การพัฒนาเตาเผาถ่านมลพิษต่ำขนาด 200 ลิตร เพื่อผลิตถ่านชีวภาพและน้ำส้มควันไม้จากไม้ไผ่ : การเปรียบเทียบกับเตาเผาถ่านแบบดั้งเดิมสำหรับใช้ในชุมชน
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้เกี่ยวกับการพัฒนาเตาเผาถ่านชีวภาพและผลิตน้ำส้มควันไม้ขนาด 200 ลิตร เพื่อใช้สำหรับการผลิตระดับครัวเรือน มีการเพิ่มประสิทธิภาพโดยการปรับปรุงชุดควบแน่นน้ำส้มควันไม้ให้สามารถนำแก๊สที่ปลดปล่อยจากกระบวนการไพโรไลซิสกลับมาใช้เป็นเชื้อเพลิงร่วม รวมถึงเปรียบเทียบผลการทดสอบเตาเผาที่พัฒนาขึ้นกับเตาเผาแบบดั้งเดิมที่มีการใช้ในชุมชนเป้าหมาย รวมถึงสมบัติของถ่านชีวภาพและน้ำส้มควันไม้ที่ผลิตจากไม้ไผ่ด้วยเตาเผาถ่านทั้งสองประเภท จากการใช้งานพบว่าเตาเผาที่พัฒนาขึ้นนั้น สามารถผลิตถ่านชีวภาพที่มีค่าความร้อนเท่ากับ 29.06 เมกะจูลล์ต่อกิโลกรัม ซึ่งมากกว่าค่าความของถ่านชีวภาพจากเตาเผาแบบดั้งเดิม คือ 26.78 เมกะจูลล์ต่อกิโลกรัม เมื่อวิเคราะห์หมู่ฟังก์ชันด้วยเทคนิค FTIR พบว่าถ่านชีวภาพจากเตาเผาที่พัฒนาขึ้นปรากฎพีคของหมู่ -OH และหมู่ C-H ของอะโรมาติก แต่ไม่ปรากฎที่ถ่านชีวภาพจากเตาเผาถ่านแบบดั้งเดิม การวิเคราะห์พื้นที่ผิว ปริมาตรรูพรุน และภาพ SEM แสดงให้เห็นว่าถ่านชีวภาพจากเตาเผาแบบดั้งเดิมมีพื้นที่ผิวสูงกว่าแต่รูพรุนบางส่วนมีลักษณะอุดตันหรือแคบ สำหรับน้ำส้มควันไม้นั้น พบว่าน้ำส้มควันไม้จากเตาเผาทั้งสองแบบมีลักษณะเป็นไปตามมาตรฐานผลิตภัณฑ์ชุมชน มผช. 659/2553 เมื่อนำน้ำส้มควันไม้มาวิเคราะห์องค์ประกอบด้วยเทคนิค GC/MS พบว่าองค์ประกอบหลักของน้ำส้มควันไม้มีความใกล้เคียงกัน อย่างไรก็ตาม น้ำส้มควันไม้จากเตาเผาที่พัฒนาขึ้น มีสีเข้มและมีน้ำมันทาร์มากกว่า เนื่องมาจากขนาดพื้นที่หน้าตัดและพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนของอุปกรณ์เก็บน้ำส้มควันไม้ของเตาเผาถ่านทั้งสองประเภทแตกต่างกัน เมื่อเปรียบเทียบการใช้งานพบว่าเตาเผาที่พัฒนาขึ้นใช้เวลาในการผลิตถ่านชีวภาพต่อรอบการผลิตน้อยกว่าเตาเผาแบบดั้งเดิมและช่วยลดปริมาณเชื้อเพลิง ชุมชนสามารถนำถ่านชีวภาพและน้ำส้มควันไม้ที่ผลิตขึ้นไปใช้ในพื้นที่เกษตรกรรมเพื่อลดการใช้สารเคมี ตลอดจนส่งเสริมการทำการเกษตรที่สอดคล้องกับเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน
Article Details
เอกสารอ้างอิง
Bureau of Environmental Health, Department of Health, Ministry of Public Health (2012). Academic Manual on Guidelines for Business Operations that are Hazardous to Health, Type: Charcoal Burning or Charcoal Accumulation. Bangkok: Office of Printing, War Veterans Organization of Thailand.
Chambers, E., Hassall, M., Johnson, D., McGoran, C., Williams, O., Blair, A., Catlow, F., & Saha, B. (2025). From bamboo to biochar: A critical review of bamboo pyrolysis conditions and products with a focus on relevance to the developing world. RSC Sustainability. https://doi.org/10.1039/D4SU00800F
Ganesan, A., Rezazgui, O., Langlois, S., Boussabbeh, C., & Barnabe, S. (2025). Pyrolytic conversion of construction, renovation, and demolition (CRD) wood wastes in Qu´ebec to biochar: Production, characterization, and identifying relevant stability indices for carbon sequestration. Science of the Total Environment, 965, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2025.178650
Gani, A., Adlim, M., Rahmayani, R. F., Hanum, L., & Nabila, R. (2024). Preparation and characterization of coconut shell liquid smoke and the properties of preserving tofu. Kuwait Journal of Science, 51(4). https://doi.org/10.1016/j.kjs.2024.100289
Hamwong, W. (2024). Information Technology for Agriculture. Massive Open Online Course, Rajamangala University of Technology Isan. https://natres.skc.rmuti.ac.th/elibrary/uploads/files/67c6cb5a281207.27297954.pdf
Handiso, B., Pääkkönen, T., & Wilson, B. P. (2024). Effect of pyrolysis temperature on the physical and chemical characteristics of pine wood biochar. Waste Management Bulletin, 281- 287. https://doi.org/10.1016/j.wmb.2024.11.008
Kaewluan, S., Sriromreun, P., Jansri, S. N., Asadamongkon, P., & Chuichulcherm, S. (2021). Charcoal and Wood Vinegar Products from Hedge Bamboo by Using 200 Liters Community Charcoal Kiln Working with Gasified Biomass Burner. RaJabhat Chiang Mai Research Journal, 22(2), 229-245.
