การจัดการเทคโนโลยีในฟาร์มสุกรเพื่อประสิทธิภาพระบบแก๊สชีวภาพ : รายงานฉบับสมบูรณ์

ขันทอง สุนทราภา

dc.contributor.author	ขันทอง สุนทราภา
dc.contributor.other	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
dc.date.accessioned	2012-11-16T09:54:36Z
dc.date.available	2012-11-16T09:54:36Z
dc.date.issued	2552
dc.identifier.uri	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/24358
dc.description.abstract	งานวิจัยนี้ในปีที่ 1 นี้ได้เตรียมเมมเบรนฐานไคโตซานเพื่อนามาใช้ในการแยกแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากแก๊สมีเทนในระบบแก๊สชีวภาพ ไคโตซานที่ใช้มีมวลโมเลกุลและ ร้อยละการกาจัดหมู่แอซีทิล เท่ากับ 9.5x10⁵ ดอลตัน และ 90±5 ตามลาดับ สารซีโอไลต์เอที่ใช้มี ขนาดของรูพรุน พื้นที่ผิว และปริมาตรรูพรุน เท่ากับ 2551.6 อังสตรอม 13.9 ตารางเมตรต่อกรัม และ 0.0137 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อกรัม ตามลาดับ เมมเบรนที่เตรียมขึ้นในงานวิจัยนี้ ได้แก่ เมมเบรนเชื่อมขวางไคโตซาน เมมเบรนไม่เชื่อมขวางไคโตซาน, เมมเบรนเชื่อมขวางไคโตซาน–ซีโอ ไลต์, เมมเบรนไม่เชื่อมขวางไคโตซาน–ซีโอไลต์ และเมมเบรนเชื่อมขวางไคโตซาน–ซีโอไลต์ชนิด บวมตัวด้วยน้า ในการเชื่อมขวางเมมเบรนไคโตซานใช้สารละลายกรดซัลฟิวริกร้อยละ 4 โดย น้าหนัก ปริมาณการใช้ซีโอไลต์เอร้อยละ 10–40 โดยน้าหนักของน้าหนักไคโตซาน ได้ทดสอบ สมบัติต่าง ๆ ของเมมเบรน ได้แก่ โครงสร้างทางเคมี, ปริมาณการดูดซับน้าในเมมเบรน, ลักษณะ สัณฐานวิทยา, ความสามารถทนต่อแรงดึง, ค่าการซึมผ่านแก๊ส และค่าการเลือกสรรคู่แก๊ส พบว่าผลของการเติมซีโอไลต์ทาให้ปริมาณการดูดซับน้าในเมมเบรนและค่าการเลือกสรรคู่แก๊ส เพิ่มขึ้น แต่ค่าความสามารถทนต่อแรงดึงและค่าการซึมผ่านแก๊สลดลง ผลการศึกษาพบว่า เมมเบรนที่มีศักยภาพมากที่สุดคือเมมเบรนเชื่อมขวางไคโตซาน–ซีโอไลต์ ที่มีปริมาณของซีโอไลต์ ร้อยละ 40 โดยน้าหนักของน้าหนักไคโตซาน โดยที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส และความดัน 1 บาร์ เมื่อใช้เมมเบรนแห้งทดสอบกับแก๊สแห้งให้ค่าการซึมผ่านแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์, มีเทน, ไฮโดรเจน และไนโตรเจน เท่ากับ 66.8±6.4, 4.0±0.6, 387.5±26.1 และ 7.4±0.6 แบเรอร์ ตาม ลาดับ ค่าการเลือกสรรแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ต่อมีเทน, ไฮโดรเจนต่อมีเทน และไนโตรเจนต่อ มีเทน เท่ากับ 16.5±1.6, 96.9±1.5 และ 1.9±0.1 ตามลาดับ แต่ผลข้างต้นจะเปลี่ยนไปถ้า เมมเบรนและ/หรือแก๊สไม่แห้ง โดยกรณีที่ใช้แก๊สเปียกและเมมเบรนเปียก ค่าการซึมผ่านแก๊ส และค่าการเลือกสรรคู่แก๊ส จะเป็น 788.0±17.8 แบเรอร์, 20.6±2.2 แบเรอร์, 2102.1±31.8 แบเรอร์, 33.7±0.9 แบเรอร์, 38.2±0.2, 101.9±0.3 และ 1.6±0.1 ตามลาดับ ผลการศึกษา สมรรถนะการแยกแก๊สของเมมเบรน 2 ชนิด คือเมมเบรนเชื่อมขวางไคโตซาน และเมมเบรน เชื่อมขวางไคโตซาน–ซีโอไลต์ ที่มีปริมาณของซีโอไลต์ร้อยละ 40 โดยน้าหนัก จากระบบบ่อแก๊ส ชีวภาพของฟาร์มสุกรกรณีศึกษาพบว่าเมมเบรนเชื่อมขวางไคโตซาน–ซีโอไลต์ มีค่าสมรรถนะ การแยกแก๊สสูงกว่าเมมเบรนเชื่อมขวางไคโตซานสอดคล้องกับสมรรถนะการแยกอุดมคติ และ สอดคล้องกับสมรรถนะการแยกอุดมคติจากเมมเบรนแห้ง/แก๊สแห้ง	en
