีวภาพจากวัสดุเหลือทิ้งข้าวโพดหวานด้วยกระบวนการหมักแบบแห้ง
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาศักยภาพการผลิตก๊าซชีวภาพจากวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรในอุตสาหกรรมแปรรูปข้าวโพดหวาน และศึกษาระยะเวลาการกวนผสมและหมุนเวียนตะกอนที่ส่งผลต่อกระบวนการผลิตก๊าซชีวภาพจากวัสดุเหลือทิ้งข้าวโพดหวานด้วยกระบวนการหมักแบบแห้ง โดยทำการศึกษาภายใต้สภาวะการย่อยสลายแบบไร้อากาศในระดับต้นแบบ (Pilot Scale) ขนาด 1,000 L ด้วยกระบวนการหมักแบบกะ ภายใต้อุณหภูมิสภาวะแวดล้อม ที่ปริมาณค่าของแข็งทั้งหมด (TS) เริ่มต้น เท่ากับ 25% (w/v) และระยะเวลากักเก็บ 30 days โดยแบ่งเงื่อนไขการทดลองออกเป็น 2 เงื่อนไข ได้แก่ กระบวนการหมักภายใต้อัตรากวนผสมและหมุนเวียนตะกอนทุก ๆ 6 และ 12 h รอบละ 10 mins ตั้งแต่เวลา 06.00–18.00 น. จากการศึกษาพบว่าที่อัตรากวนผสมและหมุนเวียนตะกอนทุก ๆ 6 และ 12 h มีปริมาณก๊าซชีวภาพที่เกิดขึ้นต่อวันเฉลี่ยเท่ากับ 283.34 และ 240.63 L/day ปริมาณก๊าซชีวภาพสะสมของระบบเท่ากับ 9,060.86 และ 7,688.11 L สัดส่วนของก๊าซมีเทนสูงสุดเท่ากับ 58.4% และ 59.6% และศักยภาพในการผลิตก๊าซมีเทนเฉลี่ยเท่ากับ 0.688 และ 0.564 L CH4/g VS added ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการกำจัด COD, TS และ VS พบว่าที่อัตราการกวนผสมทุก 6 h ให้ค่าสูงกว่าอัตราการกวนผสมทุก 12 h คือ 8.11%, 7.67% และ 6.71% ตามลำดับ ดังนั้นระบบผลิตก๊าซชีวภาพด้วยกระบวนการหมักแบบแห้งที่ทำการเพิ่มอัตราการกวนผสมและหมุนเวียนตะกอนเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่า สามารถเพิ่มอัตราการผลิตก๊าซชีวภาพได้มากขึ้นถึง 15.15% และผลจากการวิจัยนี้สามารถนำไปประกอบการพิจารณา เพื่อจัดทำระบบผลิตก๊าซชีวภาพด้วยกระบวนการหมักแบบแห้ง สำหรับโรงงานอุตสาหกรรมที่มีวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรในปริมาณมากได้
Article Details
ผลงานที่ได้รับการตีพิมพ์ ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสารฯ
References
นคร ทิพยาวงศ์. 2553. เทคโนโลยีการแปลงสภาพชีวมวล. สมาคมส่งเสริมเทคโนโลยี (ไทย-ญี่ปุ่น).
Schulze, P., A. Seidel-Morgenstern, H. Lorenz, M. Leschinsky & G. Unkelbach. 2016. Advanced Process for Precipitation of Lignin from Ethanol Organosolv Spent Liquors. Bioresource Technology. 199, 128-134.
อัจฉริยา เจริญวัย และสิริชัย คุณภาพดีเลิศ. 2556. ผลของเวลาเก็บกักทางชลศาสตร์และความเข้มข้นของบิสฟีนอลเอต่อสมรรถนะของถังปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรน. วิทยานิพนธ์. วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต. มหาวิทยาลัยเชียงใหม่.
จินตนา ทองเอี้ยว, บุญญฤทธิ์ เผ่าเพ็ง และพงษ์ศักดิ์ นพรัตน์. 2558. การผลิตก๊าซชีวภาพจากเศษเหลือทิ้งขนมหวาน. การประชุมสัมมนาเชิงวิชาการรูปแบบพลังงานทดแทนสู่ชุมชนแห่งประเทศไทยครั้งที่ 8. วันที่ 4–8 พฤศจิกายน 2558. คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี, หน้า 99–102.
สุพจน์ เกิดมี. 2555. พัฒนาการใช้พลังงานก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์และเศษวัสดุทางการเกษตร. คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. มหาวิทยาลัยราชภัฏเพชรบูรณ์.
