Carbon Footprint Assessment of Dairy Farm and Dairy Product in Phetchaburi College of Agriculture and Technology

Abstract

The objective of this study was to conduct a life-cycle assessment (LCA) of greenhouse gas (GHG) emission and assess carbon footprint of dairy farm and dairy product in Phetchaburi College of Agriculture and Technology: A case study area in Samphraya subdistrict, Cha-Am district, Phetchaburi province. Device 2 study included that: 1) The assessment of carbon footprint in dairy cattle farm in Phetchaburi College of Agricultural and Technology, and 2) The assessment of carbon footprint in dairy product as in the production of pasteurized fresh milk 1 unit containing 200 ml (1 bag) of dairy processing plant in Phetchaburi College of Agriculture and Technology.

A case study 1: The assessment of carbon footprint in dairy cattle farm in Phetchaburi College of Agricultural and Technology. Dairy cattle production system of Phetchaburi College of Agricultural and Technology is the milking cows are in house using free stall barn system. One hundred and six crossbreds Holstein Friesian (96.5%) were allocated into 5 groups: lactating cows, dry cows, Pregnant heifers, heifers- calves, and bull. Milk production, body weight, manure storage, fuel, and electricity were recorded to assess the greenhouse gas (GHG) emissions via carbon footprint equation. The results were shown that total greenhouse gas was 4,640.33 kg CO2e, allocated to milk (65.18 %), and annual milk production/cow (2,865.39 kg). The assessment of carbon footprint was 1.11 kg of CO2 equivalent units/kg milk. Of the total GHG emission, 67.69% was enteric fermentation, 18.65% manure management. Methane and Carbon dioxide accounted for 28.96 and 38.73 % of total GHG emission, respectively. This study indicated that high carbon footprint value was due to decrease in imbalance of the herd of cattle in the farm and milk yield per day is low.

A case study 2: The assessment of carbon footprint in dairy product as in the production of pasteurized fresh milk 1 unit containing 200 ml (1 bag) of dairy processing plant in Phetchaburi College of Agriculture and Technology. Carbon footprint assessment in pasteurized milk production of dairy processing plant of Phetchaburi College of Agriculture and Technology. There is a loss of resources in the production process, which occurs in the main point such as the milk is suspended in the milk tank, milk freezes the pipe, milk retain in pasteurizer and packaging machine as 240.90, 178.40, 216.30 and 208.00 kg / year, respectively. Total milk loss from the production of pasteurized milk 843.60 kg / year. Resources used to produce pasteurized fresh milk in round year production consists of raw milk 266,909 kilograms, packaging 3,487 kilograms, electricity 364,000 kilowatt hours, water supply 828,000 liters, diesel fuel 1,314 liters, acid and alkali cleaning agent as 75,900 ml and 27,600 grams, respectively. All resources are produced in pasteurized milk containing 1,330,341 bags / year. This study was concluded that carbon footprint in the production of pasteurized fresh milk 1 unit containing 200 ml (1 bag) as 0.401 kg CO2e. Control of production efficiency to reduce the loss of resources can be improved to reduce greenhouse gas emissions of milk production and processing.

In the case study indicating that carbon footprint in dairy cattle farm using free stall barn system in Phetchaburi College of Agricultural and Technology was 1.11 kg of CO2 /kg milk. Methane (CH4) and Carbon dioxide (CO2) accounted for 28.96 and 38.73 % of total GHG emission, respectively. The carbon footprint in the production of pasteurized fresh milk 1 unit containing 200 ml (1 bag) as 0.401 kg CO2e. Of the total GHG emission, 55.42%% was raw milk supply, 38.20% electricity consumption. This LCA showed that greatest reductions in GHG emissions would be achieved by applying mitigation strategies to reduced enteric CH4 from the cow, with minimal herd size management, and used of bio-energy option for dairy farm cattle production and milk product of processing plant.

การศึกษาวิจัยในครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ ประเมินตลอดวัฏจักรชีวิตการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และปริมาณคาร์บอนฟุตปริ้นท์ในฟาร์มโคนมและผลิตภัณฑ์นมของวิทยาลัยเกษตรและเทคโนโลยีเพชรบุรี กรณีศึกษาในเขตพื้นที่ ตำบลสามพระยา อำเภอชะอำ จังหวัดเพรชบุรี โดยแบ่งออกเป็น 2 การศึกษาย่อย ได้แก่ 1. การประเมินคาร์บอนฟุตปริ้นท์ของกระบวนการผลิตน้ำนมดิบจากฟาร์มโคนมของวิทยาลัยเกษตรและเทคโนโลยีเพชรบุรี 2. การประเมินคาร์บอนฟุตปริ้นท์ของกระบวนการผลิตนมจืดพาสเจอร์ไรส์ขนาด 1 หน่วยบรรจุ 200 มิลลิลิตร (1 ถุง) ของโรงงานแปรรูปผลิตภัณฑ์นมวิทยาลัยเกษตรและเทคโนโลยีเพชรบุรี

การศึกษาที่ 1. การประเมินผลคาร์บอนฟุตปริ้นท์ของกระบวนการผลิตน้ำนมในฟาร์มโคนมของวิทยาลัยเกษตรและเทคโนโลยีเพชรบุรี ทำการศึกษาเก็บข้อมูลจากระบบการเลี้ยงแบบที่อยู่ในโรงเรือนตลอดเวลาของฟาร์มโคนมในวิทยาลัยเกษตรและเทคโนโลยีเพชรบุรี โดยโคนมเป็นสายพันธุ์ลูกผสมพันธุ์โฮสไตน์ฟรีเซียน 96.5% จำนวน 106 ตัว แบ่งโคเป็น 5 กลุ่มได้แก่ โครีดนม, โคพักรีดนม, โคสาวท้อง, ลูกโค-โครุ่น, และโคนมเพศผู้ขุน ทำการบันทึกข้อมูลผลผลิตน้ำนม, น้ำหนักตัวสัตว์, การเก็บสะสมมูลในฟาร์ม, การใช้น้ำมัน, และการใช้ไฟฟ้าในฟาร์ม เพื่อนำมาประเมินปริมาณก๊าซเรือนกระจก (GHG) ที่ปล่อยจากฟาร์มโคนม จากการศึกษาพบว่าค่าผลรวมการปล่อย GHG ทั้งหมด (4,640.33 กิโลกรัม CO2e), คิดเป็นค่าผลรวมสู่การผลิตน้ำนม (65.18 %), และค่าผลผลิตน้ำนมรวมทั้งปีต่อตัว (2,865.39 กิโลกรัม) นำมาประเมินผลปริมาณคาร์บอนฟุตปริ้นท์มีค่าเท่ากับ 1.11 กิโลกรัม คาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่า (CO2 equivalent; CO2e) ต่อกิโลกรัมของผลผลิตน้ำนม ก๊าซเรือนกระจกที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่มาจากที่เกิดขึ้นโดยตัวสัตว์ปลดปล่อยออกมา (67.69 %) และมาจากการปลดปล่อยระว่างการจัดการมูลสิ่งขับถ่าย (18.65 %) โดยปลดปล่อยเป็นออกมาในรูปของ ก๊าซมีเทน และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ที่เกิดขึ้นคิดเป็นร้อยละ 28.96 และ 38.73 % ของการผลิตก๊าซเรือนกระจกที่เกิดขึ้นทั้งหมด ตามลำดับ สรุปจากการศึกษาครั้งนี้ ค่าการประเมินผลคาร์บอนฟุตปริ้นท์ของฟาร์มนี้มีค่าสูง เนื่องมาจากสัดส่วนฝูงของโคในฟาร์มจะเห็นได้ว่ากลุ่มโครีดนมมีปริมาณน้อยและผลผลิตน้ำนมต่อตัวต่อวันค่อนข้างต่ำ

