รายละเอียดโครงการวิจัย

 
 
: หน้าหลัก --> วิจัย --> รายละเอียด --> รายละเอียดงานวิจัย

เรื่อง :
  การสังเคราะห์ถ่านกัมมันต์จากเปลือกเมล็ดสบู่ดำ
ผู้ทำวิจัย :
หัวหน้าโครงการ: สมร หิรัญประดิษฐกุล   [100.00%] [ 480,000 บาท ตามสัดส่วน ]


สถานะการทำวิจัย :
 อยู่ระหว่างดำเนินการ
สถานะทางการเงิน :
 ไม่มีรายละเอียด
ประเภทของการวิจัย :
 ประยุกต์
แหล่งเงินทุน :
 งบประมาณภายนอก 480,000 บาท   ผู้ให้ทุนภายนอก : สำนักงานคณะกรรมการการอุดมศึกษาและสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ระยะเวลา :
 6 มกราคม 2551 - 6 มกราคม 2554
บทคัดย่อ :
 ปัจจุบันมีการใช้ถ่านกัมมันต์อย่างกว้างขวางในกระบวนการต่างๆ เช่น การบำบัดน้ำเสียและอากาศเป็นพิษ (Water and air treatment) การทำให้น้ำและอากาศบริสุทธิ์ยิ่งขึ้น (Purification process) โดยการดูดซับสารปนเปื้อนต่างๆ กระบวนการแยกแก๊ส (Gas separation) เป็นต้น ถ่านกัมมันต์สามารถใช้ในการดูดซับสารต่างๆ ทั้งแก๊สและของเหลว ได้แก่ แก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) (Guo และ Lua, 2002), แก๊สแอมโมเนีย (NH3) (Guo และคณะ, 2005), ไอออนของตะกั่ว (Pb2+) ในน้ำดื่ม (Sekar และคณะ, 2004) และสีย้อม (Dye) ในน้ำ (Wang และคณะ, 2005) เป็นต้น
ถ่านกัมมันต์ทางการค้าสามารถเตรียมได้จากวัสดุที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ (Carbonaceous precursor) หลายชนิดได้แก่ ลิกไนต์, ถ่านหิน, พีท, ไม้, กะลามะพร้าวและกะลาปาล์ม, กากกาแฟ, แกลบ และ เศษวัสดุโพลียูรีเทน (Polyurethane waste) เป็นต้น คุณสมบัติของวัสดุที่สามารถนำมาใช้ในการเตรียมถ่านกัมมันต์โดยทั่วไปควรมีความหนาแน่นสูง ปริมาณคาร์บอนสูง ปริมาณเถ้า (Ash) ต่ำและราคาไม่แพง
โครงการวิจัยนี้ ทำการศึกษาคุณลักษณะเฉพาะของถ่านกัมมันต์ที่เตรียมจากเปลือกเมล็ดสบู่ดำซึ่งเป็นชีวมวลเหลือใช้ที่เริ่มมีปริมาณมากในประเทศ ทั้งนี้เนื่องจากความแข็งของเปลือกวัสดุชีวมวลประเภทนี้ รวมทั้งองค์ประกอบที่สำคัญทางเคมี ทำให้เป็นที่น่าสนใจเป็นอย่างยิ่งในการนำวัสดุชีวมวลเหลือใช้ประเภทนี้ มาทำการสังเคราะห์เป็นถ่านกัมมันต์ซึ่งปัจจุบันนี้ยังมีราคาแพงและต้องนำเข้าจากต่างประเทศเป็นปริมาณมาก เนื่องจากมีเพียงประมาณ 5 บริษัทเท่านั้นที่ทำการผลิตในประเทศไทย สบู่ดำมีชื่อทางวิทยาศาสตร์ว่า Jatropha curcas L. วงศ์ Euphorbiaceae และชื่อสามัญว่า Physic nut จะพบว่ารัฐบาลมีการส่งเสริมให้ทำการปลูกสบู่ดำทั่วทุกภาคของประเทศไทย มีชื่อเรียกแตกต่างกันไป