การปรบปรงรปแบบและเทคนคการผลตถาน ดวยเตาขนาด 200 ลตร ลตฟ สอน และพสษฏ มณโชต*

สาขาพลงงานทดแทน วทยาลยพลงงานทดแทน มหาวทยาลยนเรศวร อ.เมอง จ.พษณโลก 65000

บทคดยอ

งานวจยนเปนการศกษาการเปรยบเทยบคณภาพถานกะลามะพราวทไดจากกระบวนการผลตของเตาเผาถานขนาด 200 ลตร โดยท าการปรบปรงรปแบบรวมกบเทคนคการผลตถาน โดยใชเตาเผาถานรนมงกรพนไฟ 84 ทมการเพมอปกรณทรงกรวยเขาไปในหองเผา ทท าจากถงน ามน 200 ลตร โดยใชท าการเปรยบเทยบผลของคณภาพถานตอการหมฉนวนทง 3 ชนด คอ ดน ทราย และแกลบด า จากการศกษาพบวาเตาเผาถานแบบเพมฉนวนกนความรอนจะมอณหภมเฉลยสงกวาเตาเผาถานแบบไมมฉนวนกนความรอน เนองจากฉนวนกนความรอนมคณสมบตในการสกดกนความรอนจากดานในเตาไมใหความรอนถายเทสบรรยากาศไดงาย ลดการสญเสยความรอนของเตาเผาถานและลดระยะเวลาในการเผาถานได และฉนวนแกลบด าจะมอณหภมสงสดท 735.1 องศาเซลเซยส ใชเวลาในการปดเตา 70 นาท ปรมาณถานทผลตได 4.6 กโลกรม ทปรมาณไมเรมตน 25 กโลกรม จากการทดสอบคาการดดซบไอโอดน พบวาเตาเผาถานทใชฉนวนแกลบด ามคาการดดซบไอโอดนสงสดเทากบ 910.4461 มลลกรมตอกรม และมพนทผวจ าเพาะสงสดท 172.5114 ตารางเมตรตอกรม และปรมาตรรพรนของถานท 0.082566 ลกบาศกเซนตเมตรตอกรม และมคาความรอนมากสด เทากบ 7,177 แคลอรตอกรม

ค าส าคญ : เตาเผาถาน 200 ลตร, ฉนวนกนความรอน, คารบอไนเซชน, ถาน

*E-mail, Renewaboy@gmail.com สาขาพลงงานทดแทน วทยาลยพลงงานทดแทน มหาวทยาลยนเรศวร

Improvement Model and Charcoal Production Techniques with Stove size 200 liters

Lutfee Seni and Pisit Maneechot* School of Renewable Energy Technology, Naresuan University, Muang Phitsanulok 65000

Abstract

This research aim to comparative the quality of coconut shell charcoal obtained from the production charcoal kiln process of 200 liter by improve model with production charcoal. Using the 84 generation charcoal burners, the cone device was added to the combustion chamber. Made of 200 liter fuel tank. The researcher added insulation 3 types insulation are soils, sandy and rice husk ash. The study found that the insulated charcoal kilns have an average temperature higher than the non- insulated charcoal kilns because the insulation has the ability to block the heat from the inside of the stove does not heat transfer to atmosphere easily. Reduce the heat loss of charcoal furnaces and reduce the time to burn charcoal and rice husk ash insulation has a maximum temperature of 735. 1 degrees Celsius. The time it takes to turn off the burner is 70 minutes. The amount of charcoal produced is 4. 6 kilograms at a starting volume of 25 kilograms. From the iodine number test found that charcoal kilns used rice husk ash insulation had the highest iodine number value 910.4461 mg/g and has a maximum specific surface area 172.5114 m2/g and the porous volume of charcoal at 0.082566 cm3/g and has a maximum heat value of 7,177 cal/g

Keyword: Stove 200 liter, Thermal insulation, Carbonization, Charcoal

*E-mail, Renewaboy@gmail.com School of Renewable Energy Technology, Naresuan University