การศึกษาที่ 2. การประเมินคาร์บอนฟุตปริ้นท์ของกระบวนการผลิตนมจืดพาสเจอร์ไรส์ขนาด 1 หน่วยบรรจุ 200 มิลลิลิตร (1 ถุง) ของโรงงานแปรรูปผลิตภัณฑ์นมวิทยาลัยเกษตรและเทคโนโลยีเพชรบุรี ทำการศึกษาเก็บข้อมูลการสูญเสียทรัพยากรในกระบวนการผลิตเกิดขึ้นในจุดหลักๆ คือ น้ำนมตกค้างในถังรวมนม 240.90 กิโลกรัม/ปี น้ำนมค้างท่อ 178.40 กิโลกรัม/ปี น้ำนมตกค้างในเครื่องพาสเจอร์ไรส์ 216.30 กิโลกรัม/ปี และน้ำนมตกค้างในเครื่องบรรจุ 208.00 กิโลกรัม/ปี รวมน้ำนมสูญเสียจากกระบวนการผลิตนมจืดพาสเจอร์ไรส์ 843.60 กิโลกรัม/ปี ทรัพยากรที่ใช้ในการผลิตนมจืดพาสเจอร์ไรส์ในรอบ 1 ปีการผลิตประกอบด้วย น้ำนมดิบ 266,909 กิโลกรัม บรรจุภัณฑ์ (ฟิล์มบรรจุนม) 3,487 กิโลกรัม ไฟฟ้า 364,000 กิโลวัตต์ชั่วโมง น้ำประปา 828,000 ลิตร น้ำมันดีเซล 1,314 ลิตร สารทำความสะอาด ชนิดกรด 75,900 มิลลิลิตร และด่าง 27,600 กรัม ตามลำดับ ซึ่งจากทรัพยากรทั้งหมดดังกล่าวผลิตเป็นนมจืดพาสเจอร์ไรส์บรรจุถุงได้จำนวน 1,330,341 ถุง/ปี การศึกษานี้สรุปได้ว่า ปริมาณคาร์บอนฟุตปริ้นท์ในการผลิตนมจืดพาสเจอร์ไรส์ขนาด 1 หน่วยบรรจุ 200 มิลลิลิตร (1 ถุง) มีการปล่อยคาร์บอนฟุตปริ้นท์ เท่ากับ 0.401 กิโลกรัม CO2e การควบคุมประสิทธิภาพการผลิตเพื่อลดการสูญเสียของทรัพยากรสามารถช่วยลดปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในการผลิตและแปรรูปผลิตภัณฑ์นมได้

จากการศึกษาวิจัยนี้ สามารถสรุปได้ว่า ปริมาณคาร์บอนฟุตปริ้นท์ที่เกิดขึ้นจากผลิตน้ำนมดิบของฟาร์มโคนมด้วยระบบการเลี้ยงแบบที่อยู่ในโรงเรือนตลอดเวลาของฟาร์มโคนมในวิทยาลัยเกษตรและเทคโนโลยีเพชรบุรี มีค่าเท่ากับ 1.11 kg CO2eq / kg milk (หน่วย กิโลกรัมคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่า ต่อกิโลกรัมของผลผลิตน้ำนมส่วนใหญ่คิดเป็นร้อยละที่เกิดขึ้นมาจากการหมักย่อยโดยตัวโค (67.69 %) และการจัดการมูล (18.65 %) ตามลำดับ ปริมาณคาร์บอนฟุต ปริ้นท์ที่เกิดขึ้นในการผลิตนมจืดพาสเจอร์ไรส์จากโรงงานแปรรูปผลิตภัณฑ์นมของวิทยาลัยเกษตรและเทคโนโลยีเพชรบุรี มีค่าเท่ากับ 0.401 kg CO2eq / 1 unit product (หน่วย กิโลกรัมคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่า ต่อขนาด 1 ถุง หน่วยบรรจุ 200 มิลลิลิตร) ส่วนใหญ่คิดเป็นร้อยละที่เกิดขึ้นมากจากน้ำนมดิบที่ใช้เป็นวัตถุดิบเริ่มต้นของการผลิต (55.42 %) และการใช้พลังงานไฟฟ้าในกระบวนการผลิต (38.20 %) ตามลำดับ การประเมินตลอดวัฏจักรชีวิต (LCA) แสดงให้เห็นได้ว่า แนวทางลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ควรมีกลยุทธ์ในการลดการหมักย่อยผลิตก๊าซมีเทนของโคนม ร่วมกับการจัดการลดขนาดฝูงที่เหมาะสม และการใช้พลังงานชีวภาพทางเลือกในระบบการผลิตฟาร์มโคนมและกระบวนการแปรรูปให้ได้เป็นผลิตภัณฑ์นม