การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตแก๊สชีวภาพโดยหัวเชื้อจากของเสียตะกอนเลนบ่อกุ้งทะเล

Abstract

โครงงานวิจัยครั้งนี้ทำการสร้างชุดเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ ประกอบไปด้วย ชุดวัดและบันทึกข้อมูล pH อุณหภูมิ และปริมาณแก๊ส (bubble counter) โดยข้อมูลจะถูกบันทึกด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ โดยถังหมักใช้วัสดุอะคริลิก ขนาด 5 และ 30 ลิตร นำถังที่สร้างขึ้นมา ขนาด 5 ลิตร ทำการหมักแก๊สชีวภาพจากตะกอนเลนของเสียบ่อกุ้งจากจังหวัดชลบุรี ด้วยระบบกะแบบไร้ออกซิเจน ระยะเวลาในการหมัก 15 วัน ศึกษา pH เริ่มต้น และอุณหภูมิ ที่เหมาะสม โดยทำการตรวจวัดปริมาณแก็สที่เกิดขึ้น การเปลี่ยนแปลง pH และอุณหภูมิ ระหว่างการหมัก พร้อมตรวจวัดองค์ประกอบของแก๊สที่ถูกผลิต นอกจากนี้ยังทำการตรวจวัดคุณสมบัติทางเคมีของตะกอนเลนก่อนและหลังการหมัก จากผลการวิจัยพบว่า pH และอุณหภูมิ ที่เหมาะสม คือ pH 7 และอุณหภูมิ 40 ºC โดยผลิตแก๊สได้สูงสุดคือ 928 มิลลิลิตร เมื่อนำแก๊สที่ได้ไปวิเคราะห์องค์ประกอบพบแก๊สไฮโดรเจนปริมาณสูงที่สุดคิดเป็นร้อยละ 98 เมื่อทำการวัดองค์ประกอบทางเคมีของตะกอนเลนของเสียบ่อกุ้งพบว่า ก่อนการหมักมีค่า TS เท่ากับ 805,080 mg/l คิดเป็นของแข็งระเหยได้ (VS) 54,480 mg/l ซึ่งคิดเป็นปริมาณสารอินทรีย์ในตะกอนเลยซึ่งถือว่ามีน้อยเมื่อเทียบกับของเสียชนิดอื่น แต่ ณ สภาวะที่เหมาะสมที่ได้จากการทดลองพบว่าได้ปริมาณแก๊สค่อนข้างสูง ซึ่งถือว่ามีความเป็นไปได้ที่จะนำสภาวะดังกล่าวไปใช้จริงในฟาร์มกุ้งเพื่อเปลี่ยนของเสียให้เป็นพลังงานมาใช้ในการจัดการฟาร์ม นอกจากนี้คณะวิจัยยังจำแนกและศึกษาชนิดของแบคทีเรียในกระบวนการผลิตมีเทนจากกระบวนการหมักดังกล่าว โดยอาศัยเทคนิคทางพันธุศาสตร์เชิงโมเลกุลโดยการวิเคราะห์เปรียบเทียบลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีน 16S rRNA ในการจำแนกสายพันธุ์ของแบคทีเรีย พบแบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจน 4 ชนิด ได้แก่ Exiguobacterium, Bacillus,Staphyloccus epidermidis, และ Staphylococcus aureus นอกจากนี้สามารถแยกแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนได้ คือ Clostridium cochlearium ซึ่งทั้งหมดเป็นแบคทีเรียที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตแก๊สชีวภาพ