การศึกษาจลนพลศาสตร์การอบแห้งขยะอินทรีย์จากมูลฝอยชุมชนจากกระบวนการเชิงกลและชีวภาพ

Polasak Srinavin; Surapol Padungthon

ผู้แต่ง

Polasak Srinavin นักศึกษา หลักสูตรวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
Surapol Padungthon รองศาสตราจารย์ สาขาวิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น

คำสำคัญ:

ขยะอินทรีย์จากมูลฝอยชุมชน, จลนพลศาสตร์การอบแห้ง

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ทำการอบแห้งขยะอินทรีย์จากมูลฝอยชุมชนเพื่อลดความชื้น โดยใช้แหล่งพลังงานความร้อนจากฮีตเตอร์ไฟฟ้าในการให้อุณหภูมิลมร้อนที่ 70 100 และ 130 องศาเซลเซียส จากการอบแห้งอินทรีย์มูลฝอยชุมชน พบว่าเมื่ออุณหภูมิอบแห้งสูงขึ้นส่งผลให้อัตราส่วนความชื้นลดลงอย่างรวดเร็วโดยใช้เวลาน้อยลง ซึ่งการศึกษาจลนพลศาสตร์การอบแห้ง ด้วยแบบจำลองที่แตกต่างกัน 6 สมการ โดยผลการวิเคราะห์ แสดงให้เห็นว่าสมการแบบจำลองจลนพลศาสตร์ของ Wang and Singh มีความเหมาะสมที่สุดสำหรับอุณหภูมิในช่วง 70 ถึง 130 องศาเซลเซียส เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การตัดสินใจ (R²) สูงสุด 0.9915 ค่าสถิติไคสแควร์ (ꭓ²) และรากที่สองของค่าเฉลี่ยความผิดพลาดกำลังสอง (RMSE) นั้นมีค่าต่ำสุดอยู่ในช่วง 0.0010 ถึง 0.0039 และ 0.0316 ถึง 0.0629 ตามลำดับ การอบแห้งแบบถาดสำหรับอินทรีย์มูลฝอยพบว่ามีความสามารถในการนำไปออกแบบและใช้งานต่าง ๆอาทิเช่นนำไปผลิตถ่านชีวภาพ

เอกสารอ้างอิง

Sirisopana S. Municipal Solid Waste, Sanitary Landfill and Remediation. SWU Sci. J. 2006; 22(2): 104-121. Thai.

Pollution Control Department. Thailand State of Pollution Report 2019. 2019. Ministry of Natural Resources and Environment; Style Creative House Co., Ltd. Thai.

Rangseesuriyachai T, Saricheewin K. Study of Organic Waste Composting with Aeration and Use of Crude Enzyme. Journal of Engineering, RMUTT. 2017; 2(16): 1-12. Thai.

Shahbaz M, Ammar M, Zou D, Korai RM, Li X. An Insight into the Anaerobic Co-digestion of Municipal Solid Waste and Food Waste: Influence of Co-substrate Mixture Ratio and Substrate to Inoculum Ratio on Biogas Production. Applied Biochemistry and Biotechnology. 2019; 187(4): 1356-1370.

Powell JT, Chertow MR. Quantity, Components, and Value of Waste Materials Landfilled in the United States. Journal of Industrial Ecology. 2019; 23(2): 466-479.

Menikpura N, Sang-Arun J, Bengtsson M. Mechanical Biological Treatment as a Solution for Mitigating Greenhouse Gas Emissions from Landfills in Thailand, in The ISWA World Solid Waste Congress 2012. 2012.

Center of Excellent in biomass. Integrated Solid Waste Management (ISWM). 2021. Thai.

Alvarez C, Fdez-Güelfo LA, Aguilar M, Romero Garcia L. Thermochemical Pretreatments of Organic Fraction of Municipal Solid Waste from a Mechanical-Biological Treatment Plant. International Journal of Molecular Sciences. 2015; 16: 3769-3782.

Patarasiriwong V. Application of earthworms on decontamination of hazardous residues in soil amendment derived from municipal solid waste. 2019. Department of environmental quality promotion. Thai.

Weerasak T, Sanongraj S. Potential of Producing Refuse Derived Fuel (RDF) from Municipal Solid Waste at Rajamangala University of Technology Isan Surin Campus. Applied Environmental Research. 2015; 37(2): 85-91. Thai.

Padungthon S. Municipal Solid Waste Engineering. ed. 1. Vol. 1. 2018. Khon Kean; KKU printing house. p. 392. Thai.

Rada EC, Ragazzi M, Villotti S, Torretta V. Sewage sludge drying by energy recovery from OFMSW composting: Preliminary feasibility evaluation. Waste Management. 2014; 34(5): 859-866.

