| บทคัดย่อ |
งานวิจัยนี้ได้พัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์ชุมชนถ่านอัดแท่งไร้ควันจากเศษกะลาแมคคาเดเมียเหลือทิ้ง พร้อมแนวทางธุรกิจและการจัดจาหน่าย โดยตั้งเป้าสร้างนวัตกรรมถ่านอัดแท่งที่ให้ความร้อนสูง เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และปลอดภัยต่อผู้ใช้ เพื่อเพิ่มมูลค่าวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรและสร้างรายได้แก่ชุมชน โดยใช้กระบวนการไพโรไลซิสเศษกะลาแมคคาเดเมียด้วยเตาเผาจากถังน้ามัน 200 ลิตร การขึ้นรูปถ่านอัดแท่งโดยใช้เครื่องอัดสกรูและผ่านหัวอัดทรงกระบอก 5 เหลี่ยม จากนั้นตรวจวัดสมบัติทางกายภาพ สภาวะการเผา วิเคราะห์สมบัติแบบประมาณ (proximate) และสมบัติด้านพลังงานความร้อนของถ่านและถ่านอัดแท่ง ผลการวิเคราะห์ถ่านจากกะลาแมคคาเดเมียพบค่าความชื้น 5.96±0.76% สารระเหย 9.57±0.36% เถ้า 5.79±0.23% และคาร์บอนคงตัว 78.68±0.39% แสดงให้ทราบว่าถ่านที่ได้จากกระบวนไพโรไลซิสนี้มีศักยภาพใช้เป็นวัตถุดิบถ่านอัดแท่งคุณภาพดีได้ สาหรับถ่านอัดแท่งไร้ควันจากเศษกะลาแมคคาเดเมีย โดยออกแบบสูตรผสม 3 สูตร ได้แก่สูตร A: ถ่านผสมแป้งมันและน้า (อัตราส่วนร้อยละ 85:5:10) สูตร B: ถ่านผสมแป้งมันสารช่วยติดไฟ NaNO3 และน้า (85:5:2:8 ) สูตร C: ถ่านผสมแป้งมัน สารช่วยติดไฟ KNO3 และน้า (85:5:2:8) ถ่านอัดแท่งที่ได้เป็นแท่งทรงห้าเหลี่ยมเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 4.5 cm มีรูแกนกลางภายในขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.4 cm เพื่อช่วยการไหลเวียนอากาศ มีความยาวประมาณ 8 cm ถ่านอัดแท่งที่ได้มีผิวภายนอกเรียบ เนื้อถ่านยึดเกาะกันแน่น ไม่แตกหักง่าย มีความหนาแน่นรวมอยู่ในช่วง 0.534–0.563 g/cm³ สะท้อนถึงการขึ้นรูปที่แน่นและคงรูปดี ผลการทดสอบการเผาไหม้ชี้ว่าสารช่วยติดไฟที่ใช้สามารถเพิ่มความเร็วการลามไฟอย่างมีนัยสาคัญ พร้อมระยะเวลาเผาไหม้ยาวเพียงพอสาหรับงานครัวเรือน/จาหน่ายปลีก มีค่ามลพิษระหว่างใช้งานอยู่ในระดับต่า (PM2.5 เฉลี่ย 23.7–19.3 μg/m³; CO 5.3–3.8 ppm; CO2 667.5–622.1 ppm) และปริมาณ CO2 อยู่ในช่วงปกติ (≈622–668 ppm) สอดคล้องการเผาไหม้ที่สะอาดขึ้นเมื่อมีการเติมสารช่วยติดไฟลงไปในสูตรการเตรียม โดยภาพรวมถ่านอัดแท่งไร้ควันสูตร C ให้สมรรถนะการติดไฟและคุณภาพอากาศดีที่สุด รองลงมาคือสูตร B และ A ตามลาดับ ผล bomb calorimeter ให้ค่า HHV เฉลี่ย 6.891, 6.805 และ 6.974 kcal/g ตามลาดับ โดยสูตร C ให้ค่าความร้อนสูงสุด ขณะที่ทีมวิจัยยังคานวณ HHV ทางทฤษฎีจากความสัมพันธ์เชิงสถิติตามแบบจาลองของ Nhuchhen & Salam เพื่อใช้เปรียบเทียบแนวโน้ม ในมิติการยอมรับของผู้ใช้ มีการถ่ายทอดเทคโนโลยีและสารวจความพึงพอใจผู้เข้าอบรม 30 คน (มาตราส่วน 5 ระดับ) ผลรวมทุกด้านอยู่ในระดับ “พึงพอใจมาก” (เฉลี่ย 4.15) โดยประเด็นที่ได้คะแนนสูง ได้แก่ คุณภาพและประสิทธิภาพของสูตร B และ C และความสะดวกในการเตรียมและจัดการวัตถุดิบ สะท้อนว่ากระบวนการผลิตและสูตรผสมมีความเหมาะสมต่อการใช้งานจริงในชุมชน ดังนั้นจากผลการศึกษาจึงชี้ได้ว่าการใช้เศษกะลาแมคคาเดเมียเป็นวัตถุดิบเพื่อให้ผลิตถ่านจากเศษกะลาแมคคาเดเมีย ร่วมกับการออกแบบสูตรและกระบวนการเตรียมถ่านอัดแท่งที่เหมาะสม สามารถสร้างผลิตภัณฑ์ชุมชนถ่านอัดแท่งไร้ควันที่มีคุณภาพการเผาไหม้สูง ควัน/ก๊าซมลพิษต่า และมีศักยภาพต่อยอดเชิงเศรษฐกิจ สร้างผลิตภัณฑ์ชุมชน และรักษาสิ่งแวดล้อมในชุมชนพื้นที่ที่มีการปลูกแมคคาเดเมียได้
