logo IPST4 IPST4
  • วีดิทัศน์
  • คลังภาพ
  • บทความ
  • โครงงาน
  • บทเรียน
  • แผนการสอน
  • E-Books
    • คู่มือครู
    • คู่มือการใช้หลักสูตร
    • ชุดสื่อ 60 พรรษา
    • หนังสือเรียน
    • Ebook อื่นๆ
  • Apps
  • เกี่ยวกับ scimath
  • ติดต่อเรา
  • สรุปข้อมูล
  • แผนผังเว็บไซต์
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ
  • สมัครสมาชิก
  • ลืมรหัสผ่าน
  • วีดิทัศน์
  • คลังภาพ
  • บทความ
  • โครงงาน
  • บทเรียน
  • แผนการสอน
  • E-Books
    • คู่มือครู
    • คู่มือการใช้หลักสูตร
    • ชุดสื่อ 60 พรรษา
    • หนังสือเรียน
    • Ebook อื่นๆ
  • Apps
  • เกี่ยวกับ scimath
  • ติดต่อเรา
  • สรุปข้อมูล
  • แผนผังเว็บไซต์
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ
  • สมัครสมาชิก
  • ลืมรหัสผ่าน
  • learning space
  • ระบบอบรมครู
  • ระบบการสอบออนไลน์
  • ระบบคลังความรู้
  • สสวท.
  • สำนักงานสลากกินแบ่ง
  • วีดิทัศน์
  • คลังภาพ
  • บทความ
  • โครงงาน
  • บทเรียน
  • แผนการสอน
  • E-Books
    • คู่มือครู
    • คู่มือการใช้หลักสูตร
    • ชุดสื่อ 60 พรรษา
    • E-Books อื่นๆ
  • Apps
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ
ลงชื่อเข้าสู่ระบบ
  • สมัครสมาชิก
  • ลืมรหัสผ่าน
ค้นหา
    
ค้นหาบทความ
กลุ่มเป้าหมาย
ระดับชั้น
สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา
การกรองเปลี่ยนแปลง โปรดคลิกที่ส่งเมื่อดำเนินการเสร็จ
เลือกหมวดหมู่
    
  • บทความทั้งหมด
  • ฟิสิกส์
  • เคมี
  • ชีววิทยา
  • คณิตศาสตร์
  • เทคโนโลยี
  • โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ
  • วิทยาศาสตร์ทั่วไป
  • สะเต็มศึกษา
  • อื่น ๆ

มารู้จักถ่านชีวภาพกันเถอะ

โดย :
กุลธิดา สะอาด
เมื่อ :
วันอังคาร, 16 พฤศจิกายน 2564
Hits
2082

            ปัจจุบัน "ถ่านชีวภาพ" กำลังได้รับความสนใจและเป็นที่นิยมอย่างแพร่หลายในบรรดานักวิจัยและเกษตรกร เนื่องจากถ่านชีวภาพมีคุณประโยชน์หลากหลาย เช่น ใช้ในการปรับปรุงคุณภาพของดินและเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรช่วยดูดซับโลหะหนักในน้ำเสีย

ถ่านชีวภาพคืออะไร?

            ถ่านชีวภาพ (biochar) คือ วัสดุที่อุดมด้วยคาร์บอน และผลิตจากชีวมวลอินทรีย์ เช่น เปลือกมังคุด ซังข้าวโพต แกลบ เศษไม้ ฯลฯ องค์ประกอบหลักคือ เซลลูโลส ซึ่งเป็นเส้นใย และมีเฮมิเซลลูโลสเป็นตัวยืดเซลลูโลสไว้ด้วยกัน รวมถึงลิกนิน ซึ่งทำหน้าที่ให้เส้นใยยืดเหนี่ยวกันอย่างแข็งแรง ทั้งหมดนี้รวมเรียกว่า ชีวมวลลิกโนเซลลูโลส ดังรูปที่ 1 – 2

biochar 01

รูปที่ 1 โครงสร้างเซลลูโลส

ที่มา https://en.wikipedia.crg/wiki/Cellulose 

biochar 02

รูปที่ 2 ใครงสร้างเฮมิเซลลูโลส

ที่มา http://www.sigmaaldrich.com/contenti/dam/sigma-aldrich/life-science/biochemicals/migrationbiochemicals1/hemicullulaso_xylanase.gif

