BIOGAS PRODUCTION FROM WASTE SWEET CORNBY DRY ANAEROBIC FERMENTATION

Abstract

This research studies the production of biogas from the sweet corn waste with animal dung by dry anaerobic fermentation. The under temperature is 37±2 °C for total solids (TS) 25% and the pH 6.8-7.2. The research studied (1) the different types of animal dung. (2) The ratio between the animal dung and corn husks. (3) The ratio of sweet corn in the fermentation tank 1 L. (4) compare the efficiency of biogas production batch operation in semi-continuous operation tanks measuring 30 L. The research found that the best biogas production potential was using goat dung. With fermentation of corn husk with goat dung on ratio 1:1. The specific methane yield was 0.038 ml CH4/gCODremoved, the concentration of methane equivalent to 46.13%. The ratio between corn husk and goat dung (100:0, 75:25, 50:50, 25:75 and 0:100) it was found at the ratio of 25:75 the specific methane yield was 0.078 ml CH4/gCODremoved and concentration of methane equivalent to 60.37%. The ratio of wasted materials from sweet corn in all 4 groups. (cob + husk, cob + seed, husk + seed and cob + husk + seed) Co-digestion with goat dung ratio 25:75. It found that fermentation goat dung with (cob + husk + seed) by the specific methane yield was 0.084 ml CH4/gCODremoved concentration of methane equivalent to 60.37%. Moreover, comparing the efficiency of biogas production to semi-continuous and batch operation the semi-continuous operation to outperforms the batch operation by fermentation corn husks with goat dung. The average concentration of methane was equivalent to 58.87%, the specific methane yield was 0.87 ml CH4/gCODremoved, the highest methane concentration equal to 77.20%. The addition of semi-continuous production of methane was relatively.

The batch operation methane reduction in 93 days of dry digestion the average concentration methane was equal to 53.18%. The specific methane yield was 0.67 ml CH4/gCODremoved the highest methane concentration equal to 76.35%. By the semi continuous and batch operation biogas can be produced 2.39 with 1.97 L/day respectively. The addition of semi-continuous and batch operation payback period were 3.56 years. Semi-continuous with batch operation has a high heating value (HHV) at 30.78 MJ/m3. Thus, methane production using corn residues has potential in both batch operation and semi-continuous operation. The research is considered to be biogas production prototype by using waste corn materials. Also, develop biofuel production in community level.

งานวิจัยนี้ได้ศึกษาการผลิตก๊าซชีวภาพจากวัสดุเหลือทิ้งของข้าวโพดหวานร่วมกับมูลสัตว์ โดยการย่อยสลายในสภาวะไร้อากาศแบบหมักแห้ง ภายใต้อุณหภูมิ 37±2 ºC ที่ค่าของแข็งทั้งหมดเท่ากับ (TS) 25% และมีค่า pH 6.8 - 7.2 โดยงานวิจัยศึกษา (1) ปัจจัยความแตกต่างของชนิดมูลสัตว์ (2) อัตราส่วนระหว่างมูลสัตว์และเปลือกข้าวโพดที่เหมาะสม (3) อัตราส่วนผสมของข้าวโพดหวานที่เหมาะสมโดยทำการผลิตในถังขนาดหมัก 1 L (4) ศึกษาเปรียบเทียบประสิทธิภาพการผลิตก๊าซชีวภาพแบบกะและแบบกึ่งต่อเนื่องในถังหมักขนาด 30 L ผลการวิจัยพบว่า มูลแพะให้ศักยภาพการผลิตก๊าซชีวภาพดีที่สุด โดยการหมักร่วมระหว่างเปลือกข้าวโพดกับมูลแพะที่อัตราส่วน 1:1 และให้อัตราการผลิตก๊าซมีเทนของจุลินทรีย์ที่ 0.038 mL CH4/gCODremoved ความเข้มข้นของก๊าซมีเทนเท่ากับ 46.13% จากผลการศึกษาอัตราส่วนระหว่างเปลือกข้าวโพดและมูลแพะ (100:0, 75:25, 50:50, 25:75 และ 0:100) พบว่า อัตราส่วนที่ 25:75 มีอัตราการผลิตก๊าซมีเทนของจุลินทรีย์ที่ 0.078 mL CH4/gCODremoved และความเข้มข้นของก๊าซมีเทนเท่ากับ 60.37% จากนั้นศึกษาอัตราส่วนวัสดุเหลือทิ้งของข้าวโพดทั้งหมด 4 กลุ่ม (ซัง+เปลือก, ซัง+เมล็ด, เปลือก+เมล็ด และ ซัง+เปลือก+เมล็ด) โดยหมักร่วมกับมูลแพะที่อัตราส่วน 25:75 พบว่า การหมักร่วมมูลแพะกับซัง+เปลือก+เมล็ด ให้อัตราการผลิตก๊าซมีเทนของจุลินทรีย์ที่ 0.084 mL CH4/gCODremoved ความเข้มข้นก๊าซมีเทนเท่ากับ 67.93% นอกจากนั้น จากการเปรียบเทียบประสิทธิภาพการผลิตก๊าซชีวภาพการแบบเติมกึ่งต่อเนื่องและแบบกะ โดยการหมักร่วมเปลือกข้าวโพดหวานกับมูลแพะที่อัตราส่วน 25:75 พบว่า การหมักแบบเติมกึ่งต่อเนื่องให้ประสิทธิภาพการผลิตก๊าซชีวภาพสูงกว่าแบบกะ ให้ค่าเฉลี่ยความเข้มข้นของก๊าซมีเทนเท่ากับ 58.87% อัตราการผลิตก๊าซมีเทนของจุลินทรีย์ 0.87 mL CH4/gCODremoved ความเข้มข้นก๊าซมีเทนสูงสุดเท่ากับ 77.20% โดยการเติมกึ่งต่อเนื่องสามารถผลิตก๊าซมีเทนค่อนข้างคงที่ ขณะที่การหมักแบบกะมีก๊าซมีเทนลดลงในวันที่ 93 ของการหมัก ให้ค่าเฉลี่ยความเข้มข้นของก๊าซมีเทนเท่ากับ 53.18% อัตราการผลิตก๊าซมีเทนของจุลินทรีย์ 0.67 mL CH4/gCODremoved ความเข้มข้นก๊าซมีเทนสูงสุดเท่ากับ 76.35% ทั้งนี้การผลิตก๊าซมีเทนของการเติมกึ่งต่อเนื่องกับแบบกะมีค่าความร้อนสูง (HHV) ที่ 30.78 MJ/m3 จากการเติมกึ่งต่อเนื่องกับแบบกะสามารถผลิตก๊าซชีวภาพ 2.39 กับ 1.97 L/day ตามลำดับ โดยการเติมกึ่งต่อเนื่องและแบบกะมีระยะคืนทุน 5.59 ปี ดังนั้น วัสดุเหลือทิ้งข้าวโพดมีศักยภาพการผลิตก๊าซมีเทนทั้งแบบกะและแบบเติมกึ่งต่อเนื่อง จากผลงานวิจัยถือเป็นต้นแบบการใช้ประโยชน์วัสดุเหลือทิ้งจากไร่ข้าวโพดหลังการเก็บเกี่ยว และพัฒนาการผลิตพลังงานชีวภาพในระดับชุมชน