1. บทน า ปจจบนประชาคมโลกรวมถงประเทศไทยไดใหความส าคญในการพฒนาดานพลงงานทดแทน และไดตระหนกถงปญหาดานพลงงานทสงผลกระทบตอการด ารงชวตทงทางดานสงคม เศรษฐกจ และสงแวดลอม ซงเกดจากฟอสซล และนบวนประชากรโลกมแนวโนมเพมสงขนและรวดเรวท าใหการใชพลงานสงมากขนตามไปดวย จากรายงานสถตพลงงานของประเทศไทย ป 2559 ส านกงานนโยบายและแผนพลงงาน โดยป 2558 ประเทศไทยมปรมาณการใชแกสแอลพจ ทระดบ 6,695 พนตน และในภาคครวเรอนคดเปนสดสวนรอยละ 31 ของปรมาณการใชทงหมด มการใชลดลงรอยละ 4.3 สวนหนงเปนผลมาจากการปรบราคาปลกของแกสแอลพจเพอใหสะทอนตนทนทแทจรง สงผลใหราคาภาคครวเรอนสงกวาปกอน แตอยางไรกดปรมาณการใชแกสแอลพจในภาคครวเรอนมปรมาณความตองการมากเปนอนดบตนๆ ของปรมาณการใชแกสแอลพจทงหมด [1]

รปท 1 การใชแกสแอลพจของประเทศไทย

ซงกระทรวงพลงงานไดวางกรอบแผนบรณาการพลงงานแหงชาต และไดจดท าแผนพลงงาน 5 แผนหลกในชวงป พ.ศ. 2558 – 2579 ทสอดคลองกบรอบของการจดท าแผนพฒนาเศรษฐกจและสงคมแหงชาต โดยในการจดท า

แผนพฒนาพลงงานทดแทนและพลงงานทางเลอก รฐบาลไดก าหนดกลยทธการสง เสรมพฒนาอตสาหกรรมการผลตพลงงานทดแทนอนๆ และไดมอบหมายใหกระทรวงพลงงานจดท าแผนการพฒนาพลงงานทดแทน และพลงงานทางเลอก ( Alternative Energy Development Plan : AEDP2015) จะใหความส าคญในการสงเสรมการผลตพลงงานจากวตถดบพลงงานทดแทนดวยเทคโนโลยทมความเหมาะสม และการพฒนาพลงงานทดแทนเพอผลประโยชนรวมในมตดานสงคมและสงแวดลอมแกชมชน [2] แตอยางไรกดประเทศไทยโดยสวนมากจะมอาชพเกษตรกรเปนหลก ท าใหมเศษวสดเหลอทงทางการเกษตรอยเปนจ านวนมาก เชน เศษไม แกลบ กะลามะพราว ซงสามารถน ามาเผาเพอผลตถานใชเปนเชอเพลงในครวเรอนได ถานเปนเชอเพลงชนดหนงทมความจ าเปนในการใชประกอบอาหารหรอการท าผลตภณฑสนคาตางๆ ในอดตการผลตถานสวนใหญไดมาจากไมธรรมชาตโดยการน าฟนหรอไมทตดมาเผาเปนการก าจดสารทไมใหพลงงานออกไป เมอฟนผานกระบวนการเผาจะไดถานทมสด า ลกษณะมรพรนและมน าหนกเบา แตเมอน ามาใชจะกอใหเกดมลพษ คอ เกดควน กลนฉน แสบตา เกดการประท ใหความรอนไมสม าเสมอและเปนการท าลายธรรมชาตทางออมอกดวย ปจจบนเทคโนโลยไดเขามามบทบาทในทกๆ ดาน มการประดษฐคดคน โดยการออกแบบและสรางเตาลกษณะตางๆ เพอพฒนาคณภาพของถานใหมคณสมบตทเหมาะสมในการใชประโยชน เชนงานวจย พสษฏ มณโชต และคณะ (2558) ไดท าการทดสอบเตาเผาถานขนาด 200 ลตร แบบแนวตง ดวยเทคนคแกสซฟเคชน [3] ศกษาการเปลยนแปลงของอณหภมภายในเตา โดยใชไมเปนวตถดบในการผลตถาน

จากการทดสอบพบวา อณหภมภายในเตาเผา 754.4 องศาเซลเซยส อณหภมหนาเตาเผา 566.7 องศาเซลเซยส อณหภมทปลองควน 678.4 องศาเซลเซยส อณหภมดานบนสดของเตาโดยเฉลย 618.6 องศาเซลเซยส ถานไมทผลตได 7.1 กโลกรม ใชเวลาในการผลต 2 ชวโมง 30 นาท ทงนเพอชวยลดระยะเวลาการผลต และไดพลงงานความรอนภายในเตาทสงขน คณภาพถานทผลตไดมคณภาพกวาเผาแบบปกต ลดขนตอนความยงยากในการผลตได

