เพิ่มประสิทธิภาพ ก๊าซชีวภาพมูลสัตว์

โดย...วัชราภรณ์ สนทนา สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)

ปัจจุบัน “การผลิตก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์” โดยเฉพาะมูลสุกรกำลังได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ เพราะนอกจากจะสามารถนำของเหลือทิ้งมาใช้ประโยชน์แล้ว ยังได้ “พลังงานทางเลือก” โดยไม่ต้องจ่ายเงินเพิ่ม ล่าสุดได้มีผลงานวิจัยและเทคโนโลยีใหม่ๆ ภายใต้การสนับสนุนของสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ภาคเหนือ ที่มาช่วยเสริมให้การผลิตก๊าซชีวภาพจากมูลสุกรมีประสิทธิภาพมากขึ้น

เพิ่มก๊าซชีวภาพจากมูลสุกรด้วยวัชพืช

การผลิตก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์ สามารถผลิตจากการนำมูลสุกรหรือมูลไก่มาหมักเพื่อให้เกิดก๊าซมีเทน (CH4) ได้ ซึ่งหากในฟาร์มสุกรขนาดใหญ่ที่มีปริมาณมูลจำนวนมาก เกษตรกรจะสามารถผลิตก๊าซชีวภาพมาใช้ได้อย่างต่อเนื่อง แต่สำหรับฟาร์มขนาดเล็กหรือระดับครัวเรือน ที่มีมูลสุกรน้อย อาจจะไม่สามารถผลิตก๊าซใช้เองได้มากนัก ดังนั้นเพื่อช่วยเกษตรกรฟาร์มหมูขนาดเล็กให้สามารถผลิตก๊าซชีวภาพใช้เองในครัวเรือนได้มากขึ้นและมีใช้อย่างต่อเนื่อง ผศ.ดร.ฐปน ชื่นบาล จากคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยแม่โจ้ ได้ศึกษาวิจัยการผลิตก๊าซชีวภาพจากการหมักเศษวัชพืชร่วมกับของเสียจากสุกร

ผศ.ดร.ฐปน กล่าวว่า โดยทั่วไปการผลิตก๊าซชีวภาพสามารถทำได้โดยการหมักวัตถุดิบเพียงประเภทเดียว แต่ในปัจจุบันได้มีการหมักร่วมกันระหว่าง 2 วัตถุดิบ เรียกว่า การหมักร่วม ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตก๊าซชีวภาพ

“ทีมวิจัยเล็งเห็นว่า ในพื้นที่เกษตรกรที่ทำฟาร์มหมูส่วนใหญ่ จะอยู่ใกล้กับทุ่งนา ไร่ สวน ซึ่งมีวัชพืช เช่น หญ้าอยู่เยอะ จึงสนใจทดลองนำหญ้ามาหมักร่วมกับสุกร แต่ทีนี้การนำหญ้ามาหมักร่วมกับมูลเลยตามธรรมชาติ ก็จะใช้เวลานานกว่าที่หญ้าจะเปลี่ยนเป็นก๊าซมีเทน จึงมีแนวคิดนำจุลินทรีย์มาร่วมในการหมัก เพื่อช่วยหมักหญ้าให้กลายเป็นกรดที่จุลินทรีย์ในบ่อหมักสามารถเปลี่ยนเป็นก๊าซมีเทนได้ โดยในงานวิจัยได้นำเชื้อแบคทีเรีย สกุล Lactobacillus sp. ซึ่งเป็นกลุ่มแบคทีเรียที่ผลิตกรดแลคติกได้มาใช้ในการหมักวัชพืชที่มีเส้นใยเซลลูโลสสูงร่วมกับของเสียจากมูลสุกร

ในการทดลองหมักร่วมกันพบว่า การหมักในถังที่มีฝาปิดมิดชิดขนาด 200 ลิตร โดยใช้อัตราส่วนวัชพืชท้องถิ่นต่อมูลสัตว์ ในอัตรา 30 : 70 สามารถผลิตก๊าซชีวภาพที่สามารถนำไปใช้งานได้ประมาณ 1-2 ชั่วโมง/วัน ทั้งนี้วัชพืชที่ใช้หากเป็นวัชพืชขนและพืชสด เช่น หญ้าขน หญ้าคา จะก่อให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด พร้อมกันนี้จะต้องมีการเติมเชื้อ แบคทีเรียกลุ่มผลิตแลคติกร่วมตามอัตราส่วนก็จะทำให้ก๊าซชีวภาพในปริมาณที่สูง”

