DOI: 10.14457/tu.the.2016.1708
title: ผลของสารดูดกลืนคลื่นไมโครเวฟที่มีต่อสมบัติของขยะชุมชนอัดแท่งความชื้นสูงที่ผ่านกระบวนการให้ความร้อนที่อุณหภูมิต่ำ

description: งานวิจัยนี้ศึกษาผลของสารดูดกลืนคลื่นไมโครเวฟที่มีต่อสมบัติของขยะชุมชนอัดแท่งความชื้นสูงที่ผ่านกระบวนการให้ความร้อนที่อุณหภูมิต่่า (torrefaction) โดยศึกษาผลของตัวแปรต่างๆ ได้แก่ ชนิดของสารดูดกลืนคลื่นไมโครเวฟที่ท่าจากวัสดุเหลือทิ้งจากการเกษตร (ผงถ่านจาก ฟางข้าว ซังข้าวโพด กะลาปาล์ม และชานอ้อย) ก่าลังของไมโครเวฟ (500-800 วัตต์) และระยะเวลาการให้ความร้อน (4-12 นาที) ที่มีต่อร้อยละมวลคงเหลือ (mass yield) และอุณหภูมิ ต่อผลการวิเคราะห์แบบประมาณ (proximate analysis) ต่อผลการวิเคราะห์แบบแยกธาตุ (ultimate analysis) ต่อค่าความร้อน (heating value) และร้อยละพลังงานรวมคงเหลือ (energy yield) ต่อลักษณะสัณฐาน ด้วยภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (scanning electron microscope: SEM) และต่อค่าพื้นที่ผิวจ่าเพาะ (specific surface area) ของตัวอย่างขยะชุมชน อัดแท่งที่ผ่านการให้ความร้อนที่อุณหภูมิต่่า พร้อมทั้งศึกษาผลของปริมาณ (ร้อยละ 10-40 โดยน้่าหนักของตัวอย่างขยะชุมชนอัดแท่ง) และความสูง (30-100 มิลลิเมตร) ของสารดูดกลืนคลื่นไมโครเวฟ ที่มีต่อร้อยละมวลคงเหลือและอุณหภูมิของตัวอย่างขยะชุมชนอัดแท่งที่ผ่านการให้ความร้อนที่อุณหภูมิต่่า ผลการศึกษา พบว่า ตัวอย่างขยะชุมชนอัดแท่งที่เติมสารดูดกลืนคลื่นไมโครเวฟที่เป็น ผงถ่านจากชานอ้อยมีการลดลงของร้อยละมวลคงเหลือมากกว่าตัวอย่างที่มีการเติมผงถ่านจาก ฟางข้าว กะลาปาล์ม และซังข้าวโพด และตัวอย่างที่ไม่ได้เติมสารดูดกลืนคลื่นไมโครเวฟ ตามล่าดับ การเติมผงถ่านจากชานอ้อยส่งผลให้มีการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิสูงที่สุดเมื่อเทียบกับการเติมผงถ่านชนิดอื่นๆ เมื่อพิจารณาผลของปริมาณและความสูงของสารดูดกลืนคลื่นไมโครเวฟ (ซึ่งเป็นผงถ่านจาก ชานอ้อย) พบว่า ร้อยละมวลคงเหลือมีค่าลดลง แต่มีอุณหภูมิสูงขึ้น เมื่อเพิ่มปริมาณสารดูดกลืนคลื่นไมโครเวฟ ขณะที่ระดับความสูงของสารดูดกลืนคลื่นไมโครเวฟ (ซึ่งเป็นผงถ่านจากชานอ้อยเช่นเดียวกัน) มีผลน้อยมากต่อร้อยละมวลคงเหลือและอุณหภูมิของตัวอย่างขยะชุมชนอัดแท่งที่ผ่านการให้ความร้อนที่อุณหภูมิต่่า การเติมสารดูดกลืนคลื่นไมโครเวฟ การเพิ่มระยะเวลาการให้ความร้อน