การศึกษาความเป็นไปได้ของการผลิตถ่านชีวภาพจากเศษเหลือทิ้งข้าวโพดด้วยกระบวนไพโรไลซิสแบบช้าสาหรับกักเก็บคาร์บอนและปรับปรุงดิน

บทคัดย่อ

เศษวัสดุเหลือทิ้งข้าวโพดถูกไพโรไลซิสกลายเป็นถ่านชีวภาพที่อุณหภูมิ 400 องศาเซลเซียส, อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิ 600 องศาเซลเซียส เพื่อตรวจสอบผลกระทบต่อลักษณะและองค์ประกอบทางเคมีของถ่านชีวภาพ เมื่ออุณหภูมิไพโรไลซิสเพิ่มขึ้น ปริมาณเถ้า ค่าความเป็นกรด-ด่าง ค่าการนำไฟฟ้า ปริมาณคาร์บอนคงตัวและปริมาณของธาตุไนโตรเจน ฟอสฟอรัส โฟแทสเซียม และแคลเซียม มีค่าเพิ่มขึ้น ในขณะที่อัตราการเกิดเป็นถ่านชีวภาพ ความไม่เสถียรของอินทรีย์คาร์บอน และการทำงานที่เป็นกรดลดลง การวิเคราะห์ลักษณะโครงสร้างของถ่านชีวภาพจากภาพถ่ายกำลังขยาย 500 เท่าด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดพบว่าขนาดของรูพรุนของถ่านชีวภาพที่มีขนาดใหญ่ขึ้นตามอุณหภูมิไพโรไลซิสที่สูงขึ้น เนื่องจากกระบวนการไพโรไลซิสทำให้เกิดการทำลายสารประกอบบางชนิดในซังข้าวโพด เช่น เซลลูโลส ทำให้ซังข้าวโพดถูกทำลายด้วยความร้อนเช่นเดียวกับการเผาไหม้ของวัสดุอินทรีย์สารที่มีอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น และรูพรุนของถ่านชีวภาพมีลักษณะคล้ายกับรังผึ้งซึ่งสามารถดูดซับน้ำและธาตุอาหารที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืชได้ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติถ่านชีวภาพที่อุณหภูมิไพโรไลซิส 400 องศาเซลเซียส มีศักยภาพกักเก็บคาร์บอนได้สูงกว่าถ่านชีวภาพที่อุณหภูมิไพโรไลซิส 500 องศาเซลเซียส และ 600 องศาเซลเซียส เมื่อถูกนำไปประยุกต์ใช้ปรับปรุงโครงสร้างและคุณภาพดิน ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญของกระบวนการผลิตถ่านชีวภาพด้วยกระบวนการไพโรไลซิสแบบช้าคือฝุ่นละอองประมาณ 16 กิโลกรัมต่อปี ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 0.07 กิโลกรัมต่อปี และคาร์บอนมอนอกไซด์ประมาณ 159 กิโลกรัมต่อปี ดังนั้นจากผลการประเมินพบว่าถ่านชีวภาพเป็นทางเลือกหนึ่งที่น่าสนใจในการแก้ปัญหาเศษวัสดุเหลือทิ้งข้าวโพดทางการเกษตรและปัญหาภาวะโลกร้อน นอกจากนี้ยังช่วยปรับปรุงคุณภาพสิ่งแวดล้อมของโลกรวมทั้งช่วยลดความสูญเสียทางเศรษฐกิจของท้องถิ่นด้วย

คำสำคัญ