การพัฒนาเชื้อเพลิงอัดแท่งด้วยผักตบชวาร่วมกับดินฟอกสีที่เหลือทิ้ง จากโรงสกัดน้ำมันปาล์ม
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
จิดาภา เทพพานิช, ลักขิกา สุขพันธ์
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
ธเนศ คุณามาศปกรณ์, สายสุนีย์ จำรัส
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ถ่านอัดแท่งเป็นเชื้อเพลิงที่ได้รับความนิยม เนื่องจากมีราคาถูก ให้ความร้อนได้ดี ใช้ในกระบวนการประกอบอาหาร อาทิเช่น อาหารปิ้ง ย่าง สามารถใช้งานได้สะดวก และคงทน ถึงแม้ว่าถ่านอัดแท่งจะมีราคาถูก แต่ยังแพงกว่าเชื้อเพลิงชีวมวล และสูญเสียทรัพยากรธรรมชาติ อาทิเช่น ไม้ที่เป็นวัสดุหลักในการผลิต ซึ่งไม้ที่ได้มาจากการตัดไม้ทำลายป่าส่งผลให้เกิดผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม เกิดภาวะโลกร้อน และผลที่ตามมามากมาย ทั้งนี้มีปริมาณที่ลดลงเรื่อย ๆ เนื่องจากมีคนใช้จำนวนมาก ทำให้ปัจจุบันมีนักวิจัยพยายามแก้ปัญหาดังกล่าว โดยการผลิตเชื้อเพลิงจากชีวมวลที่เป็นวัสดุทางธรรมชาติ เช่น ผักตบชวา แกลบ ฟางข้าว ใบและยอดอ้อย เหง้ามันสำปะหลัง ซังข้าวโพด ลำต้นข้าวโพด ใบทางปาล์ม ทะลายปาล์ม กะลามะพร้าว และวัชพืชต่าง ๆ
(นฤมลและคณะ, 2560) ใช้แทนถ่านไม้ที่มีคนใช้จำนวนมาก ซึ่งวัสดุเหล่านี้เป็นวัสดุที่ยังมีการนำไปใช้ประโยชน์น้อย ด้วยเหตุนี้โครงงานนี้จึงสนใจพัฒนาเชื้อเพลิงอัดแท่งซึ่งเป็นเชื้อเพลิงชีวมวล โดยศึกษาการนำผักตบชวาและดินฟอกสีซึ่งมีคุณสมบัติที่สามารถนำมาทำเชื้อเพลิงอัดแท่งได้ มาเป็นส่วนประกอบหลักในการผลิตเชื้อเพลิงอัดแท่ง และเป็นการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อม อีกทั้งยังเพิ่มทางเลือกในการใช้ประโยชน์ของผักตบชวาและดินฟอกสีที่เหลือทิ้งจากโรงสกัดน้ำมันปาล์มได้อีกด้วย
จากที่ได้กล่าวไปข้างต้น ชีวมวลที่ศึกษา คือ ผักตบชวา ซึ่งผักตบชวาเป็นวัสดุธรรมชาติที่หาได้ง่ายและมีทั่วไปตามแม่น้ำลำคลอง ซึ่งผักตบชวานั้นแพร่กระจายพันธุ์ได้ง่ายและรวดเร็วมาก ถึงแม้ว่าผักตบชวามีประโยชน์ในการบำบัดน้ำเสียในแม่น้ำลำคลองได้ แต่ในปัจจุบันพบว่าผักตบชวามีปริมาณเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจนกลายเป็นวัชพืช เกิดเป็นอุปสรรคกีดขวางการระบายน้ำตามแม่น้ำลำคลองและยังบดบังแสง ทำให้ประสิทธิภาพในการใช้ชีวิตของสัตว์น้ำลดต่ำลง ซึ่งปัจจุบันมีงานวิจัยที่นำเส้นใยผักตบชวาไปใช้ประโยชน์ในหลายรูปแบบ วิธีหนึ่ง คือ นำไปแปรรูปเป็นเชื้อเพลิงอัดแท่งโดยนำไปผสมกับเปลือกมังคุด (ณัชชา, 2559) ผลการทดสอบพบว่า ผักตบชวาสามารถทำเป็นเชื้อเพลิงอัดแท่ง และมีประสิทธิภาพเทียบเท่าเชื้อเพลิงอัดแท่งที่ทำจากไม้ และเป็นวิธีการนำผักตบชวามาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด รวมถึงเป็นทางเลือกหนึ่งที่สามารถลดปริมาณผักตบชวาได้มีประสิทธิภาพ