ถ่านชีวภาพแตกต่างจากถ่านกัมมันต์อย่างไร

            ถ่านชีวภาพมีลักษณะที่เหมือนและที่แตกต่างจากถ่านกัมมันต์ (activated carbon) ดังนี้

ถ่านชีวภาพ ผลิตจากชีวมวล (biomass) เช่น แกลบ ขังข้าวโพด กากอ้อย หรือเศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรชนิดต่าง ๆ โดยกระบวนการย่อยสลายด้วยความร้อนที่ไม่ใช้ออกซิเจน ด้วยการให้ความร้อนตั้งแต่ 10 - 500 องศาเซลเซียส กระบวนการย่อยสลายดังกล่าว เรียกว่า กระบวนการไพโรไลซิสแบบช้ำา (slow pyrolysis)  ชีวมวลซึ่งประกอบด้วยสารประกอบไฮโดรคาร์บอนประเภทคาร์บอนิล (carbonyl group) ไฮดรอกซิล (hydroxyl group) และอะโรมาติก (aromatic compound) (Kumar at al.. 2011) เมื่อผ่านกระบวนการไพโรไลซิสแบบช้า จะทำให้ลักษณะผิวของชีวมวลเปลี่ยนไปคือ เริ่มมีรูพรุน ธาตุที่ไม่ใช่คาร์บอน อันได้แก่ไฮโดรเจน ออกซิเจนจะแตกตัวในรูปของแก๊ส (gasification process) ที่เรียกว่าการคาร์บอไนเซซัน (carbonization) อนุมูลคาร์บอนอิสระ (free - radical carbon) ที่มีอยู่จะรวมกลุ่มกันเป็นถ่านชีวภาพที่มีประจุลบ ซึ่งช่วยดูดซับไอออนโลหะหนักหรือธาตุอาหารที่มีประจุบวกได้ แต่การยังคงมีน้ำมันดิน (tar) ตกค้างอยู่ในช่องว่าง (pore) ทำให้ถ่านมีความสามารถในการดูดซับต่ำจึงมีการนำถ่านชีวภาพไปปรับปรุงคุณภาพดินทรายจัด (sandy soils) ตัวอย่างเช่น การใช้ปรับปรุงดินในพื้นที่ศูนย์ศึกษาการพัฒนาห้วยทรายอันเนื่องมาจากพระราชดำริ ที่ตำบลสามพระยา อำเภอชะอำ จังหวัดเพชรบุรี เนื่องจากสภาพดินในพื้นที่ดังกล่าวมีวัตถุตันกำเนิดดิน (sol parent materials)จากหินทราย (sandstone) ทำให้ดินมีลักษณะเป็นดินปนทรายที่มีเนื้อดินค่อนข้างหยาบและมีสภาพเป็นกรดคือ PH ประมาณ 5 – 6 ฮิวมัสที่อยู่ในดินจะจับกับธาตุอะลูมิเนียมและเหล็ก โดยมีกรดเป็นตัวดูดซับทำให้เกิดตะกอนของสารประกอบโลหะอินทรีย์ (organometallic compounds)เมื่อเวลาผ่านไป ตะกอนที่เกิดขึ้นจะสะสมและจับตัวกันเป็นชั้นดินดานแข็ง เมื่อน้ำไหลซึมลงมามันจะขังน้ำ เพราะน้ำซึมผ่านได้ยาก ทำให้รากพืชขาดอากาศหายใจ เพราะดินมีความสามารถในการอุ้มน้ำต่ำ จึงมีการนำถ่านชีวภาพมาผสมเพื่อให้ดินไม่จับตัวแน่น มีความสามารถในการอุ้มน้ำ โปร่งร่วนซุยยิ่งขึ้น และช่วยปรับสภาพความเป็นกรด-เบส ของดินให้มีสภาพเป็นกลาง เพื่อจะได้เป็นแหล่งอาศัยของจุลินทรีย์ในการสร้างอาหารในดิน เพราะเมื่อดินถูกชะล้าง สารอาหารจะยึดเกาะกับถ่าน แทนที่จะถูกชะล้างออกไป

