เชื้อเพลิงอัดแท่งชีวมวลจากตะไคร่น้ำร่วมกับเปลือกของสัตว์น้ำที่มีกระดองแข็งหุ้มโดยมีสารไคทินเป็นองค์ประกอบ
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ณัฐขวัญ ศรีสร้อย, อนันตญา เสริมชาติเจริญกาล, สิริยากร บัวขม
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
เกษศิรินทร์ เซ็นบัว, สุรีย์ จันทร์เปีย
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
หนึ่งในพลังงานที่มีความจำเป็นต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ คือ พลังงานจากก๊าซหุงต้ม(LPG) ซึ่งปัจจุบันพบว่าราคาของก๊าซหุงต้มมีแนวโน้มที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่องส่งผลต่อค่าครองชีพของประชาชนและผู้ประกอบกิจการต่างๆ ทำให้ต้องเพิ่มต้นทุนการผลิต
ส่งผลให้เกิดปัญหาของขึ้นราคาตามมา ดังนั้นการใช้พลังงานทดแทนจากถ่านจึงเป็นอีกทางเลือกที่ผู้คนให้ความสนใจ แต่ถึงอย่างไรกรรมวิธีการทำถ่านจำเป็นต้องใช้ไม้เป็นองค์ประกอบหลักในการผลิตทำให้ต้องมีการตัดต้นไม้ ซึ่งเป็นผลเสียต่อธรรมชาติและเกิดปัญหาต่อสิ่งแวดล้อม จากปัญหาที่กล่าวมาข้างต้นทีมผู้พัฒนาจึงสนใจที่จะผลิต เชื้อเพลิงอัดแท่งชีวมวลจากตะไคร่น้ำร่วมกับเปลือกของสัตว์น้ำที่มีกระดองแข็งหุ้มโดยมีสารไคทินเป็นองค์ประกอบ เพื่อผลิตและแปรรูปเป็นพลังงานทดแทนใหม่ที่เป็นมิตรต่อ
สิ่งแวดล้อมและยังสามารถเป็นปุ๋ยชั้นดีทางการเกษตรโดยมีไคโตซาน(chitosan) สารอนุพันธ์ของไคทิน (chitin) ซึ่งเอื้อต่อการเจริญเติบโตของพืช อีกทั้งยังเป็นการกำจัดตะไคร่น้ำวัชพืชที่ทำให้เกิดปัญหาน้ำเน่าเสียและเป็นการนำเศษเหลือจากอาหารทะเลที่นิยมนำไปทิ้งมาใช้ให้เกิดประโยชน์อีกด้วย
จากการศึกษาพบว่า ตะไคร่น้ำมีองค์ประกอบพื้นฐานทางชีวโมเลกุลที่สามารถนำมาสกัดเป็นเอทานอล และเปลือกหุ้มของสัตว์ประเภทอาร์โทพอด อาทิ กุ้ง ปู และแมลง จะมีสารไคทินเป็นส่วนประกอบ ซึ่งมีโครงสร้างทางเคมี ( Chitin;C8H13O5N ) คล้ายกับโครงสร้างของเซลลูโลส ( Cellulose; C6H10O5 ) ซึ่งเป็นแหล่งของคาร์บอนและเป็นแหล่งพลังงานได้ดี ในการทดลองจะนำตะไคร่น้ำร่วมกับเปลือกของสัตว์น้ำ เช่น กุ้ง, ปู, แกนปลาหมึก มาตากให้แห้งและนำเปลือกดังกล่าวไปเผาจนเป็นถ่าน เมื่อเรียบร้อยแล้วนำถ่านที่ได้กับตะไคร่น้ำมาบดแยกกันและนำมาผสมหาสัดส่วนของ ตะไคร่น้ำ:เปลือก ในอัตราส่วน 10:0, 8:2, 6:4, 4:6, 2:8 และ 0:10 ตามลำดับ โดยใช้แป้งเปียกเป็นตัวประสานในอัตราส่วน 1.5:10 กิโลกรัม และนำส่วนผสมมาเข้าเครื่องอัดเป็นถ่านอัดแท่งรูปทรงกระบอกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 ซม. มีเส้นผ่านศูนย์กลางรูกลาง 1.5 ซม. ยาว 10 ซม. และนำไปตากแห้ง ประมาณ 5-10 วัน เมื่อได้ตามที่ต้องการนำถ่านอัดแท่งที่มีอัตราส่วนของส่วนผสมที่ต่างกันมาวิเคราะห์หาสมบัติถ่านเชื้อเพลิงตามมาตรฐาน ASTM เพื่อการนำไปใช้จริงใน
ครัวเรือน โดยนำมาหาค่าความร้อน (Heating Value), การหาปริมาณสารที่เผาไหม้ได้ (Volatile Matter), การหาปริมาณคาร์บอนคงตัว (Fixed Carbon), การหาปริมาณเถ้า (Ash) และการหาปริมาณความชื้น (Moisture) พร้อมทั้งวิเคราะห์ปริมาณมลภาวะโดยการสังเกตคราบเขม่าควันจากภาชนะที่ใช้ในการหุงต้ม และนำผลที่ได้มาประเมินคุณสมบัติและความสามารถในการลุกติดไฟของถ่าน และมลภาวะของถ่านที่มีอัตราส่วนของส่วนผสมที่ต่างกัน เพื่อหาอัตราส่วนในการผสมที่มีประสิทธิภาพและเหมาะสมมากที่สุดพร้อมทั้งนำถ่านที่มีสัดส่วนที่เหมาะสมแล้วมาเปรียบเทียบกับถ่านไม้ปกติและถ่านอัดแท่งจากโครงการหลวง และนำมาวิเคราะห์ต้นทุนการผลิตเมื่อเทียบกับก๊าซหุงต้ม (LPG) เชื้อเพลิงชีวมวลที่ผลิตขึ้นนี้จะเป็นพลังงานอีกหนึ่งทางเลือกที่ช่วยประหยัดต้นทุนในการผลิต ประหยัดพลังงาน และเป็นผลดีต่อสิ่งแวดล้อม สามารถนำไปใช้แทนก๊าซธรรมชาติทำให้รองรับความต้องการของมนุษย์ และเพิ่มศักยภาพการใช้ประโยชน์จากวัชพืชและขยะชีวภาพ ทำให้ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และปริมาณขยะภายในประเทศ