การออกแบบและพัฒนากระบวนการผลิตแท่งเชื้อเพลิงชีวมวลจากใบอ้อย เพื่อลดปัญหาหมอกควันและปัญหา PM 2.5
บทวิเคราะห์งานวิจัย
งานวิจัยนี้มุ่งแก้ปัญหาการเผาไร่อ้อยซึ่งก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศอย่างรุนแรง โดยเฉพาะ PM2.5 และส่งผลเสียต่อคุณภาพน้ำตาลและต้นทุนการผลิต แนวทางแก้ไขที่นำเสนอคือการนำใบอ้อยซึ่งเป็นชีวมวลเหลือใช้มาแปรรูปเป็นเชื้อเพลิงชีวมวลอัดแท่ง กระบวนการนี้ประกอบด้วยสองขั้นตอนหลัก คือ การสับย่อยใบอ้อยและการอัดแท่ง งานวิจัยได้ออกแบบและพัฒนาเครื่องจักรสำหรับทั้งสองขั้นตอนนี้โดยเฉพาะ ความสำเร็จของงานวิจัยนี้อยู่ที่การสร้างกระบวนการผลิตเชื้อเพลิงชีวมวลที่ประหยัดต้นทุนและเหมาะสมสำหรับเกษตรกรรายย่อย
การออกแบบเครื่องจักรนั้นคำนึงถึงประสิทธิภาพและความเหมาะสมกับสภาพของเกษตรกร การศึกษาตัวแปรต่างๆ เช่น ขนาดอนุภาคของใบอ้อย ความชื้น และความเร็วของใบมีดสับ มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพของกระบวนการ ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าความชื้นของใบอ้อยมีผลอย่างมากต่อการสับย่อย ใบอ้อยที่มีความชื้น 20-30% จะมีความเหนียว ทำให้การสับย่อยยาก ในขณะที่ความชื้น 5-10% จะให้ประสิทธิภาพการสับย่อยที่ดีที่สุด การเพิ่มความเร็วรอบของใบมีดสับก็ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการสับย่อยได้เช่นกัน
นอกจากการออกแบบเครื่องจักรแล้ว งานวิจัยยังให้ความสำคัญกับการทดสอบคุณสมบัติของเชื้อเพลิงชีวมวลอัดแท่งที่ได้ การทดสอบครอบคลุมทั้งสมบัติด้านกายภาพ เช่น ความหนาแน่นรวมและความทนทาน และสมบัติด้านเชื้อเพลิง เช่น ความชื้น ค่าความร้อน และปริมาณเถ้า ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าเชื้อเพลิงชีวมวลอัดแท่งจากใบอ้อยมีความหนาแน่นรวมเฉลี่ย 1,205 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ค่าความร้อนเฉลี่ย 3,940 กิโลแคลอรี่ต่อกิโลกรัม (16.49 เมกะจูน/กิโลกรัม) ซึ่งใกล้เคียงกับมาตรฐาน มอก. 2772-2560 อย่างไรก็ตาม ปริมาณเถ้าที่ได้ (7.55%) สูงกว่ามาตรฐานที่กำหนด (ไม่เกิน 3%) ซึ่งเป็นข้อจำกัดที่ควรได้รับการพัฒนาต่อยอดในอนาคต
ความสำคัญของงานวิจัยนี้ไม่เพียงแต่เรื่องการลดมลพิษทางอากาศเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเพิ่มรายได้ให้กับเกษตรกร การนำใบอ้อยที่เดิมถูกเผาทำลายมาแปรรูปเป็นเชื้อเพลิงที่มีมูลค่า ทำให้เกษตรกรสามารถสร้างรายได้เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ ยังเป็นการใช้ทรัพยากรอย่างคุ้มค่าและยั่งยืน อย่างไรก็ตาม การนำงานวิจัยนี้ไปใช้ในเชิงพาณิชย์จำเป็นต้องพัฒนาคุณภาพของเชื้อเพลิงชีวมวลอัดแท่งให้มีปริมาณเถ้าที่น้อยลงให้ตรงตามมาตรฐาน เพื่อเพิ่มความน่าสนใจและเพิ่มโอกาสในการขายให้กับโรงงานอุตสาหกรรม
งานวิจัยนี้เหมาะกับอุตสาหกรรมใด