biochar 03

รูปที่ 3  เตาเผาถ่านแกลบ

ที่มา https://phorakfarm.files.wordpress.com/2015/08/wpid-picsart_1440067521479.jpg

 

            ถ่านกัมมันต์ ผลิตจากชีวมวลหรือเศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรเช่นเดียวกับถ่านชีวภาพ โดยกระบวนการย่อยสลายด้วยความร้อนที่ไม่ใช้ออกซิเจนและมีการให้ความร้อนในอัตรา 900 - 1,100 องศาเซลเซียส กระบวนการย่อยสลายดังกล่าว เรียกว่า กระบวนการไพโรไลซิสแบบเร็ว (fast pyrolysis) และเมื่อชีวมวลผ่านกระบวนการไพโรไลซิสแบบเร็วแล้ว ลักษณะพื้นผิวจะเปลี่ยนไป เกิดเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนประเภทคาร์บอนิล (carbonyl group) ไฮดรอกซิล (hydroxyl group) และอะโรมาติก (aromatic compound) ซึ่งมีประจุลบเช่นเดียวกับถ่านชีวภาพ มีการกระตุ้นทางเคมีและทางกายภาพ (chemical and physical activation)โดยมีความร้อนเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา จะทำให้น้ำมันดินที่ตกค้างอยู่ในช่องว่างสลายตัว และช่องว่างถูกปิดไว้ด้วยน้ำมันดินจะถูกกระตุ้นให้เปิดออก ทำให้ถ่านกัมมันต์มีพื้นผิวเป็นรูพรุนและมีความสามารถในการดูดขับมากกว่าถ่านชีวภาพ โดยทั่วไปจึงใช้ประโยชน์ในทางการแพทย์ เช่น การทำถ่านอัดเม็ดเพื่อใช้เป็นยาดูดสารพิษในร่างกาย

            ดังนั้น ถ่านชีวภาพจึงมีความแกต่างจากถ่านกัมมันต์ตรงที่กระบวนการผลิต และจุดมุ่งหมายในการใช้ประโยชน์โดยถ่านชีวภาพจะถูกผลิตโดยผ่านกระบวนการไพโรไลซิสแบบช้า และอุณหภูมิที่ใช้ต่ำกว่า 500 องศาเซลเซียส จึงนิยมใช้ในการปรับปรุงคุณภาพดิน เช่น ดินทรายจัด ส่วนถ่านกัมมันต์จะถูผลิต โดยผ่านกระบวนการไพโรไลซิสแบบเร็ว อุณหภูมิที่ใช้ประมาณ 900 - 1,100 องศาเซลเซียส และนิยมทำเป็นถ่านอัดเม็ดเพื่อดูดสารพิษในร่างกาย

biochar 04

ประโยชน์จากถ่านชีวภาพ

             ชีวมวลที่นำมาผลิตถ่านชีวภาพ เช่น เศษไม้ หรือเศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรต่าง ๆ เมื่อผ่านกระบวนการย่อยสลายด้วยความร้อนที่ไม่ใช้ออกซิเจนที่มีความร้อนตั้งแต่ 10 - 500 องศาเซลเซียส หรือที่เรียกว่า กระบวนการไพโรไลซิสแบบช้านั้น จะได้ผลิตภัณฑ์หลักเป็นถ่านชีวภาพ ซึ่งประโยชน์จากถ่านชีวภาพมีหลากหลาย เช่น ช่วยในการปรับปรุงเนื้อดินที่มีความแข็งดานให้ร่วนซุยและสามารถอุ้มน้ำได้มากขึ้น  ปรับสภาพความเป็นกรด-ด่างของเนื้อดินให้มีสภาพเป็นกลางเป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอนลงในดิน ช่วยกำจัดกลิ่นเหม็นและดูดความขึ้น รวมถึงสามารถนำไปใช้เป็นปุ๋ยในการทำเกษตร

biochar 05

รูป ใครงการ "ถ่านเปลือกทุเรียน"