Kumar S, Singh, S.P., Mishra, I.M. & Adhikari, D.K. 2011. Continuous ethanol production by Kluyveromyces sp. IIPE453 immobilized on bagasse chips in packed bed reactor. Journal of Petroleum Technology and Alternative Fuels, 2(1), 1-6.
Sopee, P., and Natthanicha, S. (2017). Methane production potential from anaerobic co-digestions of different animal dungs and sweet corn residuals. Energy Procedia. 138, 943–948.
Meggyes, A., & Nagy, V. 2012. Biogas and energy production by utilization of different agricultural wastes. acta Polytechnica Hungarica. 9(6), 65-80.
Meixia, Z., Guangminsg, Z., Panyue, Z., Shiyang, F., Shuguang, J., Dan, W., & Wei, F. 2014. Anaerobic digestion of corn stovers for methane production in a novel bionic reactor. Bioresource Technology. 166, 606-609.
Libin, T., Dexun, Z., Hairong, Y., Linfeng, W., Xin, Z., & Xiujin L. (2015). Identifying proper agitation interval to prevent floating layers formation of corn stover and improve biogas production in anaerobic digestion. Bioresource Technology. 186, 1-7.
ชลลดา แดงประดับ. 2554. ผลของเวลาเก็บกักต่อการผลิตก๊าซชีวภาพจากตนขาวโพดหมัก โดยกระบวนการไร้ออกซิเจนแบบสองขั้นตอน. ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่
ทวินันท์ สเลอาด. 2554. ผลของเวลาการกวนผสมและการเวียนตะกอนต่อการผลิตก๊าซชีวภาพจากเศษอาหาร โดยระบบหมักแบบไร้อากาศแบบแห้งในขนาดใช้งานจริง. วิทยานิพนธ์. วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม. จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.
Pornpan, P., Annop, N., Birgitte, A., and Pawinee, C. 2006. Anaerobic co-digestion of cassava pulp and pig manure: effects of waste ratio and inoculum-substrate ratio. The 2nd Joint International Conference on “Sustainable Energy and Environment (SEE 2006)”. 21-23 November 2006. Bangkok, Thailand
ทรงวุฒิ นิรัญศิลป์. 2555. คู่มือแนะนำการติดตั้งและใช้งานระบบการผลิตก๊าซชีวภาพจากขยะอินทรีย์. งานบริการและวิจัยด้านพลังงาน. ศูนย์ฝึกศึกษาบุคลากรด้านปิโตรเลียมและพลังงานทหาร: กรมการพลังงานทหาร, หน้า 2–22.
Michel, S., Stijn, W.H., Van, H., Sander, H., Han, V., and Katleen, R. 2017. Laccase enzyme detoxifies hydrolysates and improves biogas productionfrom hemp straw and miscanthus. Bioresource Technology. 244 (1), 597-604.
Akindele, O., Kamoru, B., and Olusola, A. 2018. Biogas production from anaerobic co–digestion of corn cobs with pig and poultry droppings. Journal of Engineering Research and Development (AJERD). 1(2), 273-282.
Wang, X., Duan, X., Chen, J., Fang, K., Feng, L., Yan, Y., and Zhou, Q. (2016). Enhancing anaerobic digestion of waste activated sludge by pretreatment: effect of volatile to total solids. Journal of Environmental Technology. 37, 1520-1529.
กิตติยา ป้อมเงิน, ประภา โซ๊ะสลาม และรัชพล พะวงศ์รัตน์. 2560. การผลิตแก๊สชีวภาพจากต้นธูปฤาษีที่ผ่านการปรับสภาพ (Typha angustifolia L.) ร่วมกับมูลวัวโดยกระบวนการหมักแบบกึ่งกะ. Veridian E-Journal, Science and Technology Silpakorn University. ปีที่ 4 ฉบับที่ 5 เดือน กันยายน – ตุลาคม 2560. หน้า 28-41.
Budiyono, B., Syaichurrozi, L., and Sumardiono, S. (2013). Biogas production from bioethanol waste: the effect of pH and urea addition to biogas production rate. Waste Technology. 1(1), 2338-6207.
Young, H., Kyung, S., and Richard, E. (2001). Pre-acidification in anaerobic sludge bed process treating brewery wastewater. Journal of Bioscience and Bioengineering. 35, 4267-4276.
Ignatius, E., and Jabakumar, A.P. (2011). Optimization of pre-hydrolysis conditions for the productions of biogas. Thesis (Sustainable Technology and Industrial Biotechnology). School of Engineering. University of Boras, Sweden.
Chen, C., Zheng, D., Liu, G.J., Deng, L.W., Long, Y., and Fan, Z.H. (2015). Continuous dry fermentation of swine manure for biogas production. Waste Chalcombe Publications, Marlow, Bucks, UK.