การเพิ่มประสิทธิภาพเตาชีวมวลชนิดป้อนเชื้อเพลิงแบบต่อเนื่อง สำหรับวิสาหกิจแปรรูปอาหาร

Abstract

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อออกแบบ พัฒนาและประเมินสมรรถนะเตาชีวมวลชนิดป้อนเชื้อเพลิงแบบต่อเนื่องสำหรับวิสาหกิจแปรรูปอาหาร การศึกษาเริ่มจากการออกแบบคำนวณขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ความสูงของห้องเผาไหม้ และปริมาณอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้ให้เหมาะสมกับการใช้งาน เชื้อเพลิงชีวมวลที่ใช้ในการทดลอง ได้แก่ ซังข้าวโพด และซังข้าวโพดอัดเม็ด เตาชีวมวลใช้หลักการการเผาไหม้ตรง ทำการทดสอบด้วยวิธีการต้มน้ำ ทดสอบหาสมรรถนะเตาชีวมวลโดยการป้อนอากาศเข้าห้องเผาไหม้ในปริมาณที่แตกต่างกัน ดังนี้ การป้อนอากาศเข้าห้องเผาไหม้ทางเดียว (primary air) และการป้อนอากาศเข้าห้องเผาไหม้สองทาง (secondary air) มีชุดเติมอากาศ 2 ช่อง คือ ส่วนผสมอากาศเพื่อการเผาไหม้และป้อนอากาศส่วนเกินที่เหมาะสม ใช้เกลียวสกรูลำเลียงซังข้าวโพดและซังข้าวโพดอัดเม็ดได้อย่างต่อเนื่อง ผลการศึกษาและออกแบบเตาชีวมวลชนิดป้อนเชื้อเพลิงแบบต่อเนื่อง ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางและความสูงของห้องเผาไหม้ คือ 40 cm และ 55 cm ตามลำดับ ห้องเผาไหม้มีลักษณะแบบทรงกรวย การทดสอบสมรรถนะเตาชีวมวล พบว่า มีอัตราความสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงซังข้าวโพดและซังข้าวโพดอัดเม็ด 8.5 kg/h และ 6.15 kg/h ตามลำดับ การใช้ซังข้าวโพด ที่อัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิง 7.490 มีประสิทธิภาพสูงสุด 36.21 % เมื่อทำการป้อนอากาศที่ช่อง secondary air ที่ 10 % มีประสิทธิภาพเท่ากับ 39.34% และซังข้าวโพดอัดเม็ด อัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิง 6.885 มีประสิทธิภาพสูงสุด เท่ากับ 36.31 % เมื่อทำการป้อนอากาศที่ช่อง secondary air ที่ 10 % มีประสิทธิภาพเท่ากับ 39.06% คิดเป็นประสิทธิภาพจากการป้อนอากาศ secondary air เพิ่มขึ้น 7.57-8.64 % โดยมีอัตราส่วนสมมูล เท่ากับ 1.19 สามารถผลิตพลังงานความร้อนเฉลี่ยได้ 13.80 kW การวิเคราะห์คุณภาพผลิตภัณฑ์การคั่วพริกภายหลังเสร็จสิ้นกระบวนการ ผลการประเมินลักษณะสีของพริกคั่วด้วยเตาชีวมวลชนิดป้อนเชื้อเพลิงแบบต่อเนื่องและพริกคั่วของวิสาหกิจชุมชน จากการทดลองมีลักษณะสีที่อยู่ในกลุ่มเฉดสีเดียวกัน คือ Greyed-orange 173 และ Greyed-Red 178 โดยส่วนใหญ่แล้วพบว่าลักษณะสีมีกลุ่มสีเดียวกัน และเฉดสีมีความใกล้เคียงกัน การประเมินคุณภาพพริกคั่วด้วยประสาทสัมผัส (sensory evaluation) โดยการสำรวจจากกลุ่มวิสาหกิจชุมชน การทดสอบการยอมรับจากวิสาหกิจชุมชนอยู่ในระดับพึงพอใจมาก ซึ่งมีคะแนนโดยรวมต่อคุณลักษณะที่ปรากฏ สี และการยอมรับโดยรวมแตกต่างกันทางสถิติ (P≥0.05) คือ 3.70 3.60 และ 4.00 คะแนน ตามลำดับ ในด้านเศรษฐศาสตร์การใช้งานเตาชีวมวลชนิดป้อนเชื้อเพลิงแบบต่อเนื่องสำหรับวิสาหกิจแปรรูปอาหาร การใช้ซังข้าวโพด ให้ผลประหยัดค่าใช้จ่ายต่อปีเฉลี่ย 12,231 บาท/ปี และระยะเวลาคืนทุน 2.45 ปี โดยมีค่าผลตอบแทนสุทธิ (NPV) 50,251.85 บาท และมีค่าอัตราผลตอบแทนภายใน (IRR) 39 % จากผลการทดสอบที่ได้ เตาชีวมวลชนิดป้อนเชื้อเพลิงแบบต่อเนื่องสามารถนำไปใช้และเผยแพร่ให้กับกลุ่มเกษตรชุมชนและวิสาหกิจชุมชนได้