เปรียบเทียบการผลิตก๊าซชีวภาพโดยกระบวนการหมักร่วมน้ำเสียจากการ สกัดน้ำมันปาล์มร่วมกับมูลสัตว์ชนิดต่างๆสู่การพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

สุภัทรา สุขเกลี้ยง, ปัทมา ปานอั้ง, กฤติยาภรณ์ เพชรเขาทอง

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

กรกนก ศรีนวลสุข

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนองค์การบริหารส่วนจังหวัดสุราษฏร์ธานี 1 (ดอนสักผดุงวิทย์)

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2562

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

โครงงานนี้มุ่งเน้นที่จะศึกษาการผลิตก๊าซชีวภาพโดยการหมักร่วม (Co-digestion) น้ำเสียจากการสกัดน้ำมันปาล์ม (POME) ร่วมกับมูลสัตว์ชนิดต่างๆ (มูลสุกร, มูลโค, มูลแพะ และมูลไก่) โดยจะทำการศึกษาศักยภาพในการผลิตก๊าซชีวภาพในระบบการทดลองแบบกะของสารตั้งต้นแต่ละชนิด (น้ำเสียจากการสกัดน้ำมันปาล์ม, มูลสุกร, มูลโค, มูลแพะ และมูลไก่) โดยหมักที่ความเข้มข้นที่ร้อยละต่างๆ คือ ร้อยละ 50, 60, 70, 80, 90 และ 100 พบว่า ความเข้มข้นของน้ำเสียจากการสกัดน้ำมันปาล์มร้อยละ 100 มีปริมาณก๊าซชีวภาพสะสมสูงที่สุด มีค่าเท่ากับ 17.18 ml Biogas/g Sub. รองลงมาคือ น้ำเสียจากการสกัดน้ำมันปาล์มที่ความเข้มข้นร้อยละ 90 และ 80 มีปริมาณก๊าซชีวภาพเท่ากับ 15.77 และ 13.65 ml Biogas/g Sub. ตามลำดับ ที่ความเข้มข้นของมูลสุกรร้อยละ 100 มีผลได้ก๊าซชีวภาพสะสมสูงสุด ซึ่งมีค่าเท่ากับ 97.13 ml Biogas/g Sub. รองลงมาคือ มูลสุกรที่ความเข้มข้นร้อยละ 90 และ 80 มีปริมาณก๊าซชีวภาพเท่ากับ 95.86 และ 87.67 ml Biogas/g Sub. ตามลำดับ ที่ความเข้มข้นของมูลโคร้อยละ 100 มีปริมาณก๊าซชีวภาพสะสมสูงสุด มีค่าเท่ากับ 28.72 ml Biogas/g Sub. รองลงมาคือ มูลโคที่ความเข้มข้นร้อยละ 90 และ 80 มีปริมาณก๊าซชีวภาพเท่ากับ 26.30 และ 23.88 ml Biogas/g Sub. ตามลำดับ ความเข้มข้นของมูลไก่ร้อยละ 100 มีผลได้ก๊าซชีวภาพสะสมสูงสุด มีค่าเท่ากับ 41.00 ml Biogas/g Sub. รองลงมาคือ มูลไก่ที่ความเข้มข้นร้อยละ 90 และ 80 มีผลได้ก๊าซชีวภาพเท่ากับ 36.43 และ 30.70 ml Biogas/g Sub. ความเข้มข้นของมูลแพะร้อยละ 100 มีปริมาณก๊าซชีวภาพสะสมสูงสุด มีค่าเท่ากับ 35.95 ml Biogas/g Sub. รองลงมาคือ มูลแพะที่ความเข้มข้นร้อยละ 90 และ 80 มีปริมาณก๊าซชีวภาพเท่ากับ 34.30 และ 28.80 ml Biogas/g Sub. ตามลำดับ

เมื่อทำการศึกษาสภาวะที่เหมาะสมนั้นจะทำการศึกษาที่อัตราส่วนที่ของน้ำเสียจากการสกัดน้ำมันปาล์มต่อมูลสัตว์ชนิดต่างๆ (มูลสุกร, มูลโค, มูลไก่ และมูลแพะ) คือ 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 40:60, 30:70, 20:80 และ 10:90 โดยทำการหมักที่อุณหภูมิ 35◦C เป็นเวลา 30 วัน พบว่า ในการผลิตก๊าซชีวภาพโดยกระบวนการหมักน้ำเสียจากการผลิตน้ำมันปาล์มร่วมกับมูลสัตว์ชนิดต่างๆจะให้ปริมาณก๊าซชีวภาพมากกว่าการผลิตโดยใช้น้ำเสียจากการผลิตน้ำมันปาล์มเพียงอย่างเดียว ซึ่งสารหมักร่วมที่ให้ปริมาณก๊าซชีวภาพสูงที่สุดคือ มูลสุกร ที่อัตราส่วน 80:20 ให้ปริมาณก๊าซชีวภาพถึง 52.68 ml Biogas/g Sub. ซึ่งมีค่ามากกว่าการผลิตจากน้ำเสียเพียงอย่างเดียวถึง 37.50 ml Biogas/g Sub. รองลงมาคือน้ำเสียจากการสกัดน้ำมันปาล์มร่วมกับมูลไก่ที่อัตราส่วน 80:20 มีศักยภาพในการผลิตก๊าซชีวภาพสูงสุด โดยมีปริมาณก๊าซชีวภาพสะสมสูงสุดถึง 38.18 ml Biogas/g Sub. และน้ำเสียจากการสกัดน้ำมันปาล์มร่วมกับมูลโคที่อัตราส่วน 80:20 น้ำเสียจากการสกัดน้ำมันปาล์มร่วมกับมูลแพะที่อัตราส่วน 80:20 ปริมาณก๊าซชีวภาพสะสมสูงสุดถึง 32.73 ml Biogas/g Sub และ 31.43 ml Biogas/g Sub. ตามลำดับ และนำผลการทดลองการสะสมของการผลิตก๊าซชีวภาพที่อัตราส่วนต่างๆมาศึกษาร่วมกับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ โดยเลือกสมการ Unified Gompertz จะเห็นได้ว่าแนวโน้มของผลิตแก๊สชีวภาพของของน้ำเสียจากการสกัดน้ำมันปาล์มร่วมกับมูลสัตว์ชนิดต่างๆ(มูลสุกร, มูลโค, มูลไก่ และมูลแพะ) ที่ทุกๆอัตราส่วนต่างๆ เป็นไปในทิศทางเดียวกันกับ Unified Gompertz model จะเห็นได้ว่าค่า R2 ที่ได้ มีค่าใกล้เคียง 1 มากๆ แสดงว่าแบบจำลอง Unified Gompertz สามารถนำมาใช้ทำนายพารามิเตอร์ และ ค่าพารามิเตอร์ที่ได้สามารถนำมาใช้ออกแบบการศึกษาการผลิตก๊าซชีวภาพในระบบการทดลองแบบต่อเนื่องได้อย่างมีประสิทธิภาพ