การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตก๊าซชีวภาพของใบกระถินโดยการปรับสภาพขั้นต้นด้วยด่างและการหมักร่วมด้วยชีวมวล

Enhancement of biogas production from acacia leave using alkaline pretreatment and co-digestion with biomass

Name: ปัทม์วรรณ ไชยพงศ์

Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตก๊าซชีวภาพจากใบกระถินเทพณรงค์โดยหาสภาวะที่เหมาะสมในการปรับสภาพเบื้องต้นต้นด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) และการหมักร่วม (co-digestion) กับหญ้าเนเปียร์และตะกอนสลัดจ์จากระบบบำบัดน้ำเสียโรงงานผลิตเยื่อกระดาษ โดยใช้โมเดลออกแบบการทดลองแบบประสมส่วนกลาง (Central Composite Design: CCD) และใช้หลักการพื้นผิวตอบสนอง (Response Surface Methodology: RSM) เพื่อเลือกสภาวะที่เหมาะสมในการปรับสภาพใบกระถิน จากการศึกษาองค์ประกอบของใบกระถินเทพณรงค์พบว่า ใบกระถินเทพณรงค์ มีปริมาณเซลลูโลสค่อนข้างต่ำ แต่มีปริมาณเฮมิเซลลูโลสและลิกนินสูงเท่ากับร้อยละ 14.26 และ 17.43 ตามลำดับ เมื่อทดลองศึกษาศักยภาพการผลิตก๊าซชีวภาพด้วยวิธีบีเอ็มพี (Biochemical Methane Potential: BMP) เป็นระยะเวลา 60 วัน ร่วมกับการใช้ Design Expert (Trial version 9) และโมเดล RSM พบว่า ใบกระถินเทพณรงค์ที่ผ่านการปรับสภาพด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ร้อยละ 3 เป็นเวลา 48 ชั่วโมง มีศักยภาพในการผลิตก๊าซชีวภาพสูงสุด ให้ปริมาณก๊าซชีวภาพเท่ากับ 182.19 ลิตรต่อกิโลกรัมของแข็งระเหย ซึ่งปริมาณก๊าซชีวภาพที่ผลิตได้มีค่าเพิ่มขึ้น 1.2 เท่า เมื่อเปรียบเทียบกับการผลิตก๊าซชีวภาพจากใบกระถินเทพณรงค์ไม่ผ่านการปรับสภาพ การทดลองหมักร่วมใบกระถินกับหญ้าเนเปียร์และตะกอนสลัดจ์จากระบบบำบัดน้ำเสียโรงงานผลิตเยื่อกระดาษ พบว่าการหมักร่วมใบกระถินกับชีวมวลชนิดอื่น ได้แก่ หญ้าเนเปียร์หรือกากตะกอนเยื่อกระดาษ ให้ผลผลิตก๊าซชีวภาพสูงกว่าการหมักใบกระถินเพียงชนิดเดียว การหมักร่วมใบกระถินสดกับหญ้าเนเปียร์พบว่าการใช้ใบกระถินสดต่อหญ้าเนเปียร์ในอัตราส่วน 1:3 จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตหญ้าเนเปียร์สูงขึ้น โดยให้ปริมาณก๊าซชีวภาพสูงขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับการคำนวณ ดังนั้นการใช้ใบกระถินเป็นสารเติมแต่ง (additive) สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตก๊าซชีวภาพโดยทำให้สามารถใช้ทดแทนหญ้าเนเปียร์สดและลดการใช้หญ้าในการหมักได้ร้อยละ 25 โดยได้ปริมาณก๊าซชีวภาพเท่าเดิม

Abstract: With the objective of increasing biogas production from Acacia hybrid leave, codigestion with Napier grass was studied and the application of sodium hydroxide (NaOH) pre-treatment was evaluated. In this study the combined with Response surface methodology of Central composite design (CCD) was employed to optimize sodium hydroxide pretreatment condition of Acacia hybrid leaves for maximizing the biogas production. The result showed that the cellulose in Acacia hybrid leave was low whereas the hemicellulose and lignin were 14.26 and 17.43, respectively. Biogas production from pretreated Acacia hybrid leave was estimated by Biochemical Methane Potential (BMP) for 60 days. The result showed that the conditions gave highest biogas production (182.19 L/KgVS) was 3% NaOH 48 h reaction time. These results were higher than un-pretreated Acacia hybrid leave that 1.2 fold. The result of studying on RSM showed that when NaOH concentration and reaction time increased, biogas production was increased. The co-digestion Acacia hybrid leave with Napier grass and pulp sludge from wastewater treatment, pulp and paper industry. Results showed that the biogas yield of co-digestion of Acacia hybrid leave with Napier grass or pulp sludge was only higher than Acacia hybrid leaves. In addition, co-digestion of Acacia hybrid leave with Napier grass (1:3) improved biogas production of Napier grass which provided the higher amount of biogas when comparing with the amount from calculation. Thus, using Acacia hybrid leave as additive can enhance the effeciency of biogas production by being an alternative from Napier grass and reducing grass for fermentation by 25 % with the same amount of biogas.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: อรทัย ชวาลภาฤทธิ์

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2557

Modified: 2569-08-29

Issued: 2569-08-29

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมสิ่งแวดล้อม

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	5570284221.pdf	9.42 MB

ใช้เวลา

0.032997 วินาที