สภาวะที่เหมาะสมในการผลิตแท่งเชื้อเพลิงจากต้นข้าวโพดด้วยวิธีการพื้นผิวตอบสนอง

Abstract

การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตแท่งเชื้อเพลิงจากต้นข้าวโพดด้วยวิธีการพื้นผิวตอบสนอง (Response Surface Methodology, RSM) ซึ่งเป็นการนำต้นข้าวโพดที่เป็นวัสดุเหลือใช้จากการปลูกข้าวโพดเลี้ยงสัตว์มาเป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตเป็นแท่งเชื้อเพลิง เพื่อให้แท่งเชื้อเพลิงที่ได้มีประสิทธิภาพและเหมาะสมสำหรับนำไปใช้งานในระดับครัวเรือนและอุตสาหกรรม โดยการวิจัยแบ่งการทดลองออกเป็น 2 ส่วน ส่วนแรกเป็นการศึกษาสัดส่วนที่เหมาะสมระหว่างต้นข้าวโพด ซังข้าวโพด และตัวประสานจากแป้งมันสำปะหลัง โดยนำต้นข้าวโพดมาเป็นส่วนผสมในปริมาณมากที่สุด ขณะที่นำซังข้าวโพดกับตัวประสานมาเป็นส่วนผสมในปริมาณน้อยที่สุด และยังคงทำให้แท่งเชื้อเพลิงที่ผลิตได้มีค่าความทนแรงอัดสูง ส่วนที่สองเป็นการศึกษาอุณหภูมิและเวลาที่เหมาะสมในกระบวนการคาร์บอไนเซชันแท่งเชื้อเพลิง เพื่อให้แท่งเชื้อเพลิงมีค่าพลังงานความร้อน และร้อยละของผลิตภัณฑ์สูง โดยใช้อุณหภูมิและระยะเวลาที่ต่ำที่สุดในกระบวนการคาร์บอไนซเซชันแท่งเชื้อเพลิง เพื่อเป็นการประหยัดเวลาและลดการใช้ทรัพยากรในขั้นตอนการผลิตแท่งเชื้อเพลิง ผลการศึกษา พบว่า สัดส่วนที่เหมาะสมที่สุดระหว่างต้นข้าวโพด ซังข้าวโพดและตัวประสานจากแป้งมันสำปะหลัง คือ 7.5:1.5:2 โดยน้ำหนัก ตามลำดับ ซึ่งมีค่าความทนแรงอัดอยู่ที่ 0.3556 MPa และมีค่าความหนาแน่นอยู่ที่ 365.15 Kg/m3 โดยมีอุณหภูมิและเวลาที่เหมาะสมที่สุดในกระบวนการคาร์บอไนเซชันแท่งเชื้อเพลิง คือ อุณหภูมิ 475 องศาเซลเซียส ใช้เวลา 90 นาที โดยให้ค่าพลังงานความร้อน 4,689.43 Kcal/kg และร้อยละของผลิตภัณฑ์มีค่าสูงสุด คือ ร้อยละ 40.20 ปริมาณความชื้น และปริมาณเถ้าต่ำสุด คือ ร้อยละ 7.45 และ5.54 ตามลำดับ ขณะที่มีปริมาณของแข็งรวม ปริมาณของแข็งระเหย และปริมาณคาร์บอนสูงสุด คือ ร้อยละ 94.46 87.01 และ 48.34 ตามลำดับ ดังนั้น จากการศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตแท่งเชื้อเพลิงจากต้นข้าวโพดด้วยวิธีการพื้นผิวตอบสนอง พบว่า แท่งเชื้อเพลิงจากต้นข้าวโพดมีศักยภาพที่จะพัฒนาไปใช้งานทั้งในระดับครัวเรือน และระดับอุตสาหกรรม