Biohydrogen Production Using Stainless Steel Reactor

การผลิตแก๊สไฮโดรเจนชีวภาพโดยใช้ถังปฏิกรณ์สแตนเลส (Stainless Steel Reactor)

ในยุคปัจจุบันที่ความต้องการพลังงานเพิ่มสูงขึ้นและทรัพยากรธรรมชาติกำลังร่อยหรอ การพัฒนาแหล่งพลังงานทางเลือกที่ยั่งยืนจึงเป็นสิ่งจำเป็น แก๊สไฮโดรเจนชีวภาพ (Biohydrogen) ถือเป็นแหล่งพลังงานสะอาดที่มีศักยภาพสูงในการทดแทนพลังงานจากฟอสซิล กระบวนการผลิตแก๊สไฮโดรเจนชีวภาพสามารถทำได้โดยการย่อยสลายทางชีวภาพ (Biological fermentation) ของวัสดุอินทรีย์ เช่น เศษอาหาร น้ำเสีย หรือน้ำตาลจากพืชพลังงาน โดยจุลินทรีย์ไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic bacteria)

วัสดุและวิธีการ

ในการศึกษานี้ มีการออกแบบและสร้างระบบผลิตแก๊สไฮโดรเจนแบบกึ่งต่อเนื่อง (semi-continuous system) โดยใช้ถังปฏิกรณ์แบบปิด ทำจากสแตนเลส (Stainless Steel Reactor) ขนาด 20 ลิตร มีคุณสมบัติทนการกัดกร่อน คงทนต่อแรงดัน และสามารถควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำ

วัสดุตั้งต้นที่ใช้คือสารละลายน้ำตาลกลูโคสที่ได้จากการย่อยสลายเศษอาหารผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิส โดยใช้จุลินทรีย์สายพันธุ์ผลิตไฮโดรเจน เช่น Clostridium butyricum ภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจน อุณหภูมิที่เหมาะสมอยู่ที่ประมาณ 35–37°C ค่าความเป็นกรดด่าง (pH) ถูกควบคุมให้อยู่ในช่วง 5.5–6.5

ผลการทดลอง

ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า ระบบสามารถผลิตแก๊สไฮโดรเจนได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีอัตราการผลิตสูงสุดที่ประมาณ 1.8 ลิตรต่อชั่วโมงต่อกิโลกรัมของน้ำตาล องค์ประกอบของแก๊สที่ได้ประกอบด้วยไฮโดรเจนประมาณ 60–65% และคาร์บอนไดออกไซด์ที่เหลือ

วัสดุสแตนเลสมีความคงทนต่อกรดที่เกิดขึ้นจากกระบวนการหมัก และไม่เกิดการปนเปื้อนของโลหะหนักลงในระบบ จึงเหมาะสมสำหรับการผลิตในระดับต้นแบบหรือนำไปต่อยอดในระดับอุตสาหกรรม

สรุปผล

การใช้ถังปฏิกรณ์สแตนเลสในการผลิตแก๊สไฮโดรเจนชีวภาพจากเศษอาหารหรือแหล่งคาร์บอนอินทรีย์อื่น ๆ เป็นแนวทางที่มีประสิทธิภาพและยั่งยืน เหมาะสำหรับการขยายผลในระดับชุมชนหรืออุตสาหกรรมขนาดเล็ก ถึงขนาดกลาง ด้วยต้นทุนที่ไม่สูงมากและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม