KMITL Innovation Expo 2025 Logo

การศึกษาตัวแปรที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพเตาเผาและคุณภาพถ่านจากกระบวนการผลิตถ่านไม้ไผ่ในเตาเผาต้นแบบเปรียบเทียบกับเตาเผาในอุตสาหกรรม

รายละเอียด

ไผ่เป็นพืชเศรษฐกิจที่มีศักยภาพในการเพิ่มมูลค่าผ่านการแปรรูปเป็นถ่านชีวมวล ซึ่งสามารถนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงและมีประโยชน์ในหลายอุตสาหกรรม งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อคุณภาพของถ่านไม้ไผ่ โดยเปรียบเทียบการผลิตถ่านจากเตาเผาไม้ไผ่ต้นแบบกับเตาเผาอุตสาหกรรม วิเคราะห์ผลผลิตที่ได้และประสิทธิภาพเชิงความร้อนของแต่ละสภาวะการเผา พบว่าการทดสอบเตาเผาต้นแบบที่สภาวะที่ 3 อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส ระยะเวลา 8 ชั่วโมง ให้ผลลัพธ์ใกล้เคียงกับเตาเผาอุตสาหกรรม โดยมีประสิทธิภาพเชิงความร้อนร้อยละ 37.05 และ 41.29 ตามลำดับ ถ่านชีวมวลที่ได้มีคุณภาพสูง โดยมีปริมาณคาร์บอนอินทรีย์ร้อยละ 73.92 และ 75.24 โดยน้ำหนักตามลำดับ และมีอัตราส่วนโมลของไฮโดรเจนต่อคาร์บอนอินทรีย์ 0.51 และ 0.29 ตามลำดับ ซึ่งจัดอยู่ในมาตรฐานถ่านชีวมวลระดับสูงสุด (IBI Standard) อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ พบว่าต้นทุนการผลิตยังค่อนข้างสูง จึงเหมาะสมกับผู้ที่มีชีวมวลไม้ไผ่เหลือใช้จากกิจกรรมอื่น

วัตถุประสงค์

ไผ่ถือเป็นพืชเศรษฐกิจชนิดหนึ่งที่ทางภาครัฐเร่งส่งเสริมให้ปลูกเป็นพืชเศรษฐกิจหลัก จึงมีการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิต มารองรับการขยายตัวของอุตสาหกรรมไผ่ การแปรรูปที่สามารถเพิ่มมูลค่าของลำไม้ไผ่ได้มากกว่าการขายไผ่สด คือ การแปรรูปไม้ไผ่เป็นถ่านไม้ไผ่ ที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลายมากขึ้น เช่น เป็นเชื้อเพลิงสำหรับหุงต้มอาหารใน และการใช้ถ่านในด้านการเกษตร ปัจจุบันมีเทคโนโลยีการเผาถ่านที่หลากหลาย ทั้งแบบใช้ในครัวเรือนและในอุตสาหกรรม เตาแต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกันไป ซึ่งเตาที่ใช้ในประเทศไทยทั่วไปสามารถทำงานได้ แต่คุณภาพของถ่านที่ได้ในแต่ละครั้งไม่แน่นอน ซึ่งเตาเผาในระดับอุตสาหกรรมของต่างประเทศสามารถควบคุมการทำงานได้ ทำให้ถ่านที่ได้มีคุณภาพค่อนข้างคงที่ สร้างมูลค่าทางการตลาดได้สูง การควบคุมกระบวนการการผลิตให้เหมาะสม มีผลต่อคุณภาพและร้อยละผลผลิตของถ่าน ดังนั้นการศึกษาตัวแปรในการออกแบบเตา และควบคุมกระบวนการการผลิตได้อย่างเหมาะสม เพื่อให้เตาในระดับครัวเรือนสามารถทำงานได้ดียิ่งขึ้นจึงมีความสำคัญ และสามารถขยายผลต่อไปยังด้านอุตสาหกรรมได้ในอนาคต การศึกษานี้จึงมุ่งเน้นการวิเคราะห์ตัวแปรที่มีผลต่อคุณภาพของถ่ายไม้ไผ่ในกระบวนการผลิต โดยเปรียบเทียบเตาเผาต้นแบบกับเตาเผาที่ใช้ในระดับอุตสาหกรรม เพื่อให้ได้เตาเผาที่สามารถควบคุมกระบวนการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ สามารถนำไปประยุกต์ใช้และถ่ายทอดสู่ภาคอุตสาหกรรม อีกทั้งยังเป็นองค์ความรู้ที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในเชิงวิชาการ และพัฒนาเป็นเครื่องมือที่ นำไปสู่การสร้างรายได้ที่ยั่งยืนแก่ชุมชนต่อไป