ที่มา http://164.115.22.186/webmost/main/index.php/organization-news.html?start=705 

            จากข้อมูลดังกล่าวสามารถเป็นแนวทางสำหรับนักเรียนในการจัดกิจกรรมนอกเวลาเรียนหรือทำโครงงาน (Project) ที่เกี่ยวกับปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมและทรัพยากรธรรมชาติ เช่น การดูดซับโลหะหนักในน้ำเสียโดยใช้ถ่านชีวภาพ การศึกษาสภาพดินที่เสื่อมสภาพและปรับปรุงคุณภาพดินนั้นโดยใช้ถ่านชีวภาพ เพื่อฝึกให้นักเรียนเกิดการเรียนรู้ด้วยกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ นำความรู้ไปใช้ประโยชน์ได้จริง อันจะเป็นประโยชน์ต่อประเทศชาติในการแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมของประเทศไทยที่กำลังเผชิญอยู่ในปัจจุบัน

             บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของนิตยสาร สสวท. ผู้อ่านสามารถติดตามบทความที่น่าสนใจเพิ่มเติมได้ที่ https://magazine.ipst.ac.th/

 

บรรณานุกรม

Huppi. R.. Felber, R.. Neftel, A.. Six. J. & Leifeld, J. (2015). Effect of biochar and liming on soil nitrous oxide emissionsfrom a temperature maize cropping system. European Geosciences Union, 1, 707 - 717.

Kumar, S.. Loganathan, V.A.. Gupta, R.B. & Bamett, M.O. (2011). An Assessment of U (VI) removal from groundwater usingbiochar produced from hydrothermal carbonization. Journal of Environmental Management. 92(10), 2504 - 2512.

Tan. X.. Lui, Y.. Zeng, G.. Wang, X.. Hu, X.. Gu. Y. & Yang, Z. (2015). Application of biochar for the removal of pollutants from aqueous solutions. Chemosphere, 125, 70 - 85.

พินิจภณ ปิตุยะ และคณะ. (2557. เอกสารองค์ความรู้เรื่องถ่านชีวภาพ. สืบคั้นเมื่อ 23 ตุลาคม 2559, จาก http:/www.huaysaicenter.org/index2.php?ge=nav_view&gen_lang=030030216041&lang=.

ศิริลักษณ์ ศิริสิงห์. คู่มือการผลิตและการใช้ถ่านชีวภาพในการเกษตร. สืบคั้นเมื่อ 25 ตุลาคม 2559. จาก http://pirun.ku.ac.th/-fsocoss.

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคนโลยี. (2558). หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์ 6

ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 เล่ม 2. กรุงเทพมหานคร: โรงพิมพ์ สกสค. ลาดพร้าว.

อรสา สุกสว่าง. (2554). ไบโอชาร์: เทคนโลยีขับเคลื่อนการพัฒนาพลังงานสีเขียว. สืบคั้นเมื่อ 23 ตุลาคม 2559, จาก http:/wwww.conference.tgo.or.th/download/201 1/workshop/190811/PPT/04_JAFT.pdf.

