มีเทนจากหัวมันและกากมันสำปะหลังเพื่อใช้เป็นแหล่งพลังงาน

บทคัดย่อ

การศึกษาครั้งนี้เพื่อผลิตมีเทนในรูปของก๊าซชีวภาพเป็นแหล่งพลังงานทางเลือก โดยใช้หัวมันสำปะหลังดิบและกากมันสำปะหลัง ในระบบถังหมักขั้นตอนเดียวแบบไม่ซับซ้อนระดับห้องปฏิบัติการ ที่มีปริมาตรหมัก 5-50 ลิตร ที่อุณหภูมิห้อง (29-31 องศาเซลเซียส) โดยไม่มีการกวน ผลการศึกษาที่ได้เป็นไปตามวัตถุประสงค์ กล่าวคือ ได้มีเทนที่มีศักยภาพสูงเพียงพอต่อการใช้เป็นแหล่งพลังงาน จากหัวมันสำปะหลังดิบซึ่งเป็นผลผลิตทางการเกษตรของประเทศไทยที่ผลิตได้ปริมาณมากและจัดได้ว่ามีมูลค่าต่ำ และจากกากมันสำปะหลังซึ่งเป็นของเสียจากโรงงานแป้งมันสำปะหลัง โดยใช้เทคโนโลยีที่ไม่ซับซ้อน เมื่อผลิตมีเทนด้วยสภาวะเหมาะสมจากการศึกษาที่ปริมาตรหมัก 50 ลิตร ได้เปรียบเทียบการใช้หัวมันสำปะหลัง 2 พันธุ์ คือ CMR 35-22-196 (ระยอง 11) และ ระยอง 5 มีแป้งร้อยละ 25.56 และ 28.72 ตามลำดับ พบว่าหัวมันสำปะหลังที่เตรียมเป็นชิ้นหัวมันแห้ง (ความชื้นร้อยละ 17.37 และ 14.18 ตามลำดับ) ปริมาณของแข็งทั้งหมดร้อยละ 1.0 (จากผลการศึกษาช่วงร้อยละ 0.25-16.0) เติมยูเรียเป็นแหล่งไนโตรเจนร้อยละ 0.04 น้ำหนักต่อปริมาตร (จากการศึกษาแหล่งไนโตรเจนต่างกัน 3 ชนิด) กิจกรรมการผลิตก๊าซชีวภาพของจุลินทรีย์สิ้นสุดภายใน 38 และ 35 วัน ตามลำดับ ให้ผลผลิตก๊าซชีวภาพทั้งหมด 313 และ 304 ลิตร (หรือ 363 และ 340 ลิตรต่อกิโลกรัมหัวมันสด ที่มีความชื้นร้อยละ 52 และ 56 ตามลำดับ) เทียบเท่าปริมาณก๊าซทั้งหมดที่เกิดขึ้น เท่ากับ 626 และ 608 ลิตรต่อกิโลกรัมของของแข็งทั้งหมดที่ให้ มีมีเทนเป็นองค์ประกอบสูงสุดร้อยละ 75.9 และ 76.0 โดยปริมาตร ที่ระยะเวลาการหมัก 21 และ 19 วัน ความเข้มข้นของมีเทนโดยรวมในปริมาตรก๊าซชีวภาพทั้งหมดร้อยละ 52 และ 61 ซึ่งได้มีเทนทั้งสิ้น 161 และ 185 ลิตร เทียบเท่าปริมาณมีเทนทั้งหมดที่เกิดขึ้น 322 และ 370 ลิตรต่อกิโลกรัมของของแข็งทั้งหมดที่ให้ ตามลำดับ สำหรับการผลิตมีเทนในรูปของก๊าซชีวภาพจากกากมันสำปะหลัง (ตัวแทนกากมันสำปะหลังที่เลือกมาศึกษามีความชื้นร้อยละ 83 มีแป้งร้อยละ 24.40) นั้น เมื่อใช้กากมันที่เตรียมแห้ง (ความชื้นร้อยละ 15.19) ปริมาณของแข็งทั้งหมดร้อยละ 1.0 (จากผลการศึกษาช่วงร้อยละ 0.5-4.0) เติมยูเรียร้อยละ 0.04 น้ำหนักต่อปริมาตร (จากการศึกษาแหล่งไนโตรเจนต่างกัน 3 ชนิด) ในปริมาตรหมัก 50 ลิตร ให้ผลผลิตก๊าซชีวภาพทั้งสิ้น 148 ลิตร(หรือ 69 ลิตรต่อกิโลกรัมหัวมันสด ที่มีความชื้นร้อยละ 83) เทียบเท่าปริมาณก๊าซทั้งหมดที่เกิดขึ้น 296 ลิตรต่อกิโลกรัมของของแข็งทั้งหมดที่ให้ มีมีเทนเป็นองค์ประกอบสูงสุดร้อยละ 75.4 โดยปริมาตร ที่ระยะเวลาการหมัก 38 วัน ความเข้มข้นของมีเทนโดยรวมในปริมาตรก๊าซชีวภาพทั้งหมดร้อยละ 56 ซึ่งได้มีเทนทั้งสิ้น 82 ลิตร เทียบเท่าปริมาณมีเทนทั้งหมดที่เกิดขึ้น 165 ลิตรต่อกิโลกรัมของของแข็งทั้งหมดที่ให้ ผลการผลิตมีเทนนี้ได้จากใช้เชื้อเริ่มต้นที่ทางโครงการได้พัฒนาขึ้น เป็นเชื้อเริ่มต้นที่มีประสิทธิภาพสูงในการย่อยแป้งมันสำปะหลังดิบและการผลิตมีเทนจากหัวมันและกากมันสำปะหลัง และได้ข้อมูลด้านปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อการผลิตมีเทนจากหัวมันสำปะหลังดิบและกากมันสำปะหลังเพื่อการเพิ่มศักยภาพและขยายขนาดการผลิตก๊าซต่อไป

คำสำคัญ