ผวจยเลงเหนความส าคญ และสนใจในการศกษาการปรบปรงรปแบบและเทคนคการผลตถาน ของเตาขนาด 200 ลตร ดงกลาวทไดปรบปรงรปแบบเตาผลตถานโดยการเพมทอทรงกรวยตรงกลางของตะแกรงชนวางชวมวล เมอจดไฟจากดานลางของเตาความรอนจะสลายโครงสรางทางชวเคมทอยในเนอไมจนเกดเปนแกสเชอเพลง จากนนความรอนจะลอยขนสดานบนทอทรงกรวย ท าใหความรอนกระจายไปยงไมฟนไดอยางทวถง ทงนเพมเทคนคโดยการใสหญาสดดานบนไมฟนเนองจากหญามความชนในการดงความรอนขนมาสดานบนของเตา โดยความชนจะผลตไฮโดรเจนขนมาท าใหเกดกระบวนการความรอนทสงขน จากความรอนทสงมากท าใหเกดการสญเสยความรอนจากภายในเตาผานผนงเตาสอากาศภายนอกไดงายและมผลตอคณภาพของถานภายในเตา ผวจยจงไดท าการทดสอบใสฉนวนกนความรอนเพอสกดกนความรอนจากดานในเตาไมใหความรอนออกมาไดงาย เปนการลดการสญเสยความรอนของเตาเผาถาน ซงเปนวธการหนงในการทจะ เพมอณหภมภายในเตาใหสงขน เนองจากถานทเผาดวยอณหภมสงสามารถไลน ามนดนทมสารทาร

(Tar) ซงเปนสารกอมะเรงทมอย ในเ นอไม ใหออกไปไดโดยใชความรอนพาออกไป จงท าใหถานทไดจากการเผาดวยเตาเผา 200 ลตร น ไมมสารกอมะเรง เปนถานบรสทธ เมอน าไปใชกมความปลอดภยมากขน อกทงถานทไดมคณภาพสงกวาเตาเผาถานขนาด 200 ลตร แนวตง แบบเดม และลดระยะเวลาในการผลตถานได เชนงานวจย ปองพล รกการงาน และคณะ (2557) ไดท าการเพมประสทธภาพทางความรอนของเตาเผาถานขนาด 200 ลตร โดยใชฉนวนกนความรอนแบบเซรามกซไฟเบอร [4] ซงจากการศกษาอณหภมบรเวณผนงดานนอกของเตาเผา 200 ลตร พบวามอณหภมสงสดอยท 750 องศาเซลเซยส โดยลดการสญเสยความรอนจากเตาเผาชวมวล ท าใหเตาลดการสญเสยความรอนและลดระยะเวลาในการเผาของเตาชวมวลได อกทงยงเกดการเผาไหมทสมบรณมากขนท าใหก าจดน ามนดนออกจากเนอไมไดมากขนและสงผลใหทไดจากเตาชวมวลมความบรสทธ มากขนอกดวย ดงนนงานวจยนจงสนใจทจะศกษาการเปรยบเทยบคณภาพถานกะลามะพราวจากเตาเผาถานขนาด 200 ลตร แบบปรบปรงรปแบบแลว และแบบเพมฉนวนกนความรอน

2. วสดอปกรณและวธการศกษา วตถดบทใชในการผลตถาน กะลามะพราว หาไดจากตลาดเชา หนาสถานต ารวจ ซอยบรมไตรโลกนาถ 3 ต าบลในเมอง อ าเภอเมองพษณโลก จงหวดพษณโลก และตลาดบานคลอง อ าเภอเมองพษณโลก จงหวดพษณโลก

อปกรณในการทดสอบการผลตถาน 1. อปกรณวดอณหภม หววดความรอน

เทอรโมคปเปล (Thermocouple) พรอมสายเทอรโมคปเปล ไทพเคล (Type K) และเครองบนทกอณหภม (Graphtec midi Logger GL840) 2. เครองมอวดความชนชวมวล (Moisture

meter) วดความชนของกะลามะพราว 3. เตาเผาถานขนาด 200 ลตร แนวตง

แบบปรบปรงรปแบบใหม และท าการเพมฉนวนกน

ความรอนในการทดสอบ 3 ชนด ไดแก ดน ทราย

และแกลบด า

รปท 2 เตาเผาถานขนาด 200 ลตร แบบปรบปรงรปแบบและเทคนคการผลตถานทท าการเพมฉนวนกน

ความรอน

ITEM

NO.

PART NAME DESCRIPTION QTY.

