การพัฒนาระบบกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากก๊าซชีวภาพ ภายใต้การเพาะเลี้ยงสาหร่ายขนาดเล็กในสภาพแสงแอลอีดี

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบ สร้าง และประเมินศักยภาพของระบบกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากก๊าซชีวภาพภายใต้การเพาะเลี้ยงสาหร่าย Chlorella sp. ในระบบโฟโตไบโอรีแอกเตอร์แบบท่อขดแสงแอลอีดี ที่มีความจุ 200 L ใช้ระบบหมุนวนน้ำสาหร่ายโดย ปั๊มน้ำขนาด 1 นิ้ว กำลัง 1 แรงม้า 3 เฟส ควบคุมด้วยอินเวอเตอร์ ใช้ระบบเติมก็าซใช้เวนจูรี่ขนาด 1 นิ้ว ทดสอบที่อัตราการไหลของก๊าซชีวภาพเข้าระบบที่ 0.1 L/min เป็นเวลา 12 hr สลับการเติมอากาศ 6 L/min เป็นเวลา 12 hr ที่อัตราการไหลน้ำสาหร่ายในระบบ 3 ระดับ ได้แก่ 20 29 และ 37 L/min ให้แสงสว่างด้วย LED COB สีแดง (646 nm) สีน้ำเงิน (451 nm) และสีแดงผสมน้ำเงิน (453, 648 nm) ติดตั้งบนท่อกล่องอะลูมิเนียมสูง 0.8 m กระจายแสงให้กับท่อ PVC ใสขนาด 1.5 inch ยาว 36 m พันรอบโครงสร้างเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.5 m จำนวน 20 รอบ เพื่อเป็นพื้นที่ในการสังเคราะห์แสงของสาหร่าย ใช้เวลาเลี้ยง 6 วัน พบว่า แสงสีแดงผสมน้ำเงิน ที่อัตราการไหลน้ำสาหร่าย 20 L/min มีความเหมาะสมในการเพาะเลี้ยงสาหร่าย Chlorella sp. มากกว่า แสงสีแดงและแสงน้ำเงิน โดยให้อัตราการเจริญเติบโตสูงสุด มีค่าเท่ากับ 1.876 day-1 ความหนาแน่นของเซลล์สาหร่ายสูงสุด 35.78×106 cell/mL น้ำหนักแห้งของสาหร่ายวันสุดท้ายมีค่าเท่ากับ 0.44 g/L สามารถกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากก๊าซชีวภาพ โดยมีสัดส่วนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มีค่าลดลงเหลือ 16.2-19.7 % คิดเป็นประสิทธิภาพการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์สูงสุดมีค่าเท่ากับ 58.9 % ทำให้สัดส่วนของก๊าซมีเทนเพิ่มขึ้นจาก 55.3-61.7 % เป็น 67.1-71.7 % คิดเป็นประสิทธิภาพเปอร์เซ็นต์การเพิ่มปริมาณก๊าซมีเทนสูงสุดมีค่าเท่ากับ 22.4 % มีอัตราสิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้าของระบบต่อรอบการเลี้ยง 6 วัน จะมีค่าใช้จ่าย 557.77 Baht สามารถผลิตสาหร่าย 88 g และกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์เท่ากับ 71 g ต่อการผลิต 1 ครั้ง คิดเป็นต้นทุนในการผลิตสาหร่ายเท่ากับ 6.34 Baht/g