หลักการผลิตก๊าซชีวภาพแบบง่ายๆ สำหรับใช้ในครัวเรือน

A DiY Bio-gas Digester

จากปัญหาสิ่งแวดล้อมในปัจจุบัน โดยเฉพาะปัญหาโลกร้อน ทำให้คนเรามองหาพลังงานทางเลือกต่าง ๆ เพื่อลดปัญหาดังกล่าว หนึ่งในพลังงานทางเลือกที่นำของเสียต่าง ๆ รอบตัวเรามาแปรเปลี่ยนเป็นแหล่งพลังงาน

แหล่งพลังงานนั้นคือ ก๊าซชีวภาพ (Biogas) เราสามารถสร้างบ่อหมักก๊าซชีวภาพ (Bio-gas digester ) ได้ง่าย ๆ สำหรับผลิตก๊าซชีวภาพสำหรับใช้ในครัวเรือน หรืออาจจะขยายบ่อหมักเพื่อผลิตก๊าซนี้สำหรับใช้ในอุตสาหกรรม

A DIY Bio-gas Digester

การจัดการระบบผลิตก๊าซชีวภาพที่ดีจะสามารถผลิตก๊าซชีวภาพมากได้ถึง 60 % จากปริมาณวัตถุที่นำมาหมัก หรือประมาณ 5- 19 ลูกบาศก์ฟุตของก๊าซชีวภาพต่อวัสดุที่นำมาหมักน้ำหนัก 1 ปอนด์ ขั้นตอนพื้นฐานของเกิดก๊าซชีวภาพและการนำไปใช้ประโยชน์ดังนี้

Source : HomeDistiller. (Sep 1,2015). anaerobic methane digester 2 [Video File]. Video posted to https://www.youtube.com/watch?v=CafBfR_sE2M

1 ) หาวัสดุสำหรับนำมาเป็นวัตถุดิบสำหรับการหมักซึ่งหาได้ง่ายใกล้ ๆ บ้านเรา เช่น สิ่งปฎิกูลต่าง ๆ มูลสัตว์ เศษอาหาร หรือแม้กระทั่ง เศษใบหญ้าที่เพิ่งถูกตัด โดยวัสดุที่นำมาหมักนี้เป็นสิ่งสำคัญที่สุดสำหรับการผลิตก๊าซชีวภาพ

2) นำพืชจำพวกหัวบีช ข้าวโพด หรือพืชที่มีปริมาณแป้งและน้ำตาลสูงมาใส่ในบ่อหมักด้วยเพื่อเป็นอาหารหลักสำหรับการเจริญเติบโตของพวกจุลินทรีย์ ซึ่งพวกจุลินทรีย์เหล่านี้มีหน้าที่สำคัญแปรรูปวัสดุที่นำมาใส่ในบ่อหมักแปรรูปเป็นก๊าซชีวภาพด้วยกระบวนการหมักโดยปราศจากอากาศ (Anaerobic digestion)

3) เมื่อวัสดุที่เรานำมาเริ่มเน่าเปื่อยโดยไม่สัมผัสอากาศจะเริ่มเปลี่ยนรูปเป็นก๊าซมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยพวกจุลินทรีย์ ซึ่งถังหมักนี้ควรทำมาจากโลหะจำพวก สแตนเลส (Stainless steel) เพื่อป้องกันการกัดกร่อนจากก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ (hydrogen sulphide, H2S) แต่ก็สามารถใช้วัสดุทำจากเหล็กทำถังหมักได้เช่นกัน ถึงอย่างไรก็ตามถังหมักดังกล่าวต้องทนอุณหภูมิประมาณ 55 องศาเซลเซียสซึ่งเป็นอุณหภูมิที่เหมาะสมกับจุลินทรีย์ที่เราใช้ในกระบวนการได้

4) หลักกระบวนการหมักแบบไร้อากาศเสร็จสิ้นก็ทำการแยกก๊าซชีวภาพออกจากกากที่เหลือจากการหมักซึ่งเราสามารถนำกากที่เหลือนี้ไปแปรรูปเป็นปุ๋ยชีวภาพได้ข้อดีของการนำกากเหล่านี้มาทำปุ๋ยคือมีสารอาหารที่เหมาะสมกับพืชสูง ส่วนก๊าซที่แยกออกมาจะถูกนำเก็บไว้ที่ส่วนบนของถังหมักหรือแยกออกมาจากถังเก็บก็ได้ขึ้นอยู่ดับความสะดวกและลักษณะการใช้งาน

5) ก๊าซชีวภาพถูกนำมาเป็นเชื้อเพลิงในกระบวนการเทคโนโลยีผลิตไฟฟ้าและความร้อนร่วม (Combined Heat and Power generation, CHP) ความร้อนที่ได้จากก๊าซชีวภาพนี้สามารถใช้ประโยชน์ได้ทั้งให้ความร้อนและผลิตไฟฟ้าในเครื่องปั่นไฟฟ้า ซึ่งบางครั้งก๊าซชีวภาพดังกล่าวจะผ่านการทำให้แห้งและสะอาดก่อนนำไปเผา เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเผาไหม้และช่วยเพิ่มอายุการใช้งานของเครื่องปั่นไฟฟ้า

6) ไฟฟ้าที่ผลิตได้นั้นสามารถใช้เองภายในครัวเรือน หรือ หมู่บ้าน หรือบางครั้งสามารถส่งเข้าสายส่งไฟฟ้าหลักได้ขึ้นอยู่กับกำลังการผลิตไฟฟ้าที่ได้ ส่วนความร้อนอาจนำไปใช้ประโยชน์ในหลายด้านเช่น อบแห้งไม้หรือผลิตภัณฑ์อื่น ๆ เป็นต้น

Designing the Bio-gas digester

Bibliography
Tek Think Writer. (July 4, 2015). How Does a Bio-gas Generator Work? Retrieved from http://tek-think.com: http://tek-think.com/2015/07/04/how-does-a-bio-gas-generator-work/