4. การพัฒนาเครื่องอัดแท่งถ่านในรูปแบบเกลียวอัดเย็นสำหรับเชื้อเพลิงชีวมวล จากเศษวัสดุเหลือใช้ในกระบวนการผลิตกาแฟชุมชน และการหาคุณสมบัติทางเชื้อเพลิงจากผลิตภัณฑ์ถ่านอัดแท่ง

Abstract

โครงการวิจัยนี้เป็นการพัฒนาประสิทธิภาพระบบอัดแท่งถ่านเชื้อเพลิงชีวมวลในรูปแบบอัดเกลียวเย็น และทดสอบประสิทธิภาพเชิงความร้อนของผลิตภัณฑ์ถ่านชีวมวลอัดแท่งสำหรับชุมชน

จากกระบวนการสร้างและพัฒนาเครื่องอัดแท่งถ่านเชื้อเพลิงชีวมวลในรูปแบบเกลียวอัดเย็น มีส่วนประกอบ ดังนี้ ส่วนต้นกำลัง ส่วนสกรูอัด พูเล่ สายพาน เรือนสกรู และช่องสำหรับใส่ชีวมวล ควบคุมการทำงานด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งเป็นเครื่องมือสำหรับการนำเศษวัสดุเหลือทิ้ง จากกระบวนการแปรรูป ซึ่งประกอบด้วย เปลือก เนื้อ และผลกาแฟเสีย มีอยู่เป็นปริมาณรวม 96 ตันต่อปี กลับมาใช้ประโยชน์อีกครั้ง จากนั้นทดสอบการอัดแท่งถ่านด้วยอัตราส่วนผสมต่าง ๆ ระหว่าง ผงถ่านเปลือกกาแฟ (ใช้เตาเผาถ่านชีวมวลถัง 200 ลิตร) ตัวประสาน (แป้งมันสำปะหลัง) และน้ำ พบว่า ผลิตภัณฑ์อัดถ่านเมื่อผสมองค์ประกอบต่าง ๆ ตามอัตราส่วนที่ได้กำหนดไว้ คือ ผงถ่าน แป้งมันสำปะหลัง และน้ำ (2: 1 : 0.50) มีลักษณะทางกายภาพที่มีรูปทรงที่ต้องการ เกาะตัวกันแน่น และไม่มีรอยร้าว ทำให้ความสามารถในการทำงานของเครื่องอัดถ่านชีวมวลที่ผลิตขึ้นทำงานสูงสุดเฉลี่ย 32 กิโลกรัม ต่อชั่วโมง จากนั้นลดความชื้นด้วยวิธีการตากแดดเป็นเวลา 24 ชั่วโมง (2 วัน) ทดสอบ ระยะเวลาการจุดติดไฟ ระยะเวลาการมอดดับ และปริมาณขี้เถ้า จากนั้นส่งตัวอย่างผลิตภัณฑ์เข้าทดสอบคุณสมบัติทางเชื้อเพลิงในห้องปฏิบัติการตามมาตรฐานของ ASTM ดังนี้ ความชื้นร้อยละ 10.33 เถ้าร้อยละ 22.02 คาร์บอนคงตัวร้อยละ 33.71 กำมะถันร้อยละ 3.52 ค่าความจุความร้อน 4,178 กิโลแคลอรี่ ต่อกิโลกรัม และสารระเหยร้อยละ 33.94 ซึ่งผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิงอัดแท่งจากงานวิจัยครั้งนี้ สามารถนำมาใช้ในการผลิต เพื่อจำหน่าย และใช้ประโยชน์ในครัวเรือนต่อไปได้

Development of a Cold Production Biomass Charcoal Briquette Machine to use Waste from Coffee Bean Processing

This research aims to develop an efficient machine for compressing charcoal briquettes in cold-type production and then to test the thermal efficiency of these briquettes.

The briquette machine comprises a screw compressor, a flywheel, a belt, housing screws and an inlet feeder for the biomass. The machine was controlled by an electronic circuit. The feeder was designed to accept organic waste from coffee bean processing (shells, rotten beans, etc.) as this produces 96 tons of wastes per year. Cold production of biomass briquettes was later evaluated using a variety of ratios of coffee charcoal (produced in a 200-liter biomass incinerator), bond (tapioca flour) and water. The tests showed that briquettes with a 2:1:0.50 ratio of coffee charcoal, tapioca and water showed the greatest compressive strength. The briquette machine was able to produce briquettes at an average rate of 32 kg/hr. The briquettes were dried for 24 hours and tested for burning time, extinguishing time and amount of ash produced. The briquettes were also tested for their properties as fuel according to the ASTM standards. The tests showed that the briquettes were 10.33% moisture, 22.02% ash, 33.71% fixed carbon, 3.52% sulphur with a heating value of 4,178 Kcal/kg, and 33.94% of volatile matter. The biomass briquette charcoal products investigated in this research can be sold and used in domestic households.