1 ถงน ามน 200 ลตร 1

2 ทอปลองควน เชอมประกอบทอ 2* และ 3* 3

3 ปลองเรง 1

4 ชองปอนเชอเพลงหนาเตา ประกอบดวยเหลกแผนบาง และเหลกฉาก 1* 1

5 ฝาถง 1

6 ตะแกรง 1

รปท 3 สวนประกอบของเตาเผาถานขนาด 200 ลตร แนวตง แบบปรบปรงรปแบบใหม

วธการด าเนนการวจย

รปท 4 ข นตอนวธด าเนนงานวจย

ขนตอนในการด าเนนงานวจย

ตอนท 1 การศกษาขอมลงานวจย

ศกษาขอมลงานวจยทเกยวของเพอเปนแนวทางการวจยในหวขอ การปรบปรงรปแบบและเทคนคการผลตถานดวยเตาขนาด 200 ลตร ศกษาความเปนไปไดในการหาวสดทใชในการผลตถานกะลามะพราว ซงกะลามะพราวเปนวสดเหลอใชทางการเกษตรทนยมน ามาผลตเปนเชอเพลงเ นองจากเมอน าไปใชแลว จะมคณสมบตเปนเชอเพลงไดเปนอยางด เกดการลกไหมอยางรวดเรว และใหความรอนสง เนองจากมรพรนสงกวาถานประเภทอนๆ และยงมคณสมบตดดซบกลนตางๆ ไดเ ปนอยางด สามารถน ามาท าหนากากปองกนกาซพษ เครองดดความชน กลนอบตางๆ รวมถงลกษณะทแกรงเปนมน เมอน ามากระตนจะไดถานกมมนตทมความแกรงสงกวา ถานกมมนตทท าจากวสดอน [5]

ตอนท 2 วธการทดลอง 1. น ากะลามะพราวทตากแดดจนแหง ท าการวดความชนโดยการสมกอนน าไปใสตะแกรงวางในเตาเผาถาน ใชกะลามะพราว 25 กโลกรม ตอการเผา 1 ครง จากนนใหน าหญาสดประมาณ 2 กโลกรม วางดานบนกอนท าการปดเตา 2. การเผาจะเปนการจดไฟทหนาเตา และอบใหไมมความรอนสะสม และตดไฟเอง โดยทไมไมไดถกเผาดวยไฟโดยตรง หรอเรยกวาวธคารบอไนเซชน คอ กระบวนการทท าใหสารอนทรยในเนอไมเปลยนรปเปนถาน โดยมข นตอนการเผาถานดง น ข นตอนแรก การเผาไหม เมอจดไฟจากดานลางของเตา ความรอนจะสลายโครงสรางทางชวเคมทอยในเนอไมจนเกดเปนแกสเชอเพลง จากนนความรอนจะลอยขนสดานบนทอทรงกรวย ท าใหความรอนกระจายไปยงไมฟนไดอยางทวถง

เปนกระบวนทตองการปรมาณออกซเจนจ านวนมากระหวางการเกดคารบอไนเซชน โดยใหความรอนกบไม อณหภมภายในเตาสงถง 500 องศาเซลเซยส จากนนจะเปนขนตอนการไลความชน เปนการใหความรอนแกชวมวลทอณหภม 180 องศาเซลเซยส ชวงนชวมวลจะคายน าทดดซบอยในชองวางระหวางเซลล (Free water) และน าทอยในผนงเซลล (Bound water) ควนทออกมาจะมสขาวซงจะมแตไอน า ไมมกลนฉน ไมแสบตาและจมก ภายในเตาจะมอณหภมส งขน เรวมากประมาณ 270-400 องศาเซลเซยส ชวงนชวมวลสลายตวดวยตวเองจากปฏกรยาคายความรอน (Exothermic reaction) อนเกดจากความรอนทสะสมไว ควนทออกมาจะมสขาวปนเหลอง มกลนฉนจด สามารถตดไฟได ภายในเตาจะมอณหภมส ง ส ด 700- 800 อ ง ศ า เ ซ ล เ ซ ย ส ห ล ง จ า กกระบวนการนชวมวลจะกลายเปนถานทงหมดแลว ข นตอนส ดท าย การท า ให เ ต า เ ยนตว เ ป นกระบวนการลดความรอนของเตา โดยท าการปดปลองควนทงหมดและปดหนาเตาใหสนทไมใหอากาศเขาไปภายในเตา รอใหอณหภมเตาเผาเทากบอณหภมอากาศแวดลอม เพอน าถานทไดออกจากเตา ท าการเผาจนเสรจสนกระบวนการเผาถาน โดยท าการเผาดวยเตาเผาถานขนาด 200 ลตร แบบปรบปรงรปแบบใหม และแบบใสฉนวนกนความรอน 3 ชนด คอ ดน ทราย และแกลบด า ตอนท 3 เกบรวบรวมขอมล 1. เกบรวบรวมขอมลอณหภมภายใน เตาเผาทต าแหนงตางๆ ทกๆ 1 นาท ดวยเครองมอวดอณหภม โดยท าการเจาะรตวเตาในต าแหนงทตองทดสอบ คอ ดานบนของเตา ตรงกลางเตา ดานลางของเตา ดงรปท 5

