ก า ก ต ะ ก อ น ดีแ ค น เ ต อ ร์เ ป็นวัสดุเ ศ ษ เ ห ลือ จา ก กระบวนการสกัดน้ำ มันปาล์ม ซึ่งสามารถนำ มาใช้ให้เกิดประโยชน์โดยการผลิตแก๊สชีวภาพได้ งานวิจัยนี้จึงเป็นการศึกษาการหมักร่วมกันระหว่างกากตะกอนดีแคนเตอร์กับมูลสุกร ที่
อัตราส่วนผสมต่างๆ เพื่อหาอัตราส่วนผสมที่ดีที่สุดในการผลิตแก๊สชีวภาพ โดยใช้อัตราส่วน น้ำหนักกากตะกอนดีแคนเตอร์ 0.5 กิโลกรัมต่อมูลสุกร 50 มล. (10%) 100 มล. (20%) 150 มล.(30%) 200 มล. (40%) และ 250 มล. (50%) โดยปริมาตร ระบบ
หมักแบบไร้อากาศ (Anaerobic Digester) ทำการหมักเป็นระยะเวลา 12 วัน ภายใต้อุณหภูมิห้อง (27 ± 3 องศาเซลเซียส) เก็บตัวอย่างน้ำหมักวัดค่า pH และปริมาตรแก๊สทุก 3 วัน วัดป ริม า ณ แ ก๊ส ชีว ภ า พ ที่เ กิด ขึ้น โ ด ย ก า ร แ ท น ที่น้ำ ( fluid displacement method) พบว่า การหมักกากตะกอนดีแคนเตอร์ร่วมกับมูลสุกร แบบไร้อากาศ อัตราส่วนมูลสุกรที่ทำให้เกิดแก๊สสูงสุด คือ อัตราส่วนผสมมูลสุกร 10% ซึ่งมีปริมาณแก๊สชีวภาพเท่ากับ มิลลิลิตรต่อวัน รองลงมา คือ 40% และ30%
ระบบการหมักแบบไร้อากาศจำลองในห้องปฏิบัติการ
การหมักกากตะกอนดีแคนเตอร์จากโรงงานสกัดน้ำมันปาล์มร่วมกับมูลสุกร โดยใช้อัตราส่วน น้ำหนักกากตะกอนดีแคนเตอร์ 0.5 กิโลกรัมต่อมูลสุกร 50 มล. (10%) 100 มล. (20%)150 มล. (30%) 200 มล. (40%) และ 250 มล. (50%) โดยปริมาตร ทำการทดลอง 3 ซ้ำ
ชุดที่ 1 ผสมกากตะกอนดีแคนเตอร์ต่อมูลสุกร ด้วยอัตราส่วน น้ำหนัก 0.5 ก.ก. ต่อ 50 มล. (10%)
ชุดที่ 2 ผสมกากตะกอนดีแคนเตอร์ต่อมูลสุกร ด้วยอัตราส่วน น้ำหนัก 0.5 ก.ก. ต่อ100 มล. (20%)
ชุดที่ 3 ผสมกากตะกอนดีแคนเตอร์ต่อมูลสุกร ด้วยอัตราส่วน น้ำหนัก 0.5 ก.ก. ต่อ 150 มล. (30%)
ชุดที่ 4 ผสมกากตะกอนดีแคนเตอร์ต่อมูลสุกร ด้วยอัตราส่วน น้ำหนัก 0.5 ก.ก. ต่อ 200 มล. (40%)
ชุดที่ 5 ผสมกากตะกอนดีแคนเตอร์ต่อมูลสุกร ด้วยอัตราส่วน น้ำหนัก 0.5 ก.ก. ต่อ 250 มล. (50%)
แบบจำ ลองระบบหมักแบบไร้อากาศ (Anaerobic Digester) มีลักษณะเป็นขวดแก้ว ขนาด 1 ลิตร ปริมาตรการใช้งาน 0.8 ลิตร ปิดปากขวดด้วยจุกยางพันทับด้วยพาราฟิล์ม
ผลการทดลองและอภิปรายผล
1) ลักษณะของวัสดุหมัก
วัสดุที่ใช้สำหรับหมัก คือ กากตะกอนดีแคนเตอร์โรงงานสกัดน้ำมันปาล์ม จากจากบริษัททักษิณน้ำมันปาล์ม จ.สุราษฎ์ธานี ส่วนหัวเชื้อไร้อากาศ (Pig Manure) จากบ่อพักมูลสุก ร ภ า ค วิช า สัต ว ศ า ส ต ร์ ค ณ ะ ท รัพ ย า ก ร ธ ร ร ม ช า ติมหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ วิทยาเขตหาดใหญ่ ซึ่งจากการวิเคราะห์สมบัติของมูลสุกรสดที่นำมาใช้ในการทดลอง พบว่า มูลสุกรมีค่า pH ที่ 5.56 ค่า TS เท่ากับ 36.58 mg/L ค่า TSSเท่ากับ 22.12 mg/L