และการเพิ่มก่าลังของไมโครเวฟ ส่งผลให้ร้อยละมวลคงเหลือ ปริมาณความชื้น และปริมาณสารระเหยได้ในตัวอย่างขยะชุมชนอัดแท่งมีแนวโน้มลดลง ขณะที่ปริมาณเถ้าและคาร์บอนคงตัวมีค่าค่อนข้างคงที่ เมื่อเทียบกับปริมาณเถ้าและคาร์บอนคงตัวก่อนการให้ความร้อน อีกทั้งยังพบว่าตัวอย่างที่มีการเติมผงถ่านจากชานอ้อยมีการลดลงของปริมาณสารระเหยได้รวดเร็วและมากที่สุด เมื่อเทียบกับตัวอย่างที่เติมผงถ่านชนิดอื่นๆ ส่าหรับผลการวิเคราะห์แบบแยกธาตุ พบว่า สัดส่วนของธาตุคาร์บอนในตัวอย่างขยะชุมชนอัดแท่งเพิ่มขึ้นหลังการให้ความร้อน แต่สัดส่วนของธาตุออกซิเจนลดลง ขณะที่สัดส่วนของธาตุไฮโดรเจนค่อนข้างคงที่ เมื่อเทียบกับปริมาณของธาตุเหล่านี้ก่อนการให้ ความร้อน นอกจากนี้ ยังพบว่าตัวอย่างขยะชุมชนอัดแท่งที่มีการเติมผงถ่านจากชานอ้อยเป็นสารดูดกลืนคลื่นไมโครเวฟ มีอัตราส่วนระหว่าง O/C และ H/C เข้าใกล้อัตราส่วนระหว่าง O/C และ H/C ของถ่านหินลิกไนต์ และถ่านหินบิทูมินัส มากที่สุด เมื่อเทียบกับตัวอย่างที่เติมผงถ่านจากฟางข้าว กะลาปาล์ม และซังข้าวโพด และตัวอย่างที่ไม่ได้เติมสารดูดกลืนคลื่นไมโครเวฟ ตามล่าดับ เมื่อพิจารณาค่าความร้อน พบว่า ค่าความร้อนของตัวอย่างขยะชุมชนอัดแท่งหลังการให้ความร้อน มีแนวโน้มเพิ่มขึ้น เมื่อเทียบกับตัวอย่างขยะชุมชนอัดแท่งก่อนการให้ความร้อน และมีค่าใกล้เคียงกับค่าความร้อนของถ่านหินบิทูมินัส ในแง่ของลักษณะสัณฐานและค่าพื้นที่ผิวจ่าเพาะของตัวอย่างขยะชุมชนอัดแท่งที่ผ่านการให้ความร้อนด้วยคลื่นไมโครเวฟ พบว่า ตัวอย่างขยะชุมชนอัดแท่งที่เติม ผงถ่านจากชานอ้อยเป็นสารดูดกลืนคลื่นไมโครเวฟที่ผ่านการให้ความร้อนมีลักษณะเป็นรูพรุนและมีค่าพื้นที่ผิวจ่าเพาะมากกว่าตัวอย่างที่เติมผงถ่านจากฟางข้าว กะลาปาล์ม และซังข้าวโพด และตัวอย่างที่ไม่ได้เติมสารดูดกลืนคลื่นไมโครเวฟ ตามล่าดับ เมื่อพิจารณาความสัมพันธ์ระหว่างค่า ความร้อนกับร้อยละมวลคงเหลือ ร้อยละพลังงานรวมคงเหลือ และปริมาณสารระเหยได้คงเหลือของตัวอย่างขยะชุมชนอัดแท่งที่ผ่านการให้ความร้อนด้วยคลื่นไมโครเวฟ พบว่า ก่าลังของไมโครเวฟและระยะเวลาการให้ความร้อนที่เหมาะสมส่าหรับการให้ความร้อนด้วยคลื่นไมโครเวฟ คือ 650 วัตต์ และ 4 นาที ตามล่าดับ โดยส่งผลให้ได้ตัวอย่างขยะชุมชนอัดแท่งที่ผ่านการให้ความร้อนด้วยคลื่นไมโครเวฟที่มีร้อยละพลังงานรวมคงเหลือสูงที่สุด ขณะเดียวกัน มีค่าความร้อนที่สูง