รายละเอียดโครงการ

ก๊าซชีวภาพ (biogas) หมายถึง ก๊าซที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติจากการหมักย่อยสลายของสารอินทรีย์ภายใต้สภาวะที่ปราศจากออกซิเจน (anaerobic digestion) โดยกิจกรรมของจุลินทรีย์ต่างๆ เช่น แบคทีเรีย อาร์เคีย องค์ประกอบส่วนใหญ่ของของก๊าซชีวภาพเป็นมีเทน(CH4) ประมาณ 50-75% และคาร์บอนไดออกไซด์(CO2)ประมาณ 25-50% ส่วนที่เหลือเป็นแก๊สชนิดอื่น ๆ เช่น ไฮโดเจน(H2) ออกซิเจน(O2) ไฮโดรเจนซัลไฟด์(H2S) ไนโตรเจน(N) และไอน้ำ คุณสมบัติของมีเทน (Methane) เป็นแก๊สไม่มีสี ติดไฟได้ นำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ ดังนั้นจึงมีการนำก๊าซชีวภาพนี้มาทำเป็นเชื้อเพลิงในครัวเรือนได้ หรือนำก๊าซชีวภาพนี้ผ่านกระบวนการทำให้บริสุทธิ์เพื่อให้ร้อยละของมีเทนเพิ่มสูงขึ้นจะสามารถนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงกับรถยนต์ได้ การผลิตก๊าซชีวภาพสามารถทำได้โดยการหมักของเหลือทิ้งหรือมูลสุกร มูลวัว น้ำเสียต่างๆ เนื่องจากในของเหลือทิ้งหรือน้ำเสียนั้นมีสารอินทรีย์ในปริมาณสูงและมีจุลินทรีย์ที่ไม่ต้องการออกซิเจนอาศัยอยู่ร่วมด้วย ดังนั้นจุลินทรีย์ต่างๆ เหล่านี้จะทำหน้าที่ย่อยสลายสารอินทรีย์ให้กลายเป็นก๊าซชีวภาพได้ โดยเฉพาะภูมิอากาศในประเทศไทยเป็นภูมิอากาศร้อนชื้นเหมาะแก่การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ดังนั้นจึงเหมาะสมในการผลิตก๊าซชีวภาพอย่างยิ่ง ข้อเสียของการผลิตหรือการหมักของเสียจากมูลสัตว์คือจะทำให้ได้องค์ประกอบของไฮโดรเจนซัลไฟด์(H2S) หรือก๊าซไข่เน่ามาก เนื่องจากในมูลสัตว์มีองค์ประกอบของโปรตีนสูง ซึ่งในโปรตีนบางชนิดนี้มีซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบ จึงทำให้เกิดกลิ่นเหม็น นอกจากนี้ยังเป็นอันตรายกับเครื่องยนต์ด้วย ดังนั้นในปัจจุบันจึงมีการพัฒนาใช้สาหร่ายหรือวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรที่ได้จากพืชมาใช้เป็นวัสดุตั้งต้นในการหมักแทนของเหลือทิ้งที่ได้จากสัตว์ หรืออาจมีการหาอัตราส่วนที่เหมาะสมระหว่างวัสดุเหลือทิ้งที่ได้จากพืชและสัตว์ (Co-digester) ในการหมัก การผลิตก๊าซชีวภาพโดยใช้วัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรที่เป็นพืช เช่น ก้อนเชื้อเห็ด ตอซังข้าวโพด ฟางข้าว ต้นถั่วเหลือง วัตถุดิบที่สำคัญและหาได้ง่ายอีกอย่างหนึ่งคือเศษใบไม้แห้งที่ร่วงหล่นตามฤดูกาลหรือการตัดแต่งกิ่ง ในการใช้วัตถุดิบต่างๆ เหล่านี้ ขั้นตอนการย่อยสลายเบื้องต้น (pretreatment) นั้นเป็นสิ่งสำคัญมาก เนื่องจากจะต้องทำลายโครงสร้างพืชให้เล็กลงก่อน จากนั้นต้องทำการย่อยสลายผนังเซลล์พืชจึงจะทำให้ได้สารอินทรีย์ที่อยู่ภายในเซลล์ ซึ่งผนังเซลล์พืชนี้ประกอบเซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส และลิกนิน จะต้องอาศัยเอนไซม์ที่ได้จากเชื้อราหรือแบคทีเรียบางชนิดในการย่อย โดยใช้วิธีการหมักให้เป็นไซเลจ (silage) ซึ่งเป็นวิธีทางชีวภาพ หรืออาจใช้กรด หรือเบสย่อยสลายซึ่งเป็นวิธีทางเคมี ส่วนในการย่อยสลายผนังเซลล์ เซลล์นั้นผลที่ได้เพื่อมาเป็นสารตั้งต้นอีกตัวหนึ่งคือ น้ำตาลกลูโคส และน้ำตาลอื่นๆ ที่ประกอบกันอยู่ในเซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลส สารประกอบต่างๆ ที่อยู่ในเซลล์พืชและน้ำตาลต่างๆ จะเป็นสารตั้งต้นหรือเป็นอาหารให้แก่จุลินทรีย์ (inoculum หรือ seed) ในกระบวนการหมัก ซึ่งผลผลิตสุดท้ายที่ได้ก็คือ ก๊าซชีวภาพ ข้อดีคือ มีการปนเปื้อนของไฮโดรเจนซัลไฟด์(H2S) น้อย นอกจากนี้น้ำเขียวที่มีสาหร่ายเจริญอยู่มากก็สามารถนำมาเป็นวัตถุดิบในการผลิตก๊าซชีวภาพได้เพราะในสามารถมีสารอาหารที่เป็นประโยชน์มากมายต่อการเจริญของจุลินทรีย์ในระบบ ดังนั้นการผลิตก๊าวชีวภาพจากเศษใบไม้แห้งและสาหร่ายตามธรรมชาติจะเป็นการลดต้นทุนและช่วยรักษาสิ่งแวดล้อมได้อีกทางหนึ่ง