2) ผลการทดลองของระบบการหมักแบบไร้อากาศในห้องปฏิบัติการ
ในการทดลองนี้ เป็นการศึกษาประสิทธิภาพการผลิตแก๊สชีวภาพจากการหมักกากตะกอนดีแคนเตอร์กับมูลสุกรที่อัตราส่วนผสมระดับต่างๆ โดยผสมกันในอัตราส่วนผสมน้ำหนักกากตะกอนดีแคนเตอร์ 0.5 กิโลกรัมต่อมูลสุกร 50 มล. (10%) 100
มล. (20%) 150 มล. (30%) 200 มล. (40%) และ 250 มล.(50%) โดยปริมาตร ทำการทดลอง 3 ซ้ำ โดยทำการหมักแบบกะ(batch) ภายใต้อุณหภูมิห้อง (27.7-29.5 องศาเซลเซียส) เป็นเวลา 12 วัน โดยวัดแก๊สที่เกิดขึ้น 3 วัน โดยอาศัยหลักการแทนที่น้ำ ในระหว่างการทดลองได้ทำการวิเคราะห์ค่าอุณหภูมิ ความเป็นกรด-ด่าง (pH) และองค์ประกอบของแก๊สชีวภาพ ซึ่งมีรายละเอียดในการวิเคราะห์ผลดังต่อไปนี้
2.1) อุณหภูมิ (Temperature)
อุณหภูมิมีผลต่อจุลินทรีย์เป็นอย่างมาก โดยอัตราการย่อยสลายสารอินทรีย์หรือปฏิกิริยาทางชีวเคมีของจุลินทรีย์ขึ้นกับอุณหภูมิ อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีการเพิ่มอุณหภูมิในการทดลองครั้งนี้ทดลองภายใต้อุณหภูมิห้อง (27.7-29.5 องศาเซลเซียส) เมื่อเริ่มเดินระบบ พบว่า อุณหภูมิเริ่มต้นของวัสดุหมักที่ป้อนเข้าระบบมีค่าอยู่ระหว่างช่วง 29.0-30.5 องศาเซลเซียสและอุณหภูมิวันสิ้นสุดการทดลองมีค่าอยู่ในช่วง 29.9-30.2 องศาเซลเซียส (Grady et al., 1999) ได้รายงานว่าช่วงอุณหภูมิ 10องศาเซลเซียส จุลินทรีย์ยังสามารถทำงานได้ แต่ประสิทธิภาพต่ำ
และค่าแนะนำต่ำสุดที่เป็นไปได้ในทางปฏิบัติ คือ 20-25 องศาเซลเซียส จะเห็นได้ว่า ค่าอุณหภูมิตลอดการทดลองมีค่าสูงกว่าค่าแนะนำต่ำสุด ดังนั้น อุณหภูมิจึงไม่มีผลกระทบต่อการทำงานและเติบโตของจุลินทรีย์สร้างมีเทนและไม่จำ เป็นต้องป้อนพลังงานใดๆ เพื่อเพิ่มอุณหภูมิแก่ระบบ
2.2) ความเป็นกรด-ด่าง (pH)
จากการศึกษาค่าพีเอชของวัสดุหมัก ก่อนป้อนเข้าสู่ถัง ปฏิกรณ์หมัก พบว่า ในทุกอัตราส่วนผสม มีค่าอยู่ระหว่าง 4.10- 4.17 (ภาพประกอบที่ 4) เมื่อเดินระบบ จะเห็นว่าค่าพีเอชของ ระบบเพิ่มขึ้นเล็กน้อย อาจเป็นเพราะจุลินทรีย์สร้างมีเทนมีการเจริญเติบโตได้เร็วกว่าจุลินทรีย์สร้างกรด และมีจำนวนเพิ่มขึ้น
2.3) อัตราการผลิตแก๊สชีวภาพ (Biogas production)
