การพัฒนาถ่านกัมมันต์จากกากทางและทะลายปาล์มน้ำมันที่ผ่านกระบวนการผลิตน้ำมันชีวภาพ (Development of Activated Carbon from Waste of Oil Palm Frond and Bunch in Bio-oil Production Process)
เครื่องผลิตถ่านกัมมันต์
เครื่องผลิตถ่านกัมมันต์ ประกอบด้วย 5 ส่วนหลัก ๆ คือ เตาปฏิกรณ์ ฮีตเตอร์ หม้อไอน้ำ มอเตอร์ และตู้ควบคุม โดยส่วนของตัวเตาปฏิกรณ์ใช้สำหรับบรรจุถ่านชีวภาพที่ได้จากกระบวนการไพโรไลซีส และมีฮีตเตอร์ฝั่งอยู่ด้านบนตัวเตาพร้อมหุ้มด้วยผนังที่มีฉนวนป้องกันการสูญเสียความร้อนภายในเตา โดยมีมอเตอร์เป็นต้นกำลังที่ใช้สำหรับหมุนเตาปฏิกรณ์ ส่วนหม้อไอน้ำ ทำหน้าที่ผลิตไอน้ำเพื่อป้อนให้กับกระบวนการกระตุ้นในการผลิตถ่านกัมมันต์ โดยมีตู้ควบคุมสำหรับควบคุมอุณหภูมิ อัตราการป้อนไอน้ำ และเวลาในการทำปฏิกิริยา อยู่ด้านล่างของเตาปฏิกรณ์
วัตถุประสงค์
1. เพื่อศึกษา วิเคราะห์คุณสมบัติ และพัฒนากระบวนการผลิตถ่านกัมมันต์จากกากที่เหลือทิ้งจากกระบวนการผลิตน้ำมันชีวภาพจากทางและทะลายปาล์มน้ำมันที่เหมาะสมกับชุมชน
2. เพื่อออกแบบและสร้างเครื่องผลิตถ่านกัมมันต์ที่เหมาะสมกับชุมชน
3. เพื่อผลิตและประเมินระยะเวลาการคืนทุนในการผลิตถ่านกัมมันต์จากกากที่เหลือทิ้งจากกระบวนการผลิตน้ำมันชีวภาพจากทางและทะลายปาล์มน้ำมันของชุมชน
ผลการวิจัย
ศักยภาพการผลิตวัตถุดิบถ่านจากทางปาล์มและทะลายปาล์มในพื้นที่สามารถนำไปออกแบบกระบวนการผลิต คือ ผลิตประมาณ 5 kg ต่อรอบ และผลิต 2 รอบต่อวัน กระบวนการที่ได้ออกแบบเพื่อผลิตถ่านกัมมันต์ในงานวิจัยนี้ประกอบด้วยการลดขนาดวัตถุดิบเริ่มต้นซึ่งเป็นถ่านจากกระบวนการไพโรไลซิส เข้าทำปฏิกิริยาในเตาปฏิกรณ์แบบหมุนที่มีการให้ความร้อนและป้อนไอน้ำเพื่อกระตุ้นให้เกิดรูพรุนในเนื้อถ่าน เมื่อเสร็จสิ้นกระบวนการจึงลดอุณหภูมิถ่านเป็นขั้นตอนสุดท้ายในการผลิตถ่านกัมมันต์ ผลการทดสอบสภาวะที่เหมาะสม พบว่า ที่อุณหภูมิ 700 ํC อัตราการป้อนไอน้ำ 150 cm3/min และใช้เวลาในการทำปฏิกิริยาประมาณ 40 min เหมาะสมที่สุดในการผลิตถ่านกัมมันต์จากทะลายปาล์มน้ำมันที่ผ่านกระบวนการผลิตน้ำมันชีวภาพ ในขณะที่อุณหภูมิ 868 ํC อัตราการป้อนไอน้ำ 150 cm3/min และใช้เวลาในการทำปฏิกิริยา 90 min เหมาะสมที่สุดในการผลิตถ่านกัมมันต์จากทางใบปาล์มน้ำมันที่ผ่านกระบวนการผลิตน้ำมันชีวภาพ ทั้งนี้พิจารณาคุณสมบัติโดยรวมพบว่าถ่านกัมมันต์ที่ได้จากกากทางใบปาล์มมีคุณสมบัติที่ดีกว่า และเมื่อนำมาคำนวณต้นทุนแล้วพบว่าระบบที่ผลิตขึ้นนี้สามารถคืนทุนได้ในระยะเวลา 5 ปี
ผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นจริง (outcome)
1. สามารถกำจัดวัสดุเหลือทิ้งจากกระบวนการผลิตน้ำมันชีวภาพคือกากทางและทะลายปาล์มน้ำมันได้ 100% เพราะถ่านที่เกิดจากกระบวนการไพโรไลซิสสามารถนำมาเข้าระบบผลิตถ่านกัมมันต์ได้ทั้งหมด
2. ลดการเผาเพื่อกำจัดวัสดุเหลือทิ้งจากภาคการเกษตรและอุตสาหกรรมการสกัดน้ำมัน คือ ทางและทะลายของปาล์มน้ำมันในพื้นที่เกษตรได้ไม่น้อยกว่า 20% โดยคิดจากจำนวนที่นำวัตถุดิบมาเข้ากระบวนการ
3. ได้ผลิตภัณฑ์ที่สามารถนำไปจำหน่ายเพื่อเพิ่มรายได้ให้กับชุมชน โดยชี้วัดจากแนวทางความเป็นไปได้เชิงเศรษฐศาสตร์ สำหรับการลงทุนเพื่อการผลิตของชุมชน โดยถ่านกัมมันต์ที่ผลิตได้มีคุณสมบัติที่สามารถนำไปจำหน่ายได้
4. นำเสนอองค์ความรู้จากงานวิจัย โดยจัดทำเป็นผลงานวิชาการเพื่อเผยแพร่สู่การนำไปต่อยอดในเชิงวิชาการ
ผลกระทบที่เกิดขึ้นจริง (impact)
1. เกษตรกรและนักลงทุนเกิดแรงจูงใจในการทำเกษตรและอุตสาหกรรมปาล์มน้ำมัน ในสภาวะที่ราคาปาล์มน้ำมันราคาตกต่ำ เนื่องจากของเสียในการทำปาล์มน้ำมันสามารถก่อให้เกิดรายได้เพิ่มเติมได้
2. ลดปัญหาหมอกควันในพื้นที่เกษตรของประเทศไทยเพราะเกษตรกรไม่ต้องเผากำจัดเศษวัสดุในพื้นที่ ลดปัญหาด้านสุขภาพอันเนื่องมาจาก PM2.5
3. ลดการนำเข้าถ่านกัมมันต์จากต่างประเทศ โดยการใช้ถ่านที่ผลิตได้ทดแทน
ติดต่อเพิ่มเติมได้ที่ : อาจารย์ ดร.ภคมน ปินตานา วิทยาลัยพลังงานทดแทน มหาวิทยาลัยแม่โจ้ โทรศัพท์ : 098-6196155 Email : p.pintana@gmail.com