บทความปริทัศน์ : เทคโนโลยีทอร์รีแฟคชั่นชีวมวลเพื่อผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพแข็งคุณภาพสูง

Abstract

กระบวนการเปลี่ยนรูปชีวมวลป็นเชื้อเพลิงหรือพลังงานชีวภาพด้วยกระบวนการทางเคมีความร้อนนั้นมีอยู่หลากหลาย เช่น ทอร์รีแฟคชั่น ไพโรไลซิส แก๊สซิพีเคชั่น และการเผาไหม้ การเลือกใช้กระบวนการที่ต่างกันทำให้ได้เชื้อเพลิงหรือพลังงานที่ต่างกันซึ่งอาจจะมีสถานะเป็นของแข็ง ของเหลว ก๊าซ หรือพลังงานความร้อนและ พลังงาน ไฟฟ้า การเลือกใช้เทคโนโลยีหรือกระบวนการดังกล่าวขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น (1) ชนิด รูปแบบและองค์ประกอบของชีวมวล (2) เป้าหมายการใช้เชื้อเพลิงหรือพลังงาน เช่น การใช้เป็นเชื้อเพลิงเพื่อผลิตความร้อน ไฟฟ้า หรือการใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานยนต์ (3) การจัดเก็บและการขนส่ง (4) ต้นทุนการผลิตหรือการเปลี่ยนรูป และ (5) ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและการยอมรับของสังคมหรือประชาชน สำหรับเทคโนโลยีทอร์รีแฟกชั่นนั้นเป็นกระบวนการปรับปรุงคุณภาพชีวมวลแข็ง โดยใช้ความร้อนในช่วงอุณหภูมิ 200-300 องศาเซลเซียส ภายใต้สภาวะที่ไม่มีออกซิเจนหรือจำกัดออกซิเจน เพื่อทำให้ความชื้นและสารระเหยเบา (Light volatile) เกิดการระเหยออกจากชีวมวล ซึ่งชีวมวลที่ผ่านกระบวนการดังกล่าวจะมีค่าความร้อนและความหนาแน่นพลังงานสูงขึ้น อีกทั้งยังช่วยปรับปรุงสมบัติคนอื่น เช่น การดูดซับความชื้นต่ำ ลดการย่อยสลายทางชีวภาพหรือเสื่อมสภาพในระหว่างการเก็บรักษา ด้วยสมบัติดังกล่าวทำให้ชีวมวลทอร์รีไฟด์ได้รับความสนใจมากยิ่งขึ้นสำหรับการนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงหรือเชื้อเพลิงร่วมกับถ่านหินในการผลิตความร้อนและ ไฟฟ้า อย่างไรก็ตามการผลิตชีวมวลทอร์ริ ไฟด์ (Torefied bomas) ให้ได้คุณภาพหรือมีสมบัติที่ดีนั้นขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น ชนิดและสมบัติชีวมวล (Type and property of biomass) เงื่อนไขการดำเนินการที่ใช้ (Operating parameters) หรือชนิดของเตาปฏิกรณ์ที่ใช้ (Type of ractor) ดังนั้นบทความนี้จึงนำเสนอเกี่ยวกับเทคโนโลยีทอร์รี่แฟกชั่นชีวมวลโดยมีเนื้อหาครอบกลุม นิยาม เทคโนโลยี รูปแบบ ปัจจัยที่ส่งผลต่อปริมาณและคุณภาพของชีวมวลทอร์รีไฟด์ สมบัติทางกายภาพและเคมี ข้อดี ข้อจำกัด รวมถึงการใช้ประโยชน์ชีวมวลทอร์ริไฟด์ เพื่อเป็นแนวทางสำหรับผู้ที่สนใจศึกษาและประยุกต์ใช้เพื่อพัฒนาและปรับปรุงคุณภาพชีวมวลสำหรับใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพที่ยั่งยืนต่อไป

The conversion processes of biomass into biofuels or bioenergy via thermochemical process can be performed by several processes such as torrefaction, pyrolysis, gasification and combustion. The use of different biomass conversion processes provides the different biofuels or bioenergy forms, for example, solid, liquid, gas, heat and power. The criterion for selecting biomass conversion processes depend on many factors, including (1) type and property of biomass (2) target for using biofuels or bioenergy such as using as fuel for heat and power generation and using as vehicle fuels (3) storage and transportation (4) production and conversion cost and (5) environmental impacts and social acceptance. For the torrefaction process, it is the process used to improve the biomass property by using heat at the temperature range of 200-300°C under absence or controlled oxygen conditions. With this process, the moisture and light volatile will be removed, resulting in torrefied biomass with higher heating value and energy density. The torrefied biomass also has better property such as low moisture and water absorbability and low biological activity during storage. With a better property of torrefied biomass, the industry and power sectors have more increasingly interested in torrefied biomass for using as fuel or co-firing with coal in heat and power generation. However, production of torrefied biomass with a good property depends on several factors such as type and property of biomass, operating parameters and types of reactor. Therefore, this review article presents biomass torrefaction technology. The detail of this article covers the definition, torrefaction technology, types of torrefaction processes, effects of operating parameters on quality and quantity of torrefied biomass, the physiochemical property of torrefied biomass, advantages and disadvantages of torrefied biomass, as well as the use of torrefied biomass. This review article will be a guideline for the readers who interest in biomass torrefaction technology for sustainable development and application in the future.