การหาสภาวะที่เหมาะสมสำหรับกระบวนการทอร์รีแฟคชันของทะลายปาล์มเปล่าด้วยวิธีพื้นผิวตอบสนอง

Abstract

          ทะลายปาล์มเปล่าเป็นวัสดุเศษเหลือจากอุตสาหกรรมน้ำมันปาล์ม ซึ่งมีศักยภาพในการที่จะนำมาใช้  เป็นแหล่งพลังงานทดแทน แต่อย่างไรก็ตามการนำมาใช้งานโดยตรงจะส่งผลเสียเนื่องจากมีสมบัติทางด้าน เชื้อเพลิงต่ำ ดังนั้นงานวิจัยชิ้นนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อปรับปรุงสมบัติทางด้านเชื้อเพลิงของทะลายปาล์มเปล่า  ด้วยกระบวนการทอร์รีแฟคชัน โดยประยุกต์ใช้การออกแบบการทดลองแบบประสมกลางของวิธีพื้นผิว ตอบสนองเพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมของกระบวนการ เพื่อวิเคราะห์หาอันตรกิริยาของอุณหภูมิในช่วง 200 –  320๐C และเวลาในช่วง 5 – 50 นาทีต่อค่าตอบสนอง ได้แก่ ร้อยละของผลได้ปริมาณความชื้น ปริมาณ สารอินทรีย์ระเหยง่าย ปริมาณเถ้า ปริมาณคาร์บอนคงตัว และค่าความร้อน ผลที่ได้จากการทดลองจะใช้ใน การสร้างสมการกำลังสอง และทำการทวนสอบความถูกต้องของสมการที่ได้ นอกจากนี้การวิเคราะห์ความ แปรปรวนของข้อมูลจะถูกนำมาใช้ในการศึกษาผลของปัจจัยต่าง ๆ โดยผลที่ได้พบว่ามีค่า R2 สูง ซึ่งแสดงถึง ความสอดคล้องกันของข้อมูลที่ได้จากการทำนาย และข้อมูลที่ได้จากการทดลอง และสภาวะที่เหมาะสมของกระบวนการทอร์รีแฟคชันที่อุณหภูมิ 278๐C และเวลา 23 นาที จะส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีร้อยละผลได้เท่ากับ 36.7% โดยปริมาณความชื้น และปริมาณสารอินทรีย์ระเหยง่ายจะลดลง 90.2% และ 31.2% ในขณะที่ปริมาณคาร์บอนคงตัว และค่าความร้อนจะเพิ่มขึ้น 1,363% และ 26.7% ตามลำดับ และเมื่อทำการทวนสอบผลที่ได้จากสมการทางคณิตศาสตร์ด้วยผลการทดลองพบว่ามีความคลาดเคลื่อนเพียงเล็กน้อย โดยสรุปจากผลการศึกษาในครั้งนี้พบว่ากระบวนการทอร์รีแฟคชันเป็นเทคนิคที่มีศักยภาพสำหรับปรับปรุงสมบัติทางด้านเชื้อเพลิงของทะลายปาล์มเปล่า            Palm empty fruit bunch (PEFB) is waste material from palm oil processing. It has potential as a renewable energy resource. However, direct processing is undesirable due to poor properties of the fuel obtained. Therefore, this research aims to improve the properties of fuel produced from PEFB by using a torrefaction process. Central composite design (CCD) and response surface methodology (RSM) were applied to optimize the process. The interactions of the independent parameters including temperature (200 - 320๐C) and time (5 – 50 min) with the dependent parameters consisting of mass yield (%MY), moisture content (%MC), volatile organic content (%VC), ash content (%AC), fixed carbon content (%FC) and heating value (HV) were determined. The experimental results were fitted to a quadratic equation which was also validated. Analysis of variance (ANOVA) was used to evaluate the influence of individual parameters. The high R2 values of the results indicated the good agreement of the generated model with the predicted and actual responses. The optimal values of temperature and time for torrefaction of PEFB were found to be 278๐C and 23 min, respectively. Under this condition, the %MY of torrefied product was 36.7%. It was found that %MC and %VC decreased 92.0% and 31.6% while %FC and HV increased 1,367.5% and 26.7%, respectively. The model accuracy was verified through triplicate experiments that produced small discrepancies between predicted and actual values. In conclusion, these studies revealed that torrefaction has the potential to improve the quality of fuel produced from PEFB.