รปท 5 ต าแหนงทท าการทดสอบวดอณหภมของเตาเผาถาน 200 ลตร แบบปรบปรงรปแบบใหม

หมายเหต: CH12 = อณหภมดานบนของเตา , CH14 = อณหภมภายในเตา , CH16 = อณหภมดานลางของเตา, CH18 = อณหภมปลองควน , CH20 = อณหภมอากาศแวดลอม 2. เ กบขอมลขอ ง ร ะย ะ เ วลาท ใ ช ใ นกระบวนการผลตถานของเตาแตละแบบ ตงแตเรมจดเตาจนถงเตาเยนลงเมอเสรจกระบวนการปดเตา 3. เกบปรมาณถาน และน าตวอยางของ

ถานทไดจากกระบวนการผลตถานจากเตาเผาถาน

ของเตาแตละแบบ สงท าการทดสอบคณภาพถาน

ทศนยปฏบตการวทยาศาสตร คณะวทยาศาสตร

มหาวทยาลยนเรศวร โดยท าการวเคราะหหาคา

การดดซบไอโอดน (iodine number) และทดสอบ

หาคาพนทผวจ าเพาะและปรมาตรรพรนของถาน

Surface area and porosity analyzer และคาความ

รอน (Heating value) ของถานกะลามะพราวทได

จากกระบวนการผลต

การวเคราะหขอมล 1. ท าการ เปรยบ เทยบ อณหภมการเปลยนแปลงภายในเตาของเตาเผาถาน 200 ลตร แบบปรบปรงรปแบบใหม และแบบเพมฉนวนกน

ความรอน โดยน ามาหาคาเฉลยตงแตอณหภม 400 องศาเซลเซยส จนอณหภมภายในเตาเผาลดลง เนองจากชวงนไมกลายเปนถานหมดแลว 2. วเคราะหประสทธภาพการผลตถานของเตาแตละแบบ ทไดท าการทดสอบ 3. วเคราะหคณภาพของถานทไดจากเตาแตละแบบ ทไดท าการทดสอบ

3. ผลการวจย ผว จ ยไดท าการศกษาทดสอบคณสมบตของวตถดบและท าการปรบปรงรปแบบรวมกบเทคนคการผลตถานจากกะลามะพราว ดวยเตาขนาด 200 ลตร และท าการเพมฉนวนกนความรอน 3 ชนด คอ ดน ทราย และแกลบด า 3.1 เปรยบเทยบอณหภมการเปลยนแปลงภายในเตาเผาถานของเตาแตละแบบ

จ า ก แ ผ นภ ม ใ น ร ป ท 6 แ ส ด ง ก า รเปรยบเทยบอณหภมเฉลยของเตาเผาถาน 200

ลตร แบบปรบรปแบบใหม และแบบเพมฉนวนกนความรอน พบวาอณหภมเฉลยของเตาเผาถานแบบมฉนวนกนความรอนจะมอณหภมเฉลยสงกวาเตาเผาถานแบบไมมฉนวนกนความรอน เนองจากเตาเผาถานทไดเพมฉนวนกนความรอนนน จะท าใหเตาเผาถานมอณหภมเฉลยภายในเตาสงขน และฉนวนดนจะมอณหภมเฉลยสงสดเทากบ 739.5 องศาเซลเซยส ทอณหภมอากาศแวดลอมเฉลย 27.3 องศาเซลเซยส และจะเหนไดวาเตาเผาถานทมฉนวนกนความรอนจะท าใหระยะเวลาของกระบวนการผลตถานใชเวลามากกวาเตาไมมฉนวน เนองจากเตาทมฉนวนกนความรอนมอณหภมภายในเตาเผาสงกวา ท าใหเตาเผาทมฉนวนจะใชเวลาเปดเตานานกวา หรอรอใหเตาเผามอณหภมเทากบอณหภมอากาศแวดลอมนานกวา ดงตารางท 1

รปท 6 แผนภมเปรยบเทยบอณหภมเฉลยของเตาเผาถาน 200 ลตร แบบปรบปรงรปแบบใหม และแบบเพมฉนวนกนความรอน

ตารางท 1 เปรยบเทยบเวลาของกระบวนการผลตถานและปรมาณถานทไดจากกระบวนการผลต

เตาเผาถาน 200 ลตร แบบปรบรปแบบใหม

เวลาทใชในการปดเตา (min)

เวลาทงสนของกระบวนการผลตถาน (min)