เช่น ภาคเหนือเรียกว่ามะหุ่งฮั้ว ภาคตะวันออกเฉียงเหนือเรียกว่ามะเยาหรือสีหลอด ภาคใต้เรียกว่ามาเคาะ และมีการขยายพันธุ์สูงในประเทศเพื่อนำมาใช้ในเทคโนโลยีการผลิตเชื้อเพลิงชีวมวล (Bio-fuel) เพื่อทดแทนการนำเข้าเชื้อเพลิงปิโตรเลียมจากต่างประเทศ โดยจะพบว่าเปลือกผลสบู่ดำมีปริมาณสูงถึง 43% ต่อหนึ่งผล ดังนั้นเพื่อเป็นการเป็นการเพิ่มมูลค่าให้กับวัสดุเหลือใช้จากเกษตรกร และรองรับเศษวัสดุให้กับอุตสาหกรรมที่ผลิตน้ำมันจากสบู่ดำในอนาคต งานวิจัยนี้ จึงได้ทำการศึกษาและการสังเคราะห์ถ่านกัมมันต์จากวัสดุเหลือใช้ที่เริ่มจะมีปริมาณค่อนข้างสูงภายในประเทศ เพื่อใช้เป็นสารดูดซับในอุตสาหกรรมต่างๆ โดยเฉพาะทางด้านน้ำเสีย และ เพื่อลดการนำเข้าจากต่างประเทศ
วัตถุประสงค์หลักของงานวิจัยนี้ เพื่อเป็นข้อมูลหลักในการนำวัสดุชีวมวลไปใช้ในการสังเคราะห์ถ่านกัมมันต์ โดยจะเริ่มตั้งแต่การทำการวิเคราะห์คุณสมบัติพื้นฐานที่สำคัญของเปลือกเมล็ดสบู่ดำ ซึ่งได้แก่ Proximate และ Ultimate analyses และองค์ประกอบต่างๆ ด้วยวิธีการทางเคมี (Cellulose, hemicellulose and lignin) เพื่อใช้ในการพัฒนาถ่านกัมมันต์ด้วยวิธีการกระตุ้นผสมทางเคมีและกายภาพ โดยกระบวนการเตรียมจะทำการกระตุ้นเปลือกเมล็ดสบู่ดำโดยใช้หลักการทางเคมีก่อน จากนั้นนำไปผ่านกระบวนการทางด้านไพโรไลซิสหรือการคาร์บอไนเซชัน (Pyrolysis or Carbonization process) ซึ่งจะเป็นแบบการเผาไหม้ในบรรยากาศร้อนปกติ ที่เรียกว่า Atmospheric pyrolysis process ภายใต้บรรยากาศก๊าซไนโตรเจนที่อุณหภูมิและ Holding time ต่างๆ กัน หลังจากนั้นจะนำมากระตุ้นภายใต้บรรยากาศก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งถือเป็นกระบวนการหลักสุดท้ายของกระบวนการทำให้เป็นถ่านกัมมันต์ (Activation process) ถ่านกัมมันต์ที่สังเคราะห์ได้จะนำมาทำการเปรียบเทียบผลความแตกต่างทางด้านต่างๆ กับผลการวิเคราะห์ถ่านกัมมันต์ที่ได้จากนักวิจัยก่อนหน้านี้และถ่านกัมมันต์ทางการค้า โดยนำมาเปรียบเทียบผลความแตกต่างทางด้าน Texture (Textural characterization) ซึ่งได้แก่ ค่า Specific surface area โดยวิธีการของ BET (Brunauer-Emmett-Teller) และผลทางด้านปริมาณและขนาดรูพรุน (Porosity) สุดท้ายทำการศึกษาประสิทธิภาพการดูดซับไอโอดีน โดยงานวิจัยนี้นอกจากเพื่อการพัฒนาถ่านกัมมันต์จากวัตถุดิบใหม่ที่ยังไม่เคยมีนักวิจัยใดได้ทำการศึกษามาก่อนแล้ว ยังเป็นการยืนยันผลการสรุปต่างๆ ต่อจากนักวิจัยที่ผ่านมาเพื่อให้มีความชัดเจนเพิ่มมากขึ้น

blank