ศักยภาพในการผลิตก๊าซชีวภาพจากของเสียผลไม้โดยระบบย่อยสลายทางชีวภาพแบบไร้อากาศ

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาปริมาณศักยภาพของการผลิตก๊าซชีวภาพจากกระบวนการหมักแบบไร้อากาศของเศษขยะผลไม้ 8 ชนิด ได้แก่ มะม่วง สับปะรด แตงไทย แตงโม ส้ม ส้มโอ ฝรั่ง และกล้วย จากตลาดขายส่งผลไม้ โดยทำการศึกษาความสัมพันธ์ของปริมาณก๊าซกับค่าตัวแปรต้นที่มีความจำเพาะเจาะจงกับการผลิตก๊าซ คือ กรดไขมันระเหยง่าย เปอร์เซ็นต์ของแข็งทั้งหมด เปอร์เซ็นต์ของแข็งระเหยง่าย ปริมาณลิกนิน และปริมาณเซลลูโลส โดยในงานวิจัยนี้ทำการประยุกต์จากวิธีการหาศักยภาพการผลิตก๊าซมีเทน (BMP) โดยใช้ขวดเซรั่มสีชาขนาด 100 มล. ใช้เครื่องเขย่า(ความเร็ว 100 รอบต่อนาที) ทำการทดลองที่อุณหภูมิห้องเฉลี่ย 30 องศาเซลเซียสภายในระยะเวลา 30 วัน จากผลการศึกษาลักษณะเบื้องต้นพบว่า ค่าซีโอดีมีค่าอยู่ในช่วง 78,336-348,960 มิลลิกรัมต่อลิตร มีสภาพความเป็นกรด-ด่างอยู่ระหว่าง 3.6-5.3 โดยที่ส้มโอจะมีปริมาณของแข็งทั้งหมดมากที่สุดคือ 30.98 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักเปียก สับปะรดมีปริมาณของแข็งระเหยมากที่สุด 98.38 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักแห้ง และมะม่วงมีปริมาณคาร์บอนต่อไนโตรเจนมากที่สุดคือ 74.76 จากผลการทดลองหาปริมาณการผลิตก๊าซชีวภาพพบว่า แตงไทย ฝรั่ง กล้วย แตงโม เป็นกลุ่มที่มีการเกิดก๊าซชีวภาพสะสมมากที่สุด โดยที่แตงไทยและฝรั่งมีปริมาณก๊าซมีเทนสะสมมากที่สุดในหน่วยมิลลิกรัมต่อลิตรของแข็งระเหยที่เติม และเมื่อนำปริมาณก๊าซชีวภาพที่ได้จากการทดลองเปรียบเทียบกับปริมาณก๊าซชีวภาพที่ได้จากการคำนวณจากสมการเคมี พบว่าปริมาณก๊าซชีวภาพที่ได้จากการทดลองมีปริมาณน้อยกว่าค่าที่ได้จากการคำนวณ อันเนื่องมาจากความไม่สมดุลของระบบคือค่าความเป็นกรด-ด่างของระบบลดต่ำลงอย่างรวดเร็วส่งผลให้กรดไขมันระเหยง่ายไม่สมดุลกับสภาพความเป็นด่างภายในระบบจากการหาค่าความสัมพันธ์ของตัวแปรต่างๆเพื่อสร้างแบบจำลอง พบว่า ปริมาณการผลิตก๊าซชีวภาพยิลด์สะสม 30 วัน ในหน่วยมิลลิลิตรต่อกรัมจะเกิดได้สูงเมื่อของแข็งทั้งหมดคูณกับของแข็งระเหยได้ที่มีค่าน้อย ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากมีปริมาณสารอินทรีย์ที่อยู่ในรูปแบบของเหลวสูงกว่า และมีความสัมพันธ์กับค่าสภาพด่างที่ใช้ในการสะเทินกรดสูง เช่น แตงไทยและฝรั่งที่มีปริมาณน้ำมากกว่าเนื้อของของแข็ง และมีการผลิตก๊าซชีวภาพยิลด์สูง (r2 =0.70) ซึ่งจะส่งผลต่อการเกิดปริมาณก๊าซมีเทนเช่นเดียวกัน ส่วนปริมาณการเกิดก๊าซมีเทนยิลด์ของเศษขยะผลไม้ในวันที่ 7 ในหน่วยมิลลิลิตรต่อกรัมของแข็งระเหยง่าย กับค่ากรดไขมันระเหยง่ายต่อค่าสภาพด่างที่มีค่ำต่ำ จึงจะทำให้เกิดปริมาณการผลิตก๊าซมีเทนสูง เช่น แตงไทยและฝรั่ง (r2 =0.82)