dc.description.abstractalternative	In the 1[subscript st] year, we have prepared several chitosan based membranes for separation of CO² from CH4 in biogas system. The molecular weight and degree of deacetylation of chitosan were 9.5x10⁵ dalton and 90±5%, respectively. Zeolite A having particle size, surface area and pore size of 2551.6 angstrom, 13.9 m² /g and 0.0137 c m³ /g was used. The studied types were crosslinked chitosan, uncrosslinked chitosan, crosslinked chitosan–zeolite, uncrosslinked chitosan–zeolite and swollen crosslinked chitosan–zeolite membranes. The crosslinking was done by immersing the membrane in 4% by weight of sulfuric acid solution. Zeolite A contents were varied in the range of 0–40% by weight of chitosan. The membranes were characterized for chemical structure, water uptake, morphology, tensile strength, gas permeability and gas pair selectivity. It was found that water uptake and gas pair selectivity increased with zeolite contents. However, tensile strength and gas permeability were decreased. It was found that the most potential type was 40% crosslinked chitosan–zeolite membrane. In testing dry gas with dry membrane at 30 ℃ and 1 bar, the permeability of CO², C H⁴, H² and N² were 66.8±6.4, 4.0±0.6, 387.5±26.1 and 7.4±0.6 barrers, respectively. The selectivity of CO²/ CH⁴, H²/CH⁴ and N²/ C H⁴ were 16.5±1.6, 96.9±1.5 and 1.9±0.1, respectively. These would be differed in testing non dry membrane and/or gas. Those results for swollen membrane and wet gas were 788.0±17.8, 20.6±2.2, 2102.1±31.8, 33.7±0.9 barrers, 38.2±0.2, 101.9±0.3 and 1.6±0.1, respectively. In onsite testing of crosslinked chitosan and 40% crosslinked chitosan–zeolite membranes at selected pig farm, it was found that 40% crosslinked chitosan–zeolite membranes showed better performance than the other corresponding to the ideal separation performance and corresponding to the ideal performance of dry membrane and dry gas.	en
dc.description.sponsorship	ทุนงบประมาณแผ่นดิน ประจำปี 2552	en
dc.format.extent	2491825 bytes
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.language.iso	th	es
dc.publisher	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en
dc.rights	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย	en
dc.subject	ฟาร์ม	en
dc.subject	ก๊าซชีวภาพ	en
dc.subject	ไคโตแซน	en
dc.title	การจัดการเทคโนโลยีในฟาร์มสุกรเพื่อประสิทธิภาพระบบแก๊สชีวภาพ : รายงานฉบับสมบูรณ์	en
dc.title.alternative	รายงานฉบับสมบูรณ์ ปี่ที่ 1 เรื่อง การจัดการเทคโนโลยีในฟาร์มสุกรเพื่อประสิทธิภาพระบบแก๊สชีวภาพ	en
dc.type	Technical Report	es
dc.email.author	khantong@sc.chula.ac.th