งานวิจัยนี้เหมาะอย่างยิ่งกับ อุตสาหกรรมพลังงานทดแทน โดยเฉพาะอย่างยิ่งโรงงานไฟฟ้าชีวมวล เนื่องจากเชื้อเพลิงชีวมวลอัดแท่งจากใบอ้อยที่ผลิตได้มีค่าความร้อนสูง สามารถใช้ทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลได้บางส่วน นอกจากนี้ ยังเหมาะกับ อุตสาหกรรมเกษตรและอุตสาหกรรมแปรรูปอาหาร เพราะสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ในกระบวนการผลิตและเป็นการแก้ปัญหาการกำจัดขยะทางการเกษตรได้อย่างมีประสิทธิภาพ การสร้างมูลค่าเพิ่มจากของเสียทางการเกษตรเป็นกลยุทธ์ที่สำคัญของอุตสาหกรรมเหล่านี้ อีกทั้งยังส่งเสริมความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อมได้อีกด้วย สุดท้ายนี้ งานวิจัยยังเกี่ยวข้องกับ อุตสาหกรรมเครื่องจักรกลการเกษตร ซึ่งสามารถนำไปพัฒนาและปรับปรุงเครื่องจักรสำหรับการสับย่อยและอัดแท่งชีวมวลให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น
งานวิจัยนี้เหมาะกับอาชีพใด
งานวิจัยนี้เหมาะกับเกษตรกรผู้ปลูกอ้อยโดยตรง เพราะสามารถนำใบอ้อยที่เหลือใช้หลังการเก็บเกี่ยวมาสร้างรายได้เพิ่ม นอกจากนี้ ยังเหมาะกับ วิศวกรเครื่องกล ที่สนใจด้านการออกแบบและพัฒนาเครื่องจักร วิศวกรสามารถนำความรู้จากงานวิจัยไปปรับปรุงและพัฒนาเครื่องจักรให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น รวมถึง นักวิทยาศาสตร์ด้านพลังงานทดแทน ที่สนใจศึกษาและพัฒนาเชื้อเพลิงชีวมวล การวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับคุณสมบัติของเชื้อเพลิงชีวมวลอัดแท่งสามารถนำไปสู่การปรับปรุงคุณภาพและประสิทธิภาพการใช้งานได้ และ ผู้ประกอบการ ที่สนใจลงทุนในธุรกิจพลังงานทดแทน สามารถนำงานวิจัยนี้ไปต่อยอดเป็นธุรกิจสร้างรายได้และสร้างประโยชน์ต่อสังคมได้
| รหัสโครงการ : | 175312 |
| หัวหน้าโครงการ : | ผศ.ดร. กุณฑล ทองศรี |
| ปีงบประมาณ : | 2565 |
| หน่วยงาน : | มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี |
| สาขาวิจัย : | กลุ่มข้อมูลด้านวิศวกรรมและเทคโนโลยี |
| ประเภทโครงการ : | โครงการเดี่ยว |
| สถานะ : | ปิดโครงการ |
| คำสำคัญ : | |
| วัตถุประสงค์ : | เพื่อออกแบบและพัฒนาเครื่องสับย่อยใบอ้อย และเครื่องอัดแท่งเชื้อเพลิงชีวมวลจากใบอ้อย สำหรับเกษตรกรชาวไร่อ้อยรายย่อย เพื่อศึกษาตัวแปรที่มีผลต่อการอัดขึ้นรูปแท่งเชื้อเพลิงชีวมวลจากกาบใบอ้อย เพื่อพัฒนาคุณภาพเชื้อเพลิงชีวมวลจากกาบใบอ้อยให้มีความหนาแน่นเหมาะสำหรับใช้ในโรงงานไฟฟ้าชีวมวล เพื่อเพิ่มรายได้ให้เกษตรกรสามารถขายกาบใบอ้อยได้ราคาสูง และลดการเผาไร่อ้อยที่จะก่อให้เกิดมลพิษด้านสิ่งแวดล้อมโดยเฉพาะฝุ่น PM 2.5 |
ผศ.ดร. กุณฑล ทองศรี. (2565). การออกแบบและพัฒนากระบวนการผลิตแท่งเชื้อเพลิงชีวมวลจากใบอ้อย เพื่อลดปัญหาหมอกควันและปัญหา PM 2.5. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี. กำแพงเพชร, ปทุมธานี.
ผศ.ดร. กุณฑล ทองศรี. 2565. "การออกแบบและพัฒนากระบวนการผลิตแท่งเชื้อเพลิงชีวมวลจากใบอ้อย เพื่อลดปัญหาหมอกควันและปัญหา PM 2.5". มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี. กำแพงเพชร, ปทุมธานี.
ผศ.ดร. กุณฑล ทองศรี. "การออกแบบและพัฒนากระบวนการผลิตแท่งเชื้อเพลิงชีวมวลจากใบอ้อย เพื่อลดปัญหาหมอกควันและปัญหา PM 2.5". มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี, 2565. กำแพงเพชร, ปทุมธานี.
ผศ.ดร. กุณฑล ทองศรี. การออกแบบและพัฒนากระบวนการผลิตแท่งเชื้อเพลิงชีวมวลจากใบอ้อย เพื่อลดปัญหาหมอกควันและปัญหา PM 2.5. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี; 2565. กำแพงเพชร, ปทุมธานี.