การออกแบบและพัฒนากระบวนการผลิตแท่งเชื้อเพลิงชีวมวลจากใบอ้อย เพื่อลดปัญหาหมอกควันและปัญหา PM 2.5

การตัดอ้อยโดยวิธีการเผาไร่อ้อย ก่อให้เกิดความสูญเสียด้านคุณภาพน้ำตาลและต้นทุนการผลิตที่เพิ่มสูงขึ้น ซึ่งถือว่าเป็นปัญหาอุปสรรคสำคัญที่มีผลกระทบต่ออุตสาหกรรมอ้อยและน้ำตาล ขณะเดียวกันก็สร้างผลกระทบต่อสังคมโดยรวมด้านมลพิษทางอากาศและสิ่งแวดล้อมเป็นอย่างมาก ดังนั้นแนวทางการแก้ไขปัญหาการเผาไร่อ้อย ก็คือ การนำชีวมวลยอดและใบอ้อยมาทำให้เกิดประโยชน์และสร้างรายได้เพิ่มให้กับเกษตรกรและชุมชน โดยงานวิจัยนี้มุ่งเน้นการนำชีวมวลยอดและใบอ้อยมาผลิตเป็นเชื้อเพลิงชีวมวลอัดเม็ดเพื่อใช้เป็นพลังงานทดแทนป้อนให้กับโรงงานอุตสาหกรรมโดยการมีส่วนร่วมของชุมชน ซึ่งจะสามารถสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับชีวมวลยอดและใบอ้อยได้เพิ่มขึ้นขณะเดียวกันเกษตรกรที่ทำไร่อ้อยก็มีรายได้เพิ่ม ลดการเผายอดและใบอ้อย งานวิจัยนี้มุ่งเน้นพัฒนากระบวนการผลิตแท่งเชื้อเพลิงชีวมวลจากใบอ้อย โดยการออกแบบเครื่องจักรสำหรับผลิตแท่งเชื้อเพลิงชีวมวลจากใบอ้อยประกอบด้วย 1.เครื่องสับย่อยใบอ้อย 2.เครื่องอัดแท่งเชื้อเพลิงชีวมวลจากใบอ้อย และงานวิจัยนี้มุ่งศึกษาตัวแปรต่างๆ ที่มีผลต่อกระบวนการผลิตแท่งเชื้อเพลิงชีวมวลจากใบอ้อย เช่น ขนาดแท่งเชื้อเพลิงชีวมวล ขนาดอนุภาคของชีวมวล ความชื้นชีวมวลก่อนการอัด และลักษณะใบอ้อยแห้งกับใบอ้อยสด จากนั้นทำการทดสอบสมบัติด้านกายภาพของแท่งเชื้อเพลิงชีวมวล เช่น ความหนาแน่นรวม และความทนทาน ทดสอบสมบัติทางด้านเชื้อเพลิง เช่น ปริมาณความชื้น ค่าความร้อนของแท่งเชื้อเพลิงชีวมวล วัดปริมาณขี้เถ้าที่เหลือจากกระบวนการเผาไหม้? จากผลการทดสอบสมบัติด้านเชื้อเพลิงของแท่งเชื้อเพลิงชีวมวลจากใบอ้อย พบว่าที่ความชื้นหลังการการตากแห้งเฉลี่ย 10.65 เปอร์เซ็นต์ ได้ความหนาแน่นรวม เฉลี่ย 1,205 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ปริมาณเถ้า 7.55 เปอร์เซ็นต์ และคุณสมบัติทางความร้อนเฉลี่ย 3,940 กิโลแคลอรี่ต่อกิโลกรัม (16.49 เมกะจูน/กิโลกรัม) ซึ่งมีค่าพลังงานความร้อนที่สูง เมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงชีวมวลชนิดอื่นที่เป็นของเสียทางการเกษตรเช่น ฟางข้าว แกลบ ชานอ้อย และค่าความร้อนดังกล่าวยังอยู่ช่วงที่มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม เชื้อเพลิงชีวมวลแข็งอัดเม็ด มอก. 2772?2560 กำหนดไว้ อย่างไรก็ตามจากผลการทดสอบยังพบว่าปริมาณเถ้าของแท่งเชื้อเพลิงชีวมวลจากใบอ้อยมีค่าสูงกว่าที่มาตรฐานกำหนดไว้คือปริมาณเถ้าต้องมีค่าไม่เกิน 3 เปอร์เซ็นต์ ผลการทดลองพบว่าความชื้นของใบอ้อยมีผลต่อประสิทธิภาพการสับย่อยใบอ้อย โดยที่ความชื้น 20-30 เปอร์เซ็นต์ ใบอ้อยจะมีความเหนียว ทำให้การสับย่อยเพื่อลดขนาดทำได้ยาก โดยเฉพาะที่ความเร็วรอบใบมีดสับที่ 720 และ 960 รอบต่อนาทีไม่สามารถสับย่อยใบอ้อยที่มีความชื้น 20-30 เปอร์เซ็นต์ได้ เมื่อทำการเปรียบเทียบผลการทดลองสับย่อยใบอ้อยที่ความเร็วใบตัดแตกต่างกันพบว่าการเพิ่มความเร็วในการสับช่วยให้ประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องสับย่อยเพิ่มมากขึ้น โดยที่ความเร็วรอบ 1,200 รอบต่อนาที สามารถบดย่อยใบอ้อยได้เฉลี่ยสูงสุด 682 กิโลกรัมต่อชั่วโมง ที่ความชื้นใบอ้อย 5-10 เปอร์เซ็นต์ และจากผลการตรวจสอบลักษณะทางกายภาพของใบอ้อยหลังจากการสับย่อยพบว่ามีขนาดความยาวอยู่ระกว่าง 13-40 มิลลิเมตร