สำหรับดินฟอกสีเป็น ของเหลือทิ้งจากกระบวนการกำจัดสารสีออกจากน้ำมันที่ใช้ในอุตสาหกรรมน้ำมันพืช และในการผลิตน้ำมันไบโอดีเซล เมื่อดินฟอกสีผ่านกระบวนการดังกล่าวจะนำไปกำจัดโดยการฝังกลบหรือเผา เนื่องจากดินฟอกสีมีส่วนประกอบของน้ำมันเหลืออยู่ เมื่อกำจัดด้วยวิธีที่ถูกกล่าวไปข้างต้นส่งผลให้เกิดมลพิษทางอากาศ อาทิเช่น ก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจก เกิดมลพิษทางดิน และอาจเกิดเพลิงลุกลามสาเหตุนี้จึงมีความพยายามนำดินฟอกสีไปใช้ประโยชน์ โดยนำไปสกัดน้ำมันและนำไปเป็นวัตถุดิบเสริมประสิทธิภาพของเชื้อเพลิงชีวมวลจากทะลายปาล์ม (นฤบดีและศิริวรรณ, 2559) ผลการทดสอบพบว่า ดินฟอกสีเสริมประสิทธิภาพทำให้เชื้อเพลิงชีวมวลทะลายปาล์มผ่านเกณฑ์มาตรฐานทำให้เชื้อเพลิงชีวมวลนี้สามารถใช้งานได้จริง
จากที่กล่าวมาข้างต้นผู้ทำโครงงานจึงมีความสนใจศึกษาการผลิตเชื้อเพลิงอัดแท่งด้วยผักตบชวาร่วมกับดินฟอกสีที่เหลือทิ้งจากโรงสกัดน้ำมันปาล์ม เพื่อเป็นแนวทางให้ผู้สนใจผลิตผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิงอัดแท่งที่ใช้งานได้จริง จากวัสดุธรรมชาติ เพื่อเพิ่มทางเลือกในการนำผักตบชวาและดินฟอกสีไปใช้ประโยชน์ อีกทั้งยังพัฒนาการผลิตเชื้อเพลิงอัดแท่งจากการชีวมวลอีกด้วย
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษากระบวนการเตรียมและปริมาณของผักตบชวาและดินฟอกสีเพื่อใช้เป็นส่วนผสมของเชื้อเพลิงอัดแท่ง เพื่อพัฒนากระบวนการผลิตเชื้อเพลิงอัดแท่งด้วยผักตบชวาร่วมกับดินฟอกสีโดยศึกษาคุณสมบัติของเชื้อเพลิงอัดแท่งจากผักตบชวาร่วมกับดินฟอกสี และเพื่อวิเคราะห์ความเป็นไปได้ของการผลิตเชื้อเพลิงอัดแท่งด้วยผักตบชวาร่วมกับดินฟอกสีไปใช้งานจริง ซึ่งตัวแปรที่ใช้ในโครงงานนี้ คือ สัดส่วนของผักตบชวาและดินฟอกสี และกระบวนการผลิตเชื้อเพลิงอัดแท่ง เมื่อทดลองได้กระบวนการและสัดส่วนที่เหมาะสมแล้ว จึงนำไปใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงอัดแท่ง เมื่อได้ตัวอย่างแล้วนำไปทดสอบตามมาตรฐานของเชื้อเพลิงอัดแท่ง (ASTM) โดยทดสอบค่าความชื้น ค่าความร้อน ปริมาณเถ้า และปริมาณสารระเหย เมื่อได้ผลการทดสอบคุณสมบัติแล้วจึงประเมินความเป็นไปได้ของการผลิตเชื้อเพลิงอัดแท่งจากผักตบชวาและดินฟอกสีเพื่อใช้งานจริง