ทั้งนี้ ประโยชน์จากการหมักเศษวัชพืชร่วมกับของเสียจากสุกร นอกจากจะช่วยพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตก๊าซชีวภาพในระดับครัวเรือน ให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นแล้ว ยังช่วยลดปัญหาสิ่งแวดล้อมจากการเลี้ยงสัตว์และลดปัญหาการเผาเศษพืช อีกทั้งกากวัชพืชที่เหลือจากการหมักยังนำไปใช้เป็นปุ๋ยให้กับพืชผลทางการเกษตรได้ด้วย

ชุดดูดซับก๊าซไข่เน่าออกจากก๊าซชีวภาพ

เทคโนโลยีการผลิตก๊าซชีวภาพอย่างง่ายจากมูลสัตว์ ด้วยระบบถุงหมักพลาสติก แบบบอลลูนของมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ (CMU Balloon Digester) นับเป็นพลังงานทางเลือกที่ช่วยเกษตรกรได้มาก แต่ยังมีปัญหาว่า ก๊าซชีวภาพที่ผลิตได้มีการปนเปื้อนด้วยก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ หรือก๊าซไข่เน่า ทำให้มีกลิ่นเหม็น และมีฤทธิ์กัดกร่อนโลหะทำให้อุปกรณ์เสียหายได้ง่าย รศ.ดร.สุชน ตั้งทวีวิพัฒน์ ภาควิชาสัตวศาสตร์และสัตว์น้ำ คณะเกษตรศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ จึงได้ศึกษาวิจัยและพัฒนานวัตกรรมขจัดก๊าซไข่เน่าออกจากก๊าซชีวภาพที่ทั้งง่ายและประหยัดให้เกษตรกรได้สำเร็จ

รศ.ดร.สุชน กล่าวว่า ทีมวิจัยได้พัฒนาชุดดูดซับก๊าซไข่เน่าออกจากก๊าชชีวภาพที่ได้จากมูลสัตว์ ด้วยเม็ดเฟอริก ไฮดรอกไซด์ (Ferric Hydroxide) ที่เคลือบเม็ดตัวกลาง ผลิตจากทรายผสมปูนซีเมนต์ในอัตราส่วน 2 : 1 และบรรจุไว้ในถังพลาสติกพีวีซีขนาดความจุ 75 ลิตร สูง 60 เซนติเมตร แบบมีฝาปิด จากนั้นปล่อยก๊าซชีวภาพให้ไหลผ่านเม็ดตัวกลางดูดซับดังกล่าว โดยระบบนี้สามารถลดกลิ่นเหม็นจากก๊าซไข่เน่าได้เกือบ 100% ระบบการลดปริมาณก๊าซนี้เหมาะสมต่อการใช้งานในครัวเรือน เพราะใช้งานง่าย และนำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยเปิดวาล์วให้อากาศผ่านเข้าออก จึงไม่ต้องเสียเวลาแรงงานและไม่เสียค่าใช้จ่ายเพิ่ม ช่วยให้เกษตรกรใช้ก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ

อย่างไรก็ดี การช่วยลดปริมาณก๊าซไข่เน่าที่ปนเปื้อนในก๊าชชีวภาพ นอกจากเป็นผลดีต่อสิ่งแวดล้อมโดยทั่วไปแล้ว ยังช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์จำพวกโลหะต่างๆ ได้อีกด้วย ซึ่งปัจจุบันชุดดูดซับก๊าซไข่เน่าได้นำร่องไปใช้ประโยชน์ที่ศูนย์เรียนรู้การผลิตก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์ ต.สันปูเลย อ.ดอยสะเก็ด จ.เชียงใหม่ รวมทั้งมีการขยายผลนำไปใช้ประโยชน์ในพื้นที่เป้าหมายอื่นๆ เช่น เครือข่ายการผลิตก๊าซชีวภาพของกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ซึ่งกระจายอยู่ทั่วประเทศ เป็นต้น

นวัตกรรมดีๆ ที่เข้ามาช่วยให้เกษตรกรผลิตก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เสริมสร้างความมั่นคงทางพลังงานและลดปัญหาสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน