การศึกษาการใช้ต้นถั่วเหลือง ทางมะพร้าว และทางปาล์ม เป็นตัวประสานธรรมชาติ สำหรับเชื้อเพลิงอัดแท่ง

Study of using soybean tree coconut and palm branch as natural binder for biomass fuel briquettes

Name: บุณยาพร แสนพรม

keyword: ชีวมวล

; เชื้อเพลิงอัดแท่ง

; การเพิ่มความหนาแน่น

; วัสดุประสานธรรมชาติ

Abstract: ประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรมมีเศษวัสดุเหลือทิ้งในปริมาณที่สูง กระบวนการอัดแท่งเป็นเทคโนโลยีการเพิ่มความหนาแน่นได้ดีและยังสามารถข้าถึงได้ ราคาต่ำ แต่การเพิ่มความหนาแน่นด้วยวิธีก็มีข้อด้อยในด้านการใช้ตัวประสาน งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการใช้ต้นเหลือง ทางมะพร้าว และทางใบปาล์ม เป็นตัวประสานธรรมชาติ สำหรับกระบวนการผลิตเชื้อเพลิงอัดแท่งด้วยเครื่องอัดแบบเกลียวรูปกรวย โดยทำการศึกษาตัวแปรที่มีผลต่อกระบวนการผลิต ชนิดของตัวประสานธรรมชาติที่มีผลต่อการอัดและคุณภาพเชื้อเพลิงอัดแท่ง ศึกษาโครงสร้างของชีวมวลที่เป็นผลมาจากอุณหภูมิและแรงดันในการขึ้นรูป และประเมินคุณสมบัติทางกายภาพ ความหนาแน่นความต้านทานแรงกด ดัชนีการแตกร่วน ความต้านทานน้ำ คุณสมบัติทางเคมี คุณสมบัติทางความร้อน และประเมินผลทางเศรษฐศาสตร์ของการผลิตของเชื้อเพลิงอัดแท่ง ชีวมวลที่ทดสอบแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่ ชีวมวลหลัก ประกอบด้วย เศษไม้ ฟางข้าว และซังข้าวโพด และ วัสดุประสานธรรมชาติ ประกอบด้วย ทางใบปาล์ม ทางมะพร้าว และต้นถั่วเหลือง ส่วนตัวประสานทั่วไปที่ใช้คือ แป้งมันสำปะหลัง กระบนการผลิตเชื้อเพลิงอัดแท่งเริ่มจากนำชีวมวลทั้ง 6 ชนิด บดย่อยให้มีขนาด <1-5 mm ผสมที่อัตราส่วน ชีวมวลหลัก 100% วัสดุประสานธรรมชาติ 20%, 40% และ 60%โดยน้ำหนัก สำหรับแป้งมันสำปะหลังจะใช้ที่อัตราส่วน 19, 5% และ 10% โดยน้ำหนัก ผลการศึกษา พบว่าตัวแปรที่มีผลต่อการอัดแท่งได้แก่ ชนิดของตัวประสาน ชีวมวลทั้ง 3ชนิด สามารถนำมาใช้เป็นตัวประสานธรรมชาติในกระบวนการผลิตเชื้อเพลิงอัดแท่งด้วยวิธีการอัดแบบเย็นได้ สามารถยึดเกาะกับชัวมวลหลักได้ทุกชนิด คุณภาพของแท่งเชื้อเพลิงที่ได้มีความแข็งแรงคงทน บริเวณผิวสัมผัสเรียบเนียน พื้นที่หน้าตัดเนื้อชีวมวลยึดเกาะเป็นเนื้อเดียวกัน ขนาดของชีวมวลหลักและตัวประสานธรรมชาติที่นำมาใช้งานที่ เหมาะสมอยู่ระหว่าง 1-3 m อัตราส่วนแป้งมันสำปะหลังที่น้อยที่สุดอยู่ที่ 59 แรงดันที่ใช้ในการกดอัดจะทำให้โครงสร้างชีวมวลจะถูกทำลาย เกิดการแตกหัก ถูกบีบอัดให้พันธะระหว่างอนุภาคให้มีขนาดเล็กลง ประกอบกับอุณหภูมิที่ส่งผลให้ลิกนินของชีวมวลละลายทำให้โครงสร้างของอนุภาคระหว่างวัสดุยึดเกาะเป็นแท่งเนื้อเดียวกัน เมื่อใช้ทางใบปาล์ม มีค่าแรงดันเฉลี่ยอยู่ในช่วง 65.84-80.81 kg/m2 ทางมะพร้าว มีค่าแรงดันเฉลี่ยอยู่ในช่วง41.51-72.30 kg/m และตันถั่วเหลือง มีค่าแรงดันเฉลี่ยอยู่ในช่วง 73.14-100.08 k/m' อุณหภูมิที่เหมาะสม ในการขึ้นรูปอยู่ในช่วง 70-80 oC เมื่อทดสอบคุณสมบัติเบื้องต้นไต้ทำการคัดเลือกเชื้อเพลิงอัดแท่งที่ผ่านเกณฑ์มาตรฐาน ASTM และเกณฑ์ตามคู่มือกรมโรงงานอุตสาหกรรม ทั้งหมด 9 ตัวอย่างประกอบด้วย