จับประเด็น เตาเผาถ่านไบโอชาร์แบบตั้ง ขนาด ๕๐ ลิตร

มีรายงานการศึกษาทดลองการผลิตถ่านไบโอชาร์จากทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแม่โจ้ ด้วยเตาเผาแบบถังเหล็กแบบตั้ง แกนท่องเหล็ก ขนาด ๕๐ ลิตร  …  มีผลการทดลองหลายอย่างน่าสนใจ และน่าจะเปิดเผยปรากฏการณ์ภายในเตาให้เราได้รู้หลายอย่าง ….  ท่านใดสนใจอ่านเอง คลิกที่นี่ครับ https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/463/1/012079  …  ผมจับประเด็นมาแลกเปลี่ยนดังนี้ครับ 

รู้จักเตาฯ ….   เตาทำจากถังเหล็ก ขนาด ๕๐ ลิตร แบบตั้ง มีตะแกรงด้านล่าง ท่อแกนกลางขนาด ๔ นิ้ว  เหล็กหนา ๒.๕ มิลฯ  เข้าใจว่า เจาะรูคายแก๊สทั้งหมด ๑๐ รู ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ๖.๕ มิลฯ  ตำแหน่งวางเป็น ๒ คอลัมน์ ๒ ข้าง ๆ ละ ๕ รู  ดังรูป  ….  ผมเข้าใจว่าการทดลองที่รายงานนี้ ยังไม่ได้บุฉนวนความร้อนใด ๆ 

ท่านใช้เครื่องมือวัดอุณหภูมิแบบเทอร์โมคัปเปิล ชนิด K (thermocouple type K) วางตำแหน่ง บน กลาง ล่าง ที่ระยะห่างจากผนังท่องเหล็กแกนกลาง ๓ จุด  คืด  ชิดติดผนังท่อ กลางถัง และชิดติดผนังถัง ดังรูป 

เชื้อเพลิงที่ใช้ในการทดลองคือซังข้าวโพดที่อบแห้งสนิท คำถามที่นักวิจัยสนใจคือ  

• อุณหภูมิแต่ละตำแแหน่งเป็นอย่างไร แตกต่างกันมากแค่ไหน?   
• ถ้าเผานานต่างกัน ๓ ๕ ๗ หรือ ๙ ชั่วโมง อุณหภูมิต่างกันหรือไม่? … ปริมาณถ่านที่ได้ต่างกันไหม?

ต่อไปนี้เป็นผลการทดลองบางส่วนที่แสดงในรายงานนี้ครับ

กราฟนี้แสดงอุณหภูมิสูงสุดที่ตำแหน่งต่าง ๆ เมื่อเผาไปเป็นเวลา ๓ ชั่วโมง สิ่งที่ผมเห็นคือ 

• อุณหภูมิสุงสุดอยุ่ประมาณ ๖๐๐ องศาเซลเซียส  ที่ตำแหน่งบนถัง ตำแหน่งกลางถังและด้านล่าง อยู่ที่ประมาณ ๔๐๐ องศาฯ 
• ตำแหน่งบน อุณหภูมิที่ผิวท่อแกนกลางประมาณ ๖๐๐ องศาฯ ที่กลางถึงประมาณ ๕๐๐ องศาฯ และที่ผนังถังประมาณ ๔๐๐ องศาฯ  เช่นเดียวกับด้านล่างถัง ที่ผิวท่อและผนังถัง ต่างกันประมาณ ๒๐๐ องศาฯ 

เมื่อแสดงความแตกต่างของอุณหภูมิฯ ที่ความสูงกลางถัง เมื่อเวลาเผาผ่านไปต่างกัน  ดังรูปด้านบน พบว่า 

• ที่ผิวท่อเหล็กแกนกลาง สูงสุดที่ ๓ ชั่วโมง (ประมาณ ๖๐๐ องศาฯ) และลดลงมาที่ประมาณ ๕๐๐ เมื่อผ่านไปถึง ๙ ชั่วโมง 
• ที่ผนังถัง สูงสุดประมาณประมาณ ๓๗๐ องศาฯ … เปลี่ยนแปลงอยู่ในช่วง ๓๕๐-๓๗๐ องศาฯ 

กราฟนี้แสดงขนาดของอุณหภูมิเฉลี่ยทุกจุดที่เปลี่ยนไป เมื่อเผานานแตกต่างกัน และปริมาณถ่านที่ได้  พบว่า 

• ความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ยในเตา ไม่ว่าจะเผานานต่างกัน 
• แต่…. ถ้าเผา ๗ ชั่วโมง จะได้ปริมาณถ่านสูงที่สุด … (ข้อนี้ผมยังสงสัยครับ ว่าเป็นเพราะอะไร ทีมวิจัยไม่ได้อธิบายไว้)

จากผลการทดลองเหล่านี้  ผมจับประเด็นได้ว่า 

๑) เป็นที่ชัดเจนนะครับว่า  อุณหภูมิสุงสุดในเตาเผาถ่านไบโอชาร์ ไม่ใช่ “เป็นพันองศา” เหมือนที่หลาย ๆ คลิปเข้าใจกัน 

๒) อุณหภูมิที่ผิวท่อแกนกลาง ต่างจากอุณหภูมิที่ผนังถัง  ซึ่งห่างกันเพียง ๑๓ เซนติเมตร ถึง ๒๐๐ องศา …  คือ ลดลง ๑๐๐ องศาฯ ห่างออกไป ๖.๕ เซนติเมตร ….   การเผาถ่านด้วย “เตาอบ” แบบนี้ จึงได้ถ่านที่มีคุณภาพแต่างกันกันมาก ตามตำแหน่งที่วาง 

๓) ถ้าเจาะรู ๕ ระดับแบบเตานี้  อุณหภูมิที่ความสูงสุดที่ตำแหน่งกลางถัง จะต่างจากอุณหภูมิสูงสุด (ที่ตำแหน่งบนถัง) ถึง ๒๐๐ องศาฯ   ….   ตำแหน่งและขนาดของการเจาะรูน่าจะมีผลมาก ๆ 

สรุปสำคัญที่สุดสำหรับผมคือ ….  ถ่านที่ได้จากตำแหน่งต่าง ๆ จะมีความบริสุทธิ์ของคาร์บอนมากกว่า  จากตำแหน่งติดผิวท่อแกนกลางไปหาผนังถัง  จากตำแหน่งบนถังลงล่างถัง