นวัตกรรมอื่น ๆ

เมมเบรนกราฟีนออกไซด์คอมพอสิตสำหรับกำจัดของเสียในแหล่งน้ำ

คณะวิทยาศาสตร์

เมมเบรนกราฟีนออกไซด์คอมพอสิตสำหรับกำจัดของเสียในแหล่งน้ำ

ในงานวิจัยนี้ ทำการผลิตเมมเบรนกราฟีนออกไซด์โดยใช้กระบวนการ Phase-Inversion Method ซึ่งเป็นการเปลี่ยนสถานะของพอลิเมอร์จากของเหลวไปเป็นของแข็งผ่านการแยกเฟส ซึ่งจะทำให้เกิดโครงสร้างรูพรุนในเมมเบรน โครงสร้างของเมมเบรนที่ได้ขึ้นอยู่กับวิธีการทำให้เกิดการแยกเฟส โดยวิธี Phase-Inversion เป็นหนึ่งในกระบวนการผลิตเมมเบรนที่มีความยืดหยุ่นสูง ต้นทุนต่ำ และสามารถควบคุมโครงสร้างของเมมเบรนได้ดี เหมาะสำหรับงานด้านการบำบัดน้ำ การแยกสาร และการกรองของเหลวหรือก๊าซในระดับอุตสาหกรรม กราฟีนออกไซด์ (Graphene Oxide, GO) เป็นวัสดุที่ได้รับความสนใจอย่างมากในด้านการนำมาผลิตเมมเบรนเพื่อใช้สำหรับบำบัดน้ำและการกำจัดของเสีย เนื่องจากมีโครงสร้างเป็นชั้นบางระดับนาโนเมตร ทำให้สามารถควบคุมการซึมผ่านของโมเลกุลน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ และยังมีคุณสมบัติพิเศษ เช่น - การคัดแยกโมเลกุลที่มีประสิทธิภาพสูง: สามารถกรองอนุภาคนาโน ไอออนโลหะหนัก สารอินทรีย์ และจุลินทรีย์ได้ - ความสามารถในการซึมผ่านน้ำสูง: เนื่องจากโครงสร้างของกราฟีนออกไซด์มีช่องว่างระหว่างชั้นที่เอื้อต่อการเคลื่อนที่ของโมเลกุลน้ำ - ความทนทานทางเคมีและเชิงกลสูง: ทำให้สามารถใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น น้ำเสียอุตสาหกรรม หรือของเสียที่มีค่า pH สูงหรือต่ำได้ - คุณสมบัติการป้องกันการเปรอะเปื้อน (Antifouling): ลดการสะสมของสารปนเปื้อนบนพื้นผิวเมมเบรน - กราฟีนออกไซด์มีความชอบน้ำสูงเนื่องจากมีปริมาณหมู่ฟังชันของออกซิเจนอย่าง (OH-) ที่พื้นผิวที่ค่อนข้างมาก ส่งผลให้เป็นเป็นสารเติ่มแต่งที่ดีสำหรับการผลิตเมมเบรนด้วยเทคนิค Phase-Inversion Method การประยุกต์ใช้เมมเบรนกราฟีนออกไซด์ในการกำจัดของเสีย - การบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรม เช่น การกรองโลหะหนัก (Pb2+, Cr6+, Hg2+) และสารอินทรีย์ที่เป็นพิษ - การกำจัดสารปนเปื้อนทางชีวภาพ เช่น แบคทีเรีย ไวรัส และสารพิษจากจุลินทรีย์ - การแยกเกลือออกจากน้ำทะเล (Desalination) โดยสามารถใช้แทนเมมเบรนแบบดั้งเดิมเพื่อเพิ่มอัตราการซึมผ่านของน้ำและลดพลังงานที่ใช้ - การกำจัดสารปนเปื้อนทางเภสัชกรรม เช่น ยาปฏิชีวนะและฮอร์โมนที่ตกค้างในน้ำ

การตรึงวัสดุนาโนโลหะบนตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการย่อยสลายอะฟลาทอกซิน บี1

คณะวิทยาศาสตร์

การตรึงวัสดุนาโนโลหะบนตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการย่อยสลายอะฟลาทอกซิน บี1

วัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงที่ตกแต่งด้วยวัสดุนาโนโลหะ (Bi-Metallic NPs/ Photocatalyst) ได้ถูกสังเคราะห์ ในการสลายอะฟลาทอกซิน บี1 ตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงที่ตกแต่งด้วยวัสดุนาโนโลหะถูกสังเคราะห์ด้วยคลื่นอัลตราโซนิก (Ultrasonic waves) วัสดุถูกนำมาศึกษาคุณลักษณะทางเคมีโดยการใช้เทคนิค Transmission electron microscope (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction analysis (XRD), Fourier transform infrared spectrometer (FT-IR), Zeta potential analyzer และ UV-visible spectrophotometer อนุภาคนาโนโลหะบนตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงแสงถูกนำมาทดสอบประสิทธิภาพในการย่อยสลาย AFB1 ในน้ำเสียจากน้ำทิ้งครัวเรือนภายใต้แสงวิสิเบิล โดยนำมาวิเคราะห์ด้วยโครมาโตกราฟีของเหลวสมรรถนะสูง ช่วงความยาวคลื่น 365 นาโนเมตร พบว่าสามารถกำจัด AFB1 ได้อย่างมีประสิทธิภาพถึง 100 % ภายในเวลา 2 นาที ประสิทธิภาพที่เหนือชั้นนี้เป็นผลมาจาก โครงสร้างที่มีรูพรุนสูง พื้นที่ผิวจำเพาะที่เพิ่มขึ้น และอัตราการรวมตัวใหม่ของอิเล็กตรอน-โฮลที่ลดลง แสดงให้เห็นว่าวัสดุนาโนที่ได้พัฒนาประสบความสำเร็จในการสลาย AFB1

การประยุกต์ใช้การเรียนรู้ของเครื่อง กระบวนการเฟ้นสุ่ม และ  ทฤษฎีเกมในกลยุทธ์การลงทุนระยะสั้นในสินทรัพย์ทางการเงิน

คณะวิทยาศาสตร์

การประยุกต์ใช้การเรียนรู้ของเครื่อง กระบวนการเฟ้นสุ่ม และ ทฤษฎีเกมในกลยุทธ์การลงทุนระยะสั้นในสินทรัพย์ทางการเงิน

โครงงานนี้มุ่งเน้นการศึกษาและพัฒนาระบบการลงทุนระยะสั้นโดยซื้อขายทองคำในตลาดแลกเปลี่ยนเงินตราต่างประเทศ โดยประยุกต์ใช้เทคนิคการเรียนรู้ของเครื่อง (Machine Learning) เพื่อวิเคราะห์และคาดการณ์แนวโน้มของกราฟราคา ระบบที่พัฒนานี้ใช้กระบวนการเฟ้นสุ่ม (Stochastic Process) ในการกำหนดจุดตัดขาดทุน (Stop Loss) เพื่อเพิ่มค่าผลตอบแทนที่คาดหวังสูงสุด และใช้แนวคิดจากทฤษฎีเกม (Game Theory) ในการตัดสินใจเกี่ยวกับการถือครองหรือปิดคำสั่งซื้อขาย (Orders) ระบบดังกล่าวถูกพัฒนาและทดสอบบนแพลตฟอร์ม MetaTrader 5 (MT5) โดยโครงงานนี้นำเสนอรายละเอียดเกี่ยวกับกระบวนการทำงาน ตั้งแต่การเตรียมข้อมูล การฝึกสอนโมเดลเรียนรู้ของเครื่อง การสร้างแบบจำลองเพื่อประมาณการแจกแจงของทิศทางราคาทองคำ การกำหนดกลยุทธ์การวางจุดตัดขาดทุน การออกแบบแบบจำลองการตัดสินใจเชิงกลยุทธ์ตามทฤษฎีเกม ตลอดจนการพัฒนาโปรแกรมเทรดอัตโนมัติ และการทดสอบย้อนหลังเพื่อประเมินประสิทธิภาพของระบบ