KosonRuangsan, AdchaHeman, Tasaroj, H., Reungrit, S., Kraisoda, P., Heman, W., & Ruangsan, S. (2022). Development of Wood Charcoal for Cooking Retort with Community Product Standards. Kalasin University Journal of Science Technology and Innovation, 1(1), 1 - 10.
Kumar, S., Rahman, M., Chenari Bouket, A., Ahadi, R., Meena, M., Bhupenchandra, I., Singh, U. B., Arutselvan, R., Kumar, R., Singh, S. P., Kashyap, A. S., Tripathi, R., Gupta, S., Dutta, P., Harish, Singh, R., & Swapnil, P. (2025). Unravelling the multifarious role of wood vinegar made from waste biomass in plant growth promotion, biotic stress tolerance, and sustainable agriculture. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 185, 106851. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2024.106851
Leng, L., Xiong, Q., Yang, L., Li, H., Zhou, Y., Zhang, W., Jiang, S., Li, H., & Huang, H. (2021). An overview on engineering the surface area and porosity of biochar. Science of the Total Environment, 763, 144204. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144204
Moonsri, P., & Hutem, A. (2018). Development of wood vinegar production from local wisdom in Phetchabun Province for organic agriculture utilization. Journal of Science & Technology Phetchabun Rajabhat University, 3(1), 13-31.
Muoghalu, C., Kaboggoza, H. C., Semiyaga, S., & Manga, M. (2025). Adsorptive removal of organics and nutrients from septic tank effluent using oak wood chip biochar: Kinetic analysis and numerical modeling. Cleaner Water, 3.
https://doi.org/10.1016/j.clwat.2025.100073
Namaswa, T., Burslem, D. F., & Smith, J. (2023). Emerging trends in appropriate kiln designs for small-scale biochar production in low to middle income countries. Bioresource Technology Reports, 24. https://doi.org/10.1016/j.biteb.2023.101641
National Innovation Agency. (2019). Manual for constructing a 200-liter horizontal charcoal kiln. https://social.nia.or.th/
Office of Industrial Product Standards. (2010). Community product standard: Wood vinegar (TCPS 659/2553).
Pimenta, A. S., Fasciotti, M., Monteiro, T. V., & Lima, K. M. (2018). Chemical Composition of Pyroligneous Acid Obtained from Eucalyptus GG100 Clone. Molecules, 23(2). https://doi.org/10.3390/molecules23020426
Sangsuk, S., Buathong, C., & Suebsiri, S. (2023). Modified Iwate kiln for production of good quality charcoal and high volume of wood vinegar. Fuel Communications. https://doi.org/10.1016/j.jfueco.2023.100095
Shezi, M., & Kiambi, S. L. (2025). Isothermal Pyrolysis of Bamboo and Pinewood Biomass: Product Characterization and Comparative Study in a Fluidized Bed Reactor. Bioengineering, 12(2), 99. https://doi.org/10.3390/bioengineering12020099
Sparrevik, M., Adam, C., Martinsen, V., Jubaedah, & Cornelissen, G. (2015). Emissions of gases and particles from charcoal/biochar production in rural areas using medium-sized traditional and improved “retort” kilns. Biomass and Bioenergy, 72, 65–73. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2014.11.016
Sunphorka, S., & Yangsawang, W. (2023). Biochar and Wood Vinegar Production from Pineapple Leaves Using Low-emission 200-liter Kiln and the Feasibility Study of Production. Journal of Engineering and Digital Technology (JEDT), 1 - 13.
Tsiklios, C., Hermesmann, M., Stumm, P., & Müller, T. E. (2025). Comparative analysis of hydrogen vs. methane pipeline transport systems with integrated methane pyrolysis for low-carbon hydrogen supply. Applied Energy, 383.
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2025.125276
Thawon, K., Sriromreum, P., & Kaewluan, S. (2020). Performance and emission study of 200 L charcoal kiln with gasifier burner. Paper presented at the 13th Srinakharinwirot University Research Conference, Srinakharinwirot University, Bangkok, Thailand.
Vinturelle, R., Cabral, T. d., Oliveira, P. C., Salles, J. P., Faria, J. V., Teixeira, G. P., . . . Chagas, E. F. (2024). Slow pyrolysis of Terminalia catappa L. municipal solid waste and the use of the aqueous fraction produced for bovine mastitis control. Biochemistry and Biophysics Reports, 38. https://doi.org/10.1016/j.bbrep.2024.101704.
Yadav, S. P. S., Bhandari, S., Bhatta, D., Poudel, A., Bhattarai, S., Yadav, P., Ghimire, N., Paudel, P., Paudel, P., Shrestha, J., & Oli, B. (2023). Biochar application: A sustainable approach to improve soil health. Journal of Agriculture and Food Research, 11, 100498.
https://doi.org/10.1016/j.jafr.2023.100498
Yavari, S., Malakahmad, A., & Sapari, N. B. (2015). Biochar efficiency in pesticides sorption as a function of production variables—a review. Environmental Science and Pollution Research, 22, 13824–13841.
Zhu, Y., Cheng, S., Wang, P., Chen, H., Zhang, X., Liu, L., Li, X. & Ding, Y. (2020). A possible environmental-friendly removal of Microcystis aeruginosa by using pyroligneous acid. Ecotoxicology and Environmental Safety, 205. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.111159