WC: PL60: CS5 (BQ1), CC: PL40: CS5 (BQ2),CC: PL20:CS5(BQ3), WC:CL60CS5 (BQ4), WC: CL40:CS5(BQ5),CC:CL20:CS5 (BQ6), WC: SB60: CS5 (BQ7), RS:SB40:CS5 (BQ8) และ WC: SB20: CS5 (BQ9) ผลการวิเคราะห์ในด้านคุณสมบัติทางกายภาพของเชื้อเพลิงอัดแท่ง มีค่าความหนาแน่น BQ1-B09 อยู่ในช่วง 882.60-1,160.65 kg/m2 ดัชนีการแตกร่วน มีค่าอยู่ในช่วง 90.02-99.09% ความต้านทานน้ำ มีค่าอยู่ในช่วง 90.26-95.869 และความต้านทานแรงกดอัด มีค่าอยู่ในช่วง 3.12-7.84 MPa และค่าความร้อน มีค่าอยู่ในช่วง 15.59-17.01 MU/Kg สำหรับการประเมินผลทางเศรษฐศาสตร์ มูลค่าปัจจุบันสุทธิของการผลิตเชื้อเพลิงอัดแท่งทุกอัตราส่วนมีค่ากกว่า 0 อยู่ในช่วง 55,672.59-293,010.85 Baht อัตราผลตอบแทนภายใน มีค่าอยู่ในช่ว31.14% ตันทุนต่อหน่วยของเชื้อเพลิงอัดแท่ง มีค่าอยู่ในช่วง 3.53-3.78 bahtkg ระยะเวลาคืนทุนอยู่ในช่วง 4.04 -6.92 y เมื่อเปรียบเทียบกับการผลิตเชื้อเพลิงอัดแท่งโดยใช้เศษไม้ ฟางข้าว และซังข้าวโพดผสมแป้งมันสำปะหลังเพียงอย่างเดียวที่ 209 มีต้นทุนการผลิตต่อหน่วย 6.2198, 6.0617,6.3655 Bahtkg ตามลำดับ เมื่อนำวัสดุตัวประสานธรรมชาติทั้งสามชนิดได้แก่ ทางใบปาล์ม ทางมะพร้าว และต้นถั่วเหลือง มาใช้เพื่อลดอัตราส่วนแป้งมันสำปะหลังสามารถลดต้นทุนในการผลิตเชื้อเพลิงอัดแท่งลงได้ 2.5023, 2.2795 และ 2.5949 Bahtks คิดเป็น 40.23, 37.60 และ 40.76%ตามลำดับ ในด้านความร้อนของเชื้อเพลิงอัดแท่งเมื่อเพิ่มตัวประสานธรรมชาติในการผลิต จากเศษไม้ ฟางข้าว และซังข้าวโพด มีค่าความร้อนเฉลี่ย 15.44, 14.30 และ 12.77 MJ/ke ตามลำดับ ในด้านค่าความร้อนเพิ่มขึ้นเฉลี่ย 7.38, 14.01 และ 33.1 1% เมื่อเปรียบเทียบชีวมวลหลักทั้ง3ชนิด ซึ่งเศษไม้เหมาะที่จะใช้ตัวประสานธรรมชาติทางใบปาล์ม และต้นถั่วเหลืองดีที่สุดที่ 60% ฟางข้าวใช้กับต้นถั่ว เหลืองเท่านั้นที่ 409 และซังข้าวโพดใช้ทางใบปาล์ม 40 เมื่อพิจารณาต้นทุนการผลิตต่อหน่วยและค่าความร้อนของเชื้อเพลิงอัดแท่ง BQ 1-B03 และ B07 มีต้นทุนในการผลิตที่ต่ำ ให้ค่ความร้อนสูง มีมูลค่าปัจจุบันสุทธิและอัตราผลตอบแทนภายในสูง จึงเหมาะแก่การนำไปใช้งานและนำไปประยุกต์ใช้กับชีวมวลประเภทอื่นๆได้

มหาวิทยาลัยแม่โจ้. สำนักหอสมุด

Address: เชียงใหม่

Email: mjudc@mju.ac.th

Name: นิกราน หอมดวง

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาหลัก

Name: นัฐพร ไชยญาติ

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาร่วม

Name: ธเนศ ไชยชนะ

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาร่วม

Created: 2019

Modified: 2567-12-09

Issued: 2567-05-27

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

Th

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมพลังงานทดแทน

Level: ปริญญาโท

Descipline: Master of Engineering in Renewable Energy Engineering

Grantor: Maejo University

©copyrights มหาวิทยาลัยแม่โจ้

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	abstract.PDF	860.6 KB
2	fulltext.PDF	10.83 MB	1	2025-01-21 14:10:12

ใช้เวลา

0.043799 วินาที