Effect of natural binder on the physical properties and energy costs in pelletizing process from krathin-wood residuel

Abstract

The aim of this research is to investigate the effects of natural binder on the physical properties and energy costs in pelletizing process from krathin-wood residual. The main raw material is krathin-wood residual (Acaacia mangium willd). A natural binder is cassava rhizome (Manihot esculenta). The natural binders were divided into two cases: the case of non-fermentation (0 days) and fermentation. The fermentation case, the duration times of fermentation were at 1, 3, 5 and 7 days, respectively. The pellets were manufactured using a flat-die pellet mill machine. The study used the Pellet Fuels Institute (PFI) Standard Specification to verify the pellet bulk density and pellet durability. The results revealed that the pellet bulk density values of krathin-wood and krathin-wood mixing binder were 618.42±0.05, 642.62±0.26, 653.31±0.31, 668.77±0.26, 664.18±0.44 and 660.65±0.19 kg/m3, respectively. Moreover, the durability values of pellets were 94.98±0.32, 98.28±0.21, 99.30±0.16, 99.56±0.26, 98.69±0.23 and 98.18±0.18 percentage, respectively. Furthermore, the microorganism activity study was found that the fermentation of cassava rhizomes was effected biofilm formation. It can be seen that the biofilm were coats on surface of the fermented cassava rhizome particles by scanning electron microscope: SEM. The biofilm improves the binding mechanism of the fermented cassava rhizome. In this study, it can conclude that the binder as non-fermentation and fermentation case are improve the bulk density and durability. In addition, the mixing binder caused the decrease of total energy costs in the pellet production. The optimal duration times of natural binder is 3 day.

วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือศึกษาผลของตัวประสานทางธรรมชาติที่มีผลต่อคุณลักษณะทางกายภาพและต้นทุนพลังงานในกระบวนการผลิตเชื้อเพลิงชีวมวลจากเศษไม้กระถิน วัตถุดิบหลักในงานวิจัยนี้คือ เศษกระถิน ตัวประสานทานธรรมชาติคือ เหง้ามันสำปะหลัง โดยตัวประสานแบ่งออกเป็น 2 กรณีคือ เหง้ามันสำปะหลังไม่หมัก (0 วัน) และเหง้ามันสำปะหลังหมัก ในส่วนของกรณีหมักศึกษาที่ระยะเวลา 1, 3, 5 และ 7 วัน เชื้อเพลิงอัดแท่งตะเกียบถูกผลิตโดยใช้เครื่องขึ้นรูปเชื้อเพลิงอัดแท่งชนิดแม่พิมพ์หมุน คุณสมบัติทางกายภาพของเชื้อเพลิงอัดแท่งตะเกียบทดสอบอ้างอิงตามมาตรฐานการผลิตเชื้อเพลิงอัดแท่งของประเทศสหรัฐอเมริกา (PFI) ผลการทดลองพบว่าค่าความหนาแน่นของเชื้อเพลิงอัดแท่งตะเกียบจากเศษกระถินและเชื้อเพลิงอัดแท่งตะเกียบจากเศษกระถินผสมตัวประสานมีค่าเท่ากับ 618.42±0.05, 642.62±0.26, 653.31±0.31, 668.77±0.26, 664.18±0.44 และ 660.65±0.19 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ตามลำดับ นอกจากนี้ค่าความทนทานของเชื้อเพลิงอัดแท่งตะเกียบเท่ากับ 94.98±0.32, 98.28±0.21, 99.30±0.16, 99.56±0.26, 98.69±0.23 และ 98.18±0.18 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ อีกทั้งจากการศึกษาการกิจกรรมของจุลินทรีย์พบว่าการหมักเหง้ามันสำปะหลังเป็นผลทำให้เกิดไบโอฟิมล์ สามารถพบเห็นไบโอฟิมล์บนพื้นผิวของเหง้ามันสำปะหลังหมักได้โดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) ซึ่งไบโอฟิมล์นั้นช่วยทำให้กลไกลการประสานมีคุณสมบัติที่ดีกว่าเหง้ามันสำปะหลังที่ไม่หมัก สามารถสรุปได้ว่าตัวประสานในงานวิจัยนี้ทั้งในกรณีไม่หมักและกรณีหมัก ในงานวิจัยนี้สามารถสรุปได้ว่าตัวประสานทั้งในกรณีไม่หมัก และกรณีหมักสามารถช่วยปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพ นอกจากนี้การผสมตัวประสานยังส่งผลให้ต้นทุนในกระบวนการผลิตเชื้อเพลิงอัดแท่งตะเกียบลดลง และเงื่อนไขของระยะเวลาการหมักตัวประสานทางธรรมชาติที่เหมาะสมคือ 3 วัน