ไมมฉนวนกนความรอน 70 267 ฉนวนดนเหนยว 70 769 ฉนวนทราย 80 462 ฉนวนแกลบด า 90 428

3.2 วเคราะหประสทธภาพการผลตถานของเตาแตละแบบ

ตารางท 2 แสดงประสทธภาพการผลตถานของเตาเผาถาน 200 ลตร แบบปรบปรงรปแบบใหม และแบบ เพมฉนวนกนความรอน ประสทธภาพการผลตถาน/

เพมฉนวนกนความรอน ไมมฉนวน

แบบเพมฉนวนกนความรอน ดนเหนยว ทราย แกลบด า

ปรมาณไมเรมตน (kg) 25 25 25 25 ปรมาณถานทผลตได (kg) 4.6 4.8 6 4.6 ปรมาณหญาสดเรมตน (kg) 2 1.8 1.4 2 ปรมาณหญากลายเปนถาน (kg) 0.2 0.1 0.1 0.2 ปรมาณเชอเพลงหนาเตา (kg) 3 2.2 2.8 3

จากการวเคราะหประสทธภาพการผลตถานของเตาเผาถาน 200 ลตร แบบปรบปรงรปแบบใหม และแบบเพมฉนวนกนความรอนชนดตางๆ พบวา ประสทธภาพการผลตถานของเตาเผาถาน 200 ลตร แบบเพมฉนวนกนความรอนมปรมาณถานทผลตไดมากกวาเตาเผาถานแบบไมมฉนวนกนความรอน โดยฉนวนทราย มปรมาณถานท ผ ลต ได 6 ก โ ล ก รม ท ป รม าณ ไม เ ร มต น (กะลามะพราว) 25 กโลกรมเทากน และเตาเผา

ถานแบบเพมฉนวนกนความรอน ใชปรมาณเชอเพลงหนาเตานอยกวาเตาเผาถานแบบไมม ฉนวนกนความรอน เนองจากเตาเผาถานแบบเพมฉนวนกนความรอนจะมอณหภมภายในเตาเฉลยสงกวาท าใหไมกลายเปนถานใชเวลาเรวกวา จงท าใหใชปรมาณเชอ เพลงหนาเตานอยกวาและไมสนเปลองกวาเตาเผาถานแบบไมมฉนวนกนความรอน 3.3 วเคราะหคณภาพถานทไดจากเตาเผาถานแตละแบบ

การวเคราะหคณภาพของถานทไดจากกระบวนการผลต ท าไดโดยการทดสอบหาคาการดดซบไอโอดน (Iodine number) ซงถาคาไอโอดนนมเบอรมคาสงชใหเหนวา ถานมรพรนขนาดเลกจ านวนมากสงผลใหมปรมาณพนทผวในการดดซบสง การดดซบไอโอดนเปนคาส าคญทใชบอกถงประสทธภาพของถาน เพราะวาไอโอดนถกถานดดซบไดด ดงนนคาการดดซบไอโอดนจงถกใชเปนตววดประสทธภาพของถาน โดยวดเปนมลลกรม

(ของไอโอดน) ตอน าหนกถาน 1 กรม และท าการทดสอบหาคาพนทผวจ าเพาะและคาปรมาตรรพรนข อ ง ถ าน Surface area and porosity analyzer เปนเทคนคการวเคราะหหาคาพนทผว (Surface area) ของสารทตองการวเคราะห โดยอาศยเทคนคการแทนทพนทผว หรอรพรนดวยแกสไนโตรเจน ไอโซเทรมการดดซบไนโตรเจนทอณหภม -196 องศาเซลเซยส

ตารางท 3 แสดงคาการดดซบไอโอดนของถานทไดจากกระบวนการผลตของเตาเผาถาน 200 ลตร แบบ ปรบปรงรปแบบใหม และแบบเพมฉนวนกนความรอน ชนดของฉนวนกนความรอน

เตาเผาถาน 200 ลตร การดดซบไอโอดน

(mg/g) สวนเบยงเบนมาตรฐาน

ดนเหนยว 754.4541 5.1515 ทราย 714.3509 8.9687 แกลบด า 910.4461 16.774 ไมมฉนวนกนความรอน 700.4828 8.2957

หมายเหต : ท าการวเคราะหโดยหองปฏบตการฟสกส คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยนเรศวร

ตารางท 4 แสดงผลการทดสอบพนทผวจ าเพาะและปรมาตรรพรนของถานทไดจากกระบวนการผลตของ เตาเผาถาน 200 ลตร แบบปรบปรงรปแบบใหม และแบบเพมฉนวนกนความรอน ชนดของฉนวนกนความรอน