Alaei B, Amiri Chayjan R. Drying Characteristics of Pomegranate Arils Under Near Infrared-Vacuum Conditions. Journal of Food Processing and Preservation. 2015; 39(5): 469-479.

Villalobos VV, Bracamonte OH, Naccha JR, Zare VN, Rojas C, Angulo JV. Moisture prediction of sweet potato-quinoa-kiwicha flakes dried by rotary drum dryer using artificial intelligence. Scientia Agropecuaria. 2018; 9: 83-91.

Zabaniotou A. Simulation of forestry biomass drying in a rotary dryer. Drying Technology. 2000; 18: 1415-1431.

Iguaz A, Esnoz A, Martı́nez G, López-Gómez A, Vírseda P. Mathematical modeling and simulation for the drying process of vegetable wholesale by-products in a rotary dryer. Journal of Food Engineering. 2003; 59: 151-160.

Liu G, Xie M, Zhang S. Effect of organic fraction of municipal solid waste (OFMSW)-based biochar on organic carbon mineralization in a dry land soil. Journal of Material Cycles and Waste Management. 2017; 19(1): 473-482.

Głąb T, Palmowska J, Zaleski T, Gondek K. Effect of biochar application on soil hydrological properties and physical quality of sandy soil. Geoderma. 2016; 281: 11-20.

Lewis WK. The Rate of Drying of Solid Materials. Journal of Industrial & Engineering Chemistry. 1921; 13(5): 427-432.

Bruce DM. Exposed-layer barley drying: Three models fitted to new data up to 150°C. Journal of Agricultural Engineering Research. 1985; 32(4): 337-348.

Henderson SM. PS. Grain drying theory I. Temperature effect on drying coefficient. Journal of Agricultural Engineering Research. 1961; 6(3): 169-174.

Yagcioglu A. DA, Cagatay F. in Proceedings of the 7th International Congress on Agricultural Mechanization and Energy. 1999. Adana, Turkey.

Henderson SM. PS. Progress in the thin layer drying equation. Transaction of the ASAE 17. 1978: 1167-1172.

Wang C, Singh R. USE OF VARIABLE EQUILIBRIUM MOISTURE CONTENT IN MODELING RICE DRYING. 1978.

Association of Official Analytical Chemists, Helrich K. Official methods of analysis of the Association of Official Analytical Chemists. 1990. Arlington, VA; The Association.

Mazutti MA, Zabot G, Boni G, Skovronski A, de Oliveira D, Di Luccio M, Oliveira JV, Rodrigues MI, Treichel H, Maugeri F. Mathematical modeling of thin-layer drying of fermented and non-fermented sugarcane bagasse. Biomass and Bioenergy. 2010; 34(5): 780-786.

Kayran S, Doymaz İ. Infrared Drying and Effective Moisture Diffusivity of Apricot Halves: Influence of Pretreatment and Infrared Power. Journal of Food Processing and Preservation. 2017; 41(2).

Aviara NA, Igbeka JC. Modeling for Drying of Thin Layer of Native Cassava Starch in Tray Dryer. Journal of Biosystems Engineering. 2016; 41(4): 342-356.

Yaldiz O, Ertekin C, Uzun HI. Mathematical modeling of thin layer solar drying of Sultana grapes. Energy. 2001; 26: 457-465.

Ertekin C, Yaldiz O. Drying of eggplant and selection of a suitable thin layer drying model. Journal of Food Engineering. 2004; 63: 349-359.

Tarhan S, Telci İ, Tuncay MT, Polatci H. Product quality and energy consumption when drying peppermint by rotary drum dryer. Industrial Crops and Products. 2010; 32(3): 420-427.

Wang Z, Sun J, Liao X, Chen F, Zhao G, Wu J, Hu X. Mathematical modeling on hot air drying of thin layer apple pomace. Food Research International. 2007; 40(1): 39-46.

Boyce DS. Grain moisture and temperature changes with position and time during through drying. Journal of Agricultural Engineering Research. 1965; 10(4): 333-341.

Akpinar EK, Bicer Y, Yildiz C. Thin layer drying of red pepper. Journal of Food Engineering. 2003; 59(1): 99-104.

Gug J, Cacciola D, Sobkowicz M. Processing and properties of a solid energy fuel from municipal solid waste (MSW) and recycled plastics. Waste management (New York, N.Y.). 2014; 35.

Yodkaew S, Tirawanichakul Y, Tirawanichakul S. Drying Kinetics of Chicken Meat Slice by Infrared Radiative Heat Source and Vacuum Technique. Princess of Naradhiwas University Journal. 2017; 9(3): 162-175. Thai.