การศึกษาผลของอัตราส่วนสารอาหารต่อการผลิตก๊าซชีวภาพจากกลีเซอรอลซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์พลอยได้จากกระบวนการผลิตไบโอดีเซล

Effect of Nutrient Ratio on Biogas Production from Crude Glycerol

Name: เฉลิมเดช ณ ลำพูน

Name: Chaloemdech Nalumpoon

keyword: กลีเซอรอล

Abstract: กลีเซอรอลเป็นผลพลอยได้ที่สำคัญจากกระบวนการผลิตไบโอดีเซล โดยปกติแล้วในกระบวนการ ผลิตไบโอดีเซลจะได้กลีเซอรอลร้อยละ 10 โดยน้ำหนัก ทำให้เกิดแนวแนวคิดที่จะเพิ่มมูลค่าด้วยการนำไป ทำให้บริสุทธ์เพื่อใช้อุตสาหกรรมอาหาร ยา หรือเครื่องสำอาง แต่กระบวนการนี้มีต้นทุนสูง อีก ทางเลือกหนึ่งที่น่าสนใจคือการนำกลีเซอรอลที่มีความบริสุทธ์ต่ำไปผ่านกระบวนการย่อยสลายแบบ ไม่ใช้อากาศเพื่อผลิตก๊าซชีวภาพ ในงานวิจัยนี้จึงศึกษาผลของอัตราส่วนสารอาหารต่อการผลิตก๊าซ ชีวภาพร่วมกันระหว่างกลีเซอรอลและน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดจากโรงสกัดน้ำมันปาล์ม โดยแบ่ง งานวิจัยออกเป็น 4 ตอน ในตอนแรกที่เป็นการศึกษาสมบัติทางกายภาพของกลีเซอรอลจาก กระบวนการผลิตไบโอดีเซลและน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดจากโรงสกัดน้ำมันปาล์มนั้น พบว่ากลีเซอรอล จากกระบวนการผลิตไบโอดีเซลและน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดจากโรงสกัดน้ำมันปาล์มนั้น พบว่ากลีเซอรอล จากกระบวนการผลิตไบโอดีเซลเป็นสารอินทรีย์ที่มีองค์ประกอบของคาร์บอนสูงมากแต่กลับมี ปริมาณไนโตรเจนต่ำ (COD:N เท่ากับ 300:0.05) แตกต่างกับน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดจากโรงสกัด น้ำมันปาล์ม (COD:N เท่ากับ 300:30) ที่มีปริมาณไนโตรเจนเพียงพอต่อความต้องการของจุลินทรีย์ ในตอนต่อมาที่เป็นการศึกษาศักยภาพในการผลิตก๊าซมีเทนของกลีเซอรอลจากกระบวนการผลิต ไบโอดีเซล การทดลอง biochemical methane potential แสดงให้เห็นว่าระบบมีปริมาณการผลิตก๊าซ มีเทนสะสมสูงสุดเท่ากับ 42 mL สามารถคำนวณค่าผลผลิตก๊าซมีเทนได้เท่ากับ 280 mL CH4/g COD removed คิดเป็นประสิทธิภาพได้เท่ากับร้อยละ 81 การศึกษาหาอัตราส่วนสารอาหารที่เหมาะสมใน การผลิตก๊าซชีวภาพจากกลีเซอรอล ในตอนที่สามนั้นโดยทำการศึกษาในถังปฎิกรณ์แบบถังกวน สมบูรณ์ โดยใช้วิธีการป้อนอาหารแบบกะ ที่อัตราส่วนอาหาร COD:N 300:10, 300:7, 300:5 และ 300:3 จากผลการทดลองพบว่า ที่อัตราส่วน COD:N เท่ากับ 300:10, 300:7 และ300:5 ผลผลิตก๊าซ มีเทนและอัตราการผลิตก๊าซมีเทนมีค่าไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ แต่เมื่อลดอัตราส่วน COD:N เป็น300:3 จะส่งผลให้ผลผลิตก๊าซมีเทนและอัตราการผลิตก๊าซมีเทนมีค่าต่ำลง ดังนั้นอัตราส่วน สารอาหารที่เหมาะสมสำหรับการผลิตก๊าซชีวภาพจากกลีเซอรอล คืออัตราส่วน 300:5 ตอนสุดท้าย เป็นการศึกษาการผลิตก๊าซชีวภาพด้วยกระบวนการป้อนอาหารแบบกึ่งต่อเนื่อง มีเวลาในการกักเก็บ ของเหลวประมาณ 4 วัน จากผลการทดลองพบว่า กระบวนการป้อนอาหารแบบกึ่งต่อเนื่องมี เสถียรภาพที่ดีกว่ากระบวนการป้อนอาหารแบบกะ ปริมาณการผลิตก๊าซมีเทนต่อวันเท่ากับ 513.1+-19.4 mL มีค่าประสิทธิภาพในการผลิตก๊าซมีเทนและความสามารถในการกำจัดสารอินทรีย์ เท่ากับร้อยละ 62 และร้อยละ 85+-2 ตามลำดับ จากผลการทดลองทั้งหมดสามารถสรุปได้ว่า กลีเซอรอลจากกระบวนการผลิตไปโอดีเซล สามารถนำไปใช้ในการผลิตก๊าซชีวภาพเพื่อเป็น พลังงานทดแทนในโรงงานอุตสาหกรรมได้

Abstract: Crude glycerol is the major byproduct of the biodiesel industry. In general, around 10 percents of crude glycerol are generated during biodiesel manufacturing process. Since purification of glycerol to use in food, pharmaceutical, or cosmetics industries is too costly, an alternative method for its disposal is strongly required. Applying crude glycerol as a carbon source for biogas production is a promising alternative use for this high-strength waste. In this study, effect of COD:N ratios in cosubstrates of crude glycerol and treated palm oil mill effluent (as nitrogen source) on biogas production were investigated. The experiments were divided into 4 phases. The characterization of crude glycerol and palm oil mill effluent were characterized in the first phase showed that crude glycerol is high carbon substrate but lacked of nutrients for anaerobic digestion (300:0.05). On the other hand, the COD:N ratio of palm oil mill effluent (300:30) was higher than anaerobic requirement. Next, the methane potential of crude glycerol on biogas production was studied by biochemical methane potential (BMP) experiment. From the results, it is found that the methane accumulation and methane yield were 42 mL and 280 mL CHi g CODrcmovcd' respectively, which is equivalent to 81 percent methane efficiency. In third phase of this study, the suitable nutrient ratio was investigated in a laboratory-scale stirred tank reactor. When vary COD:N ratios from 300:10, 300:7, 300:5, to 300:3, no significant difference among methane yield and methane production rate was found among ratios of 300:10,300:7 and 300:5. However, the 300:3 COD:N ratio affected the methane yield and production rate. The suitable COD:N ratio for biogas production from crude glycerol was hence, 300:5. The last phase of experiment was the study in semi continuous operation at an HRT 4 days. The semi continuous operation was more stable than batch operation. The daily methane production of 513.1+-19.4 mL. The methane production efficiency and COD removal were 62 percent and 85+-2 percent, respectively. From the results, it can be concluded that crude glycerol is a good alternative carbon source for biogas production.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: จินดารัตน์ พิมพ์สมาน

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2553

Modified: 2554-08-24

Issued: 2554-08-22

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: CHE2189

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเคมี

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	CHE2189.pdf	1.4 MB	266	2024-12-17 15:47:36
2	CHE2189ab.pdf	28.47 KB	92	2020-06-12 00:16:23

ใช้เวลา

0.033708 วินาที