เตาเผาถาน 200 ลตร พนทผวจ าเพาะ

(m2/g) ปรมาตรรพรนรวม

(cm3/g) ดนเหนยว 34.9800 0.018065 ทราย 162.3229 0.079667 แกลบด า 172.5114 0.082566 ไมมฉนวนกนความรอน 9.9711 0.000563

หมายเหต : ท าการวเคราะหโดยศนยปฏบตการวทยาศาสตร มหาวทยาลยนเรศวร

จากการวเคราะหคณภาพของถานทไดจากกระบวนการผลตจากเตาเผาถานขนาด 200 ลตร แบบปรบปรงรปแบบใหม และแบบเพมฉนวนกนความรอนชนดตางๆ พบวา ถานทผลตไดจากเตาเผาถาน 200 ลตร แบบมฉนวนกนความรอน จะม ค าการดดซบ ไอ โอ ดน ( Iodine number) มากกวาถานทผลตไดจากเตาเผาแบบไมมฉนวนกนความรอน โดยถานทไดจากเตาเผาถาน 200 ลตร ทใชฉนวนแกลบด าเปนฉนวนกนความรอน จะมคาการดดซบ ไอ โอดนมากทส ด เท า กบ 910.4461 มลลกรมตอกรม และมคาสวนเบยงเบนมาตรฐาน 16.774 อกทงไดท าการทดสอบหาคาพนทผวจ าเพาะและคาปรมาตรรพรนของถาน พบวา ถานทผลตไดจากเตาเผาถาน 200 ลตร แบบมฉนวนกนความรอนจะมคาพนทผวจ าเพาะสงกวาถานทผลตไดจากเตาเผาแบบไมมฉนวนกน

ความรอน โดยถานทผลตไดจากเตาเผาถาน 200 ลตร ทใชฉนวนแกลบด าเปนฉนวนกนความรอน จะมคาการดดซบ ไอ โอดนมากทส ด เท า กบ 172.5114 ตารางเมตรตอกรม และมคาปรมาตรรพรนเทากบ 0.082566 ลกบาศกเซนตเมตรตอกรม ดงตารางท 3 และ 4 จากผลการเปรยบเทยบถานกะลามะพราวทไดจากกระบวนการผลตจากเตาเผาถาน 200 ลตร แบบปรบปรงรปแบบใหม โดยท าการเพมฉนวนกนความรอนชนดตางๆ และแบบไมมฉนวนกนความรอน พบวา ถานทไดจากเตาเผา 200 ลตร แบบเพมฉนวนกนความรอน จะมคาความรอนมากกวาถานทไดจากเตาเผาถานแบบไมมฉนวนกนความรอน และพบวาถานทไดจากเตาเผาถานทเพมฉนวนแกลบด าจะมคาความรอนมากสด เทากบ 7,177 แคลอรตอกรม

ตารางท 5 แสดงคาความรอนของถานทไดจากกระบวนการผลตของเตาเผาถาน 200 ลตร แบบปรบปรง รปแบบใหม และแบบเพมฉนวนกนความรอน ชนดของฉนวนกนความรอน

ถานกะลามะพราว คาความรอน

(J/g) คาความรอน

(cal/g) ดนเหนยว 26,970 6,443 ทราย 29,079 6,947 แกลบด า 30,044 7,177 ไมมฉนวนกนความรอน 27,375 6,540 *ถานกะลามะพราวทวไป 20,218 4,830

หมายเหต : ถานกะลามะพราวทวไป ท าการวเคราะหโดยหองปฏบตการเทคโนโลยพลงงาน ฝายวจย พลงงานและสงแวดลอม สถาบนวจยวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงประเทศไทย

4. สรปผลการวจย การศกษาการเปลยนแปลงของอณหภมภายในเตาเผาถานขนาด 200 ลตร แบบปรบปรงรปแบบและเทคนคการเผาถาน โดยใชกะลามะพราวเปนวตถดบในการผลตถาน จากการทดสอบพบวา อณหภมภายในเตาเผา 787.2 องศาเซลเซยส อณหภมดานบนของเตา 371.2 องศาเซลเซยส อณหภมดานบนสดของเตา 704.9 องศาเซลเซยส เวลาทใชในการปดเตา 70 นาท และเวลาทใชทงสนของกระบวนการผลตถาน 267 นาท หรอประมาณ 4 ชวโมง เตาจะมอณหภมเทากบอณหภมอากาศแวดลอม และปรมาณไมเรมตน (กะลามะพราว) 25 กโลกรม จะไดถาน 4.6 กโลกรม จากการทดสอบโดยท าการเพมฉนวนกนความรอน 3 ชนด คอ ดนเหนยว ทราย และแกลบด า พบวา อณหภมเฉลยของเตาเผาถานแบบใสฉนวนกนความรอนจะมอณหภมเฉลยสงกวาเตาเผาถานแบบไมมฉนวนกนความรอน เนองจากเตาเผาถานทไดใสฉนวนกนความรอนนน จะท าใหเตาเผาถานมอณหภมเฉลยภายในเตาสงขน และจากการทดสอบคาความรอนของถานกะลามะพราวทไดจากเตาเผา 200 ลตร พบวา เตาเผาถานทใสฉนวนแกลบด า จะมคาความรอนมากสด เทากบ 7,177 แคลอรตอกรม จากผลการวจยเตาเผาถานขนาด 200 ลตร แบบปรบปรงรปแบบและเทคนคการผลตถาน เพอท าการเปรยบเทยบฉนวนกนความรอน สามารถจะสรปไดวา เตาเผาถานทเพมฉนวนแกลบด าเหมาะสมมากทสดส าหรบเผาถานกะลามะพราวดวยเตาเผา 200