จากการทดลองได้ทำการวัดปริมาณแก๊สชีวภาพที่เกิดขึ้นโดยการแทนที่น้ำ โดยปริมาณแก๊สชีวภาพที่เกิดขึ้นเป็นตัวบ่งชี้ถึงประสิทธิภาพการเกิดแก๊ส เมื่อเดินระบบ พบว่า แก๊สชีวภาพในช่วง 2 วันแรกเกิดขึ้นสูงสุด (ภาพประกอบที่ 5) และจะลดลง
ต่ำสุดในช่วงวันที่ 4 และ 5 จากนั้นแก๊สชีวภาพที่เกิดขึ้นจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ในทุกอัตราส่วนผสมต่างๆ ทั้งนี้เนื่องจากจุลินทรีย์จะใช้สารอาหารที่ย่อยง่ายก่อนในวันแรกๆ จึงทำให้ได้แก๊สชีวภาพอย่างรวดเร็ว หลังจากนั้นจะเหลือสารอินทรีย์ที่ย่อยยาก อีกทั้งค่าพีเอชที่ต่ำลงกว่า 5.0 เป็นช่วงที่ไม่เหมาะสมต่อการผลิตแก๊ส
ชีวภาพของจุลินทรีย์ เมื่อพิจารณาปริมาณแก๊สชีวภาพ(ภาพประกอบที่ 5)อัตราส่วนที่ให้ปริมาณแก๊สชีวภาพต่อวันสูงสุด คือ อัตราส่วนผสมน้ำหนักกากตะกอนดีแคนเตอร์ 0.5 กิโลกรัมต่อมูลสุกร 50 มล. (10%) ให้แก๊สชีวภาพ เท่ากับ498.33 มล. อัตราส่วนมูลสุกร.40% ให้แก๊สรองลงมาเท่ากับ420.00 มล. และที่อัตราส่วนผสมมูลสุกรที่ระดับ 50% ให้แก๊สชีวภาพน้อยที่สุดเท่ากับ 143.33 มล.ปริมาณแก๊สชีวภาพสะสม (ภาพประกอบที่ 6) อัตราส่วนผสมที่ให้แก๊สชีวภาพสะสมสูงสุด คือ อัตราส่วนผสมน้ำหนักกากตะกอนดีแคนเตอร์ 0.5 กิโลกรัมต่อมูลสุกร 50 มล. (10%) ให้แก๊สชีวภาพ เท่ากับ 1,362.33 มล. อัตราส่วนมูลสุกร.40% ให้แก๊สรองลงมาเท่ากับ 1,175.33 มล. และที่อัตราส่วนผสมมูลสุกรที่ระดับ 50% ให้แก๊สชีวภาพน้อยที่สุดเท่ากับ 633.66 มล.
3. สรุป
การศึกษาการหมักกากตะกอนดีแคนเตอร์ร่วมกับมูลสุกรแบบไร้อากาศ พบว่า อัตราส่วนมูลสุกรที่ทำให้เกิดแก๊สสูงสุด คือ อัตราส่วนผสม 10% รองลงมา คือ 30% และ50%
เอกสารอ้างอิง
[1] วธิดา คะนะแนม. 2552. ผลของมูลไก่ กากตะกอนดีแคนเตอร์ และดินแดงในการผลิตปุ๋ยหมักจากทะลายปาล์มเปล่าปาล์มน้ำมัน.วิทยานิพนธ์วิทยาศาสตร์
มหาบัณฑิตสาขาวิชาการจัดการสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์.
[2] สมฤดี ฤทธิ์ยากุล. 2551. ศักยภาพการผลิตแก๊สชีวภาพและผลพลอยได้จากการหมักมูลสุกรร่วมกับสาหร่ายหนามจากทะเลสาบสงขลา. วิทยานิพนธ์วิทยาศาสตร์มหาบัณฑิต สาขาวิชาการจัดการสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์.
[3] Grady, C.P., Daigger, G.T. and Lim, H.C. 1999.Biotechnology Wastewater Treatment. NewYork : Margel Dekker,Inc
ขอขอบคุณ
[1] คุณจุรีย์ ช่วยชาติ โรงเรียนบ้านคลองโตน อำเภอวังวิเศษ จังหวัดตรัง 92210
[2] บทความวิจัย จากเว็ป ครูเพาะพันธุ์ปัญญา