This research was developed a community-product of smokeless charcoal briquette from macadamia shell waste with accompanying business and distribution guidelines, aiming to deliver a briquette innovation that provides high heat output, is environmentally friendly, and safe for users, thereby adding value to agricultural residues and generating income for the community. Macadamia shell waste was carbonized by pyrolysis in a 200-liter oil-drum kiln; the briquettes were then formed using a screw extruder fitted with a five-sided cylindrical die. Physical properties, combustion behavior, proximate composition, and energy (thermal) characteristics of both the char and the briquettes were subsequently measured. Proximate analysis of the macadamia shell char showed moisture 5.96 ± 0.76%, volatile matter 9.57 ± 0.36%, ash 5.79 ± 0.23%, and fixed carbon 78.68 ± 0.39%, indicating that the pyrolysis process produced a suitable feedstock for high-quality briquetting. For smokeless briquettes from macadamia shells, three formulations were designed: A; charcoal: tapioca starch: water (85:5:10 %wt), B; charcoal: tapioca starch: NaNO3 ignition aid: water (85:5:2:8 %wt), and C; charcoal: tapioca starch: KNO3 ignition aid: water (85:5:2:8 %wt). The resulting briquettes were five-sided rods of ~4.5 cm outer diameter with a 1.4 cm central hole to promote airflow and a length of ~8 cm; they exhibited a smooth exterior, strong internal cohesion with low friability, and bulk density of 0.534–0.563 g cm-3, reflecting tight compaction and good shape stability. Combustion tests indicated that the ignition aids significantly increased flame-spread rate while maintaining burning durations adequate for household/retail use. Pollutant levels during use were low (PM2.5 averages 23.7–19.3 μg m-3; CO 5.3–3.8 ppm; CO2 667.5–622.1 ppm), with CO2 lying within typical indoor ranges (≈622–668 ppm), consistent with cleaner combustion when ignition aids were incorporated. Overall, formulation C delivered the best ignition performance and air-quality outcomes, followed by B and A, respectively. Bomb-calorimetry gave mean HHVs of 6.891, 6.805, and 6.974 kcal g-1 for A, B, and C, respectively, with formulation C achieving the highest value; theoretical HHVs were also estimated using the statistical correlation of Nhuchhen and Salam for comparison of trends. For user acceptance, technology transfer and a satisfaction survey of 30 trainees (five-point Likert scale) yielded an overall rating of “very satisfied” (mean 4.15), with high scores for the quality/efficiency of formulations B and C and for ease of feedstock preparation/handling, indicating that the process and formulations are well-suited for practical community application. Therefore, the findings indicate that using macadamia shell waste as a raw material, together with appropriately designed formulations and briquetting processes, can produce a community smokeless briquette product with high combustion quality, low smoke/gaseous emissions, and strong potential for economic scaling, community product development, and environmental benefits in macadamia-growing areas.
|
|---|