ลตร จากการวเคราะหคณภาพของถานกะลามะพราวทไดจากกระบวนการจากเตาเผาถาน 200 ลตร แบบปรบปรงรปแบบใหม พบวา ถานทไดจากเตาเผาแบบใสฉนวนแกลบด าจะมคาการดดซบไอโอดนมากทสดเทากบ 910.4461 มลลกรมตอกรม โดยมคาใกลเคยงอยางมากกบถานกมมนต ทงนถานกมมนตจะมคาไอโอดนอยท 500-1,200 มลลกรมตอกรม [6] และพบวามคาพนทผวจ าเพาะมากทสดเทากบ 172.5114 ตารางเมตรตอกรม และมคาปรมาตรรพรนเทากบ 0.082566 ลกบาศกเซนตเมตรตอกรม ทงนฉนวนกนความรอนทใชกบเตาเผาถาน 200 ลตร แบบปรบปรงรปแบบรวมกบเทคนคการผลตถาน ควรใชฉนวนกนความรอนทสามารถหาไดทวไปตามทองถน เชน ดน แกลบด า เพอลดตนทนในการใชฉนวนเซรามกซไฟเบอรทมราคาสง เนองจากถานกะลาทไดจากเตาเผาถานทใชฉนวนกนคว าม ร อ นท ไ ด ท า ก า ร ทดสอบน น ม ค าประสทธภาพใกลเคยงกบเตาเผาถาน 200 ลตร ทใชฉนวนเซรามกซไฟเบอรนนเอง [4]

5. กตตกรรมประกาศ ผวจ ยขอขอบคณ ดร.พสษฏ มณโชต

อาจารยทปรกษาวทยานพนธ ทใหค าชแนะ และขอขอบคณ ดร. สหถยา ทองสาร ดร.รศม สทธขนแกว กรรมการทปรกษาวทยานพนธ และขอขอบคณ ประวทย นลวเชยร ผออกแบบเตาเผาถานรนซปเปอร 84 และขอบคณแหลงทนวจ ยทไดร บ ส านกงานคณะกรรมการวจยแหงชาต (วช.) รวมไปถงวทยาลยพลงงานทดแทน ทเออเฟอพนทตดตงเตาเผาถานและอปกรณเครองมอส าหรบงานวจยในครงน จนท าใหวทยานพนธฉบบนส าเรจลลวงไดอยางสมบรณ

6. เอกสารอางอง [1] Energy policy and planning office (EPPO). “Energy statistics of Thailand 2016”. P.28., 2016. Retrieved from http://www.eppo.go.th. [2] Department of alternative energy development and efficiency. “Alternative energy development plan (AEDP2015)”. Retrieved from http://www.dede.go.th/download/ files/AEDP2015_Final_version.pdf [3] P. Maneechot, P.Tanarak, S. Tongsan, B. Prasit, W. Wansungnern, A. Phetcharee, A. Akkapin. Development of charcoal kiln vertical power size 200 liters by gasification techniques, TREC-8. 4-6 December. Rajamangala University of Technology Thanyaburi. Pathum Thani., 2015 [4] P. Rukkarnngan, K. Skunpongmalee, J. Intanin, P. Mulsri. Development of thermal efficiency of the 200 liters charcoal kiln by using insulate enveloped, TREC-7. 12-14 December. Rajamangala University of Technology Rattanakosin. Prachuap Khiri Khan., 2014

[5] L. L u e n a r m a n d S. C u h a s a w a n , Development and Research of coconut shell charcoal production by semi-continuous firing. Bangkok., 2008. [6] J. Katesa, Effects of carbonization temperature on properties of chars and activated carbon from coconut shell, Suranaree university of technology., 2013