หัวเรื่อง และคำสำคัญ
ถ่านชีวภาพ, ถ่านกัมมันต์, ชีวมวล
ลิขสิทธิ์
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.)
สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา
คณิตศาสตร์
ระดับชั้น
ป.1
ป.2
ป.3
ป.4
ป.5
ป.6
ม.1
ม.2
ม.3
ม.4
ม.5
ม.6
ช่วงชั้น
ทุกช่วงชั้น
กลุ่มเป้าหมาย
ครู
นักเรียน
บุคคลทั่วไป
  • 12471 มารู้จักถ่านชีวภาพกันเถอะ /article-biology/item/12471-2021-10-19-04-14-46
    เพิ่มในรายการโปรด
  • ให้คะแนน
    Average rating
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • Share
    • Tweet
    • Share

  • คำที่เกี่ยวข้อง
    ชีวมวล ถ่านกัมมันต์ ถ่านชีวภาพ
คุณอาจจะสนใจ
วิศวกรผู้ออกแบบเครื่องบินเค้าคิดอะไรกันบ้าง?
วิศวกรผู้ออกแบบเครื่องบินเค้าคิดอะไรกันบ...
Hits ฮิต (17458)
ให้คะแนน
ในการออกแบบเครื่องมือหรือเครื่องจักร ใด ๆ ก็ตาม วิศวกรผู้ออกแบบก็จะมีแบบแผนขั้นตอนในการออกแบบที่ถูก ...
จิตสำนึกของ James Franck นักฟิสิกส์รางวัลโนเบลปี 1925
จิตสำนึกของ James Franck นักฟิสิกส์รางวั...
Hits ฮิต (645)
ให้คะแนน
เจมส์ ฟรังก์ (James Franck) เป็นนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ผู้มีชื่อเสียงมากที่สุดคนหนึ่ง นักเรียนฟิสิกส์ ...
เสาสัญญาณโทรศัพท์ก่อให้เกิดมะเร็งจริงหรือ?
เสาสัญญาณโทรศัพท์ก่อให้เกิดมะเร็งจริงหรื...
Hits ฮิต (19113)
ให้คะแนน
ความคิดที่ว่า เสาสัญญาณโทรศัพท์ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพได้รับการสันนิษฐานมานานหลายทศวรรษ ซึ่งก ...
ค้นหาบทความ
กลุ่มเป้าหมาย
ระดับชั้น
สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา
การกรองเปลี่ยนแปลง โปรดคลิกที่ส่งเมื่อดำเนินการเสร็จ
  • บทความทั้งหมด
  • ฟิสิกส์
  • เคมี
  • ชีววิทยา
  • คณิตศาสตร์
  • เทคโนโลยี
  • โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ
  • วิทยาศาสตร์ทั่วไป
  • สะเต็มศึกษา
  • อื่น ๆ

SciMath ใช้คุกกี้ เพื่อจัดการข้อมูลส่วนบุคคล และพัฒนาประสบการณ์การใช้งานให้กับผู้ใช้
ข้อตกลงและเงื่อนไขการใช้งาน และ นโยบายความเป็นส่วนตัว

ตกลง
  • เกี่ยวกับ SciMath
  • ติดต่อเรา
  • สรุปข้อมูล
  • แผนผังเว็บไซต์
  • คำถามที่พบบ่อย
Scimath คลังความรู้

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) กระทรวงศึกษาธิการ เป็นหน่วยงานของรัฐที่ไม่แสวงหากำไร ได้จัดทำเว็บไซต์คลังความรู้ SciMath เพื่อส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์และเทคโนโลยีทุกระดับการศึกษา โดยเน้นการศึกษาขั้นพื้นฐานเป็นหลัก หากท่านพบว่ามีข้อมูลหรือเนื้อหาใด ๆ ที่ละเมิดทรัพย์สินทางปัญญาปรากฏอยู่ในเว็บไซต์ โปรดแจ้งให้ทราบเพื่อดำเนินการแก้ปัญหาดังกล่าวโดยเร็วที่สุด

The Institute for the Promotion of Teaching Science and Technology (IPST), Ministry of Education, a non-profit organization under the Thai government, developed SciMath as a website that provides educational resources in Science, Mathematics and Technology. IPST invites visitors to use its online resources for personal, educational and other non-commercial purpose. If there are any problems, please contact us immediately.

Copyright © 2018 SCIMATH :: คลังความรู้ SciMath. Terms and Conditions. Privacy. , All Rights Reserved. 
อีเมล: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. (ให้บริการในวันและเวลาราชการเท่านั้น)