การผลิตก๊าซชีวภาพจากหมักร่วมมูลไก่กับหญ้าเนเปียและเศษอาหารโดยกระบวนการย่อยสลายไร้อากาศสถานะของแข็ง

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาศักยภาพการผลิตก๊าซชีวภาพจากมูลไก่ด้วยกระบวนการย่อยสลายไร้อากาศสถานะของแข็งร่วมกับหญ้าเนเปียร์และเศษอาหาร ศึกษาผลของอัตราส่วนวัตถุดิบต่อกล้าเชื้อ เท่ากับ 1:1 2:1 3:1 และ4:1 บนพื้นฐานของของแข็งระเหยได้ พบว่า อัตราส่วนวัตถุดิบต่อกล้าเชื้อ เท่ากับ 1:1 ของหญ้าเนเปียร์ให้ผลได้มีเทนและผลิตมีเทนสูงสุดเท่ากับ 140 ลิตรต่อกิโลกรัมของแข็งระเหยได้ รองลงมา คือ มูลไก่และเศษอาหาร มีค่าเท่ากับ 138 และ 36 ลิตรต่อกิโลกรัมของแข็งระเหยได้ ตามลำดับ ที่อัตราส่วนวัตถุดิบต่อกล้าเชื้อ เท่ากับ 1:1 มูลไก่ให้ผลผลิตมีเทนสูงสุด เท่ากับ 71 ลูกบาศก์เมตรมีเทนต่อตันของชีวมวล รองลงมาคือหญ้าเนเปียร์ และเศษอาหาร มีค่าเท่ากับ 51 และ 14 ลูกบาศก์เมตรมีเทนต่อตันของชีวมวล การศึกษาศักยภาพในการผลิตมีเทนโดยการแปรผันปริมาณของแข็งทั้งหมด โดยแปรผันปริมาณของแข็งเริ่มต้นร้อยละ 16 20 และ 25 พบว่า มูลไก่มีของแข็งเริ่มต้นร้อยละ 16 ที่อัตราส่วนวัตถุดิบต่อกล้าเชื้อ 1:1 ให้ผลได้มีเทนสูงสุด เท่ากับ 138 ลิตรมีเทนต่อกิโลกรัมของแข็งระเหยได้ รองลงมา คือ ของแข็งเริ่มต้นร้อยละ 20 และ 25 ให้ผลได้มีเทน เท่ากับ 133 และ 104 ลิตรมีเทนต่อกิโลกรัมของแข็งระเหยได้ ประสิทธิภาพการย่อยสลายที่ร้อยละ 16 20 และ 25 เท่ากับร้อยละ 42.29 35.53 และ 29.30 ตามลำดับ ผลการหมักร่วมระหว่างมูลไก่ กับหญ้าเนเปียร์ และเศษอาหาร พบว่า การหมักร่วมระหว่างมูลไก่กับหญ้าเนเปียร์ มีปริมาณผลได้มีเทนสูงอยู่ที่ 312 ลิตรต่อกิโลกรัมของแข็งระเหยได้ ที่อัตราส่วน 60 ต่อ 40 และอัตราส่วนมูลไก่ต่อหญ้าเนเปียร์ ร้อยละ 70 ต่อ30 90 ต่อ 10 80 ต่อ 20 และ 50 ต่อ 50 ให้ผลได้มีเทนเท่ากับ 293, 293, 284 และ 278 ลิตรต่อกิโลกรัมของแข็งระเหยได้ ตามลำดับ และการหมักร่วมระหว่างมูลไก่กับเศษอาหาร มีปริมาณผลได้มีเทนสูงสุดที่อัตราส่วน 90 ต่อ 10 เท่ากับ 218 ลิตรต่อกิโลกรัมของแข็งระเหยได้ แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ (P<0.05) กับ อัตราส่วนมูลไก่ต่อหญ้าเศษอาหาร 80 ต่อ 20 70 ต่อ 30 60 ต่อ 40 และ 50 ต่อ 50 มีค่าเท่ากับ 171, 102, 45 และ 44 ลิตรต่อกิโลกรัมของแข็งระเหยได้ การศึกษารูปแบบการผสมระหว่างสารตั้งต้นและกล้าเชื้อก่อนการย่อยสลายร่วมไร้อากาศสถานะของแข็งระหว่างมูลไก่กับหญ้าเนเปียร์ และเศษอาหาร โดยศึกษาลักษณะการผสมก่อนการผลิตแก๊สชีวภาพแบบผสมสมบูรณ์ (CP) แบบผสมบางส่วนชั้นเดียว (PP-1) และแบบผสมบางส่วนสองชั้น (PP-2) พบว่า การย่อยสลายร่วมไร้อากาศสถานะของแข็งระหว่างมูลไก่กับหญ้าเนเปียร์ที่ลักษณะการผสมที่เหมาะสมกับวัตถุดิบ คือ การผสมแบบสมบูรณ์ ให้ผลได้มีเทนสูงถึง 339 ลิตรต่อกิโลกรัมของแข็งระเหยได้ และการการย่อยสลายร่วมไร้อากาศสถานะของแข็งระหว่างมูลไก่กับเศษอาหารที่ลักษณะการผสมที่เหมาะสมกับวัตถุดิบ คือ การผสมบางส่วนสองชั้น ซึ่งให้ผลได้มีเทน เท่ากับ 131 ลิตรต่อกิโลกรัมของแข็งระเหยได้ โดยการหมักร่วมเศษอาหารปริมาณกรดไขมันระเหยได้ มีผลกระทบกับการผสมแบบสมบรูณ์ การผลิตก๊าซชีวภาพจากมูลไก่ด้วยกระบวนการหมักร่วมกับหญ้าเนเปียร์ และเศษอาหาร โดยกระบวนการย่อยสลายร่วมไร้อากาศสถานะของแข็งในระบบกึ่งต่อเนื่อง พบว่า วันที่ 36-70 สามารถให้ผลได้มีเทนสูงสุดทั้งการการหมักร่วมระหว่างมูลไก่กับหญ้าเนเปียร์และเศษอาหาร มีค่าเท่ากับ 319 และ 222 ลิตรต่อกิโลกรัมของแข็งระเหยได้ ตามลำดับ สำหรับโครงสร้างประชากรจุลินทรีย์ในการผลิตก๊าซชีวภาพจากการย่อยสลายร่วมไร้อากาศสถานะของแข็งระหว่างมูลไก่กับหญ้าเนเปียร์ และเศษอาหารด้วยเทคนิค DGGE พบแบคทีเรียกลุ่มเด่น คือ Nitrosococcus sp., Aminobacterium sp., Clostridium sp., Serpentinicella sp. Tepidanaerobacter sp. Cellulophaga sp., และ Acetobacteroides sp. และพบประชากรอาร์เคียกลุ่มเด่น คือ Methanoregula sp., Methanocaldococcus sp., Methanosaeta sp. Methanolinea sp., Methanosphaera sp. และ Methanosarcina sp.

คำสำคัญ