การลดต้นทุนการพัฒนาถ่านกัมมันต์จากชานอ้อย

ความก้าวหน้าทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนำมาซึ่งการเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจและอุตสาหกรรม โรงงานอุตสาหกรรมต่างๆเพิ่มขึ้นอย่างมากมาย แต่กระบวนการผลิตจากอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง น้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรม เป็นสาเหตุหลักที่ก่อให้เกิดมลพิษทางน้ำ เพราะสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ต่างๆในน้ำทิ้งมีความเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตและระบบนิเวศน์ ทำลายความสมดุลของทรัพยากรในแหล่งน้ำ ซึ่งมีผลต่อเนื่องมาถึงมนุษย์ผู้ซึ่งเป็นผู้บริโภคอันดับสุดท้ายของห่วงโซ่อาหารด้วย จึงมีความจำเป็นต้องมีการบำบัดน้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรมก่อนปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม 

ถ่านกัมมันต์ (activated carbon) เป็นทางเลือกที่สะดวก ง่าย และมีประสิทธิภาพเพื่อใช้ในการบำบัดหรือกำจัดมลสารที่ปนเปื้อนอยู่ในน้ำเสีย โดยอาศัยการดูดซับ และกรอง ด้วยคุณสมบัติของถ่านกัมมันต์ซึ่งเป็นถ่านที่อยู่ในรูปคาร์บอนอสัณฐาน (amorphous carbon) ชนิดหนึ่ง ซึ่งถูกผลิตขึ้นมาด้วยกระบวนการก่อกัมมันต์ (activation) ทำให้โครงสร้างของถ่านกัมมันต์มีความแตกต่างจากถ่านชนิดอื่นๆโดยทั่วไป  ทำให้มีพื้นที่ผิวมาก พื้นที่ภายในเพิ่มขึ้น อันเนื่องมาจากโครงสร้างเป็นแบบที่มีรูพรุนขนาดเล็กจำนวนมาก ถ่านกัมมันต์ จึงมีความสามารถในการดูดซับ ความจุในการดูดซับ และความว่องไวในการดูดซับสูง

ผศ.ดร.ศิริกาญจนา ทองมี อาจารย์ประจำภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์  มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ จึงได้ทำการศึกษาการเตรียมถ่านกัมมันต์ โดยมุ่งเน้นการใช้วัตถุดิบจากวัสดุชีวมวลซึ่งเป็นเศษเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมที่มีอยู่เป็นจำนวนมากในประเทศไทย  ได้แก่ ชานอ้อย ซึ่งเป็นวัสดุเหลือทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรมการผลิตน้ำตาล ศึกษาการใช้กระบวนการผลิตถ่านกัมมันต์ทางกายภาพด้วยการใช้ไอน้ำ เพื่อลดต้นทุนในการผลิตสำหรับภาคอุตสาหกรรม  ศึกษาหาสภาวะอุณหภูมิและเทคนิคการเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสมเพื่อการผลิตถ่านกัมมันต์จากชานอ้อย

กระบวนการผลิตถ่านกัมมันต์จากชานอ้อย

1.นำชานอ้อยที่ได้จากโรงงานน้ำตาล มาผึ่งแดด เพื่อลดปริมาณความชื้นในชานอ้อย

2.นำชานอ้อยที่ตากแห้งแล้ว มาอัดเป็นแท่ง

3.นำแท่งชานอ้อย มาทำการเผาในสภาวะอับอากาศ หรือคาร์บอไนเซชั่น (carbonization) ที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส  จะได้เป็นถ่านชาร์ชานอ้อย

4.นำถ่านชาร์ชานอ้อยที่ได้มากระตุ้นด้วยไอน้ำ โดยใช้อุณหภูมิในการกระตุ้น อยู่ในช่วง 1,000 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง จะได้ ถ่านกัมมันต์จากชานอ้อย

ถ่านกัมมันต์จากชานอ้อยที่ได้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในการบำบัดน้ำเสียของโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ รวมทั้งใช้ในระบบการกรองในการผลิตน้ำประปา

งานวิจัยนี้ได้รับทุนสนับสนุนจากสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ (วช.) และสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.)

ขอขอบคุณที่ท่านเข้ามาอ่านบทความวิจัยนี้ และขอความกรุณาสละเวลาตอบแบบสอบถามการให้บริการข้อมูล เพื่อการปรับปรุงต่อไปด้วย จะขอบคุณยิ่ง  

คลิกที่นี่เพื่อตอบแบบสอบถาม—> https://goo.gl/forms/hcBXc1080pJmdUmF3

ผศ.ดร.ศิริกาญจนา ทองมี

ที่มาข้อมูล   :    นิทรรศการงานวันเกษตรแฟร์ ประจำปี 2561

“เทคโนโลยีก้าวไกล พัฒนาเศรษฐกิจไทยไป 4.0”

เจ้าของผลงาน : ผศ.ดร.ศิริกาญจนา ทองมี

ภาควิชาฟิสิกส์

คณะวิทยาศาสตร์

มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ผลิตสื่อเผยแพร่ : วันเพ็ญ นภาทิวาอำนวย

ฝ่ายเผยแพร่งานวิจัย

สถาบันวิจัยและพัฒนาแห่ง มก.

โทร. 02 561 1474

e-mail : rdiwan@ku.ac.th