การบำบัดและผลิตก๊าซมีเทนจากการย่อยสลายไม่ใช้อากาศที่สภาวะของแข็งสูงของวัสดุเหลือทิ้งจากโรงงานผลิตน้ำมันปาล์มดิบด้วยระบบ Solid State Anaerobic Reactor

นํ้ามันปาล์มเป็นนํ้ามันบริโภคที่สำคัญในตลาดไขมันและนํ้ามันทั่วโลก โดยประเทศในกลุ่มตะวันออกเฉียงใต้ผู้นำในการส่งออกของโลก เนื่องจากมีสภาพภูมิอากาศและภูมิประเทศที่เหมาะสม การผลิตนํ้ามันปาล์มดิบมีปริมาณสูงถึง 73.5 ล้านตันต่อปี โดยประมาณ 85% ของการผลิตทั้งหมดมาจากประเทศ อินโดนีเซีย (41.0 ล้านตัน) มาเลเซีย (20.5 ล้านตัน) และประเทศไทย (2.9 ล้านตัน) อย่างไรก็ดี ในอุตสาหกรรมผลิตนํ้ามันปาล์มดิบ มีกากของเสียเกิดขึ้นจำนวนมากในกระบวนการผลิต ซึ่งในปัจจุบันยังไม่ได้นำไปใช้ประโยชน์อย่างชัดเจน ของเสียที่เป็นกากของแข็งที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิตน้ำมันปาล์มดิบมีสูงถึง 60% ประกอบด้วย oil palm empty fruit bunch (OPEFB) 23.5%, oil palm mesocarp fiber (OPMF) 13.5%, oil palm shell (OPS) 5.0% และ oil palm decanter cake (OPDC) 3.5% and อื่นๆอีก 14.5% วัสดุเหลือทิ้งที่เป็น Oil palm mesocarp fiber (OPMF) มีองค์ประกอบ cellulose 22%, hemicellulose 22% และ lignin 30% ส่วน oil palm decanter cake (OPDC) พบ cellulose, hemicellulose และ lignin ที่ 14.7-50.0%, 3.9-53.1% and 10.9-32.1% ตามลำดับ

งานวิจัยนี้มีแนวคิดพัฒนาโดยนำ Mesocarp fiber และ Decanter cake มาบำบัดและนำไปใช้ประโยชน์ โดยจะพัฒนาถังปฏิกรณ์การผลิตก๊าซชีวภาพจากขยะของเสียอินทรีย์ที่เป็นของแข็ง และเป็นวัสดุเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมการเกษตรโรงงานผลิตนํ้ามันปาล์ม ที่แต่เดิมถังปฏิกรณ์รุ่นแรกเป็นการผลิตก๊าซชีวภาพที่มีความเข้มข้นของของแข็งตํ่า (Liquid anaerobic digestion; L-AD หรือ Wet system) ซึ่งในการผลิตก๊าซชีวภาพและบำบัดของเสียต้องใช้ถังปฏิกรณ์ขนาดใหญ่ ใช้พื้นที่มาก ทำให้ค่าก่อสร้างและการลงทุนสูง ดังนั้นในการวิจัยและพัฒนาถังปฏิกรณ์ในรุ่นที่สองนี้ จึงมุ่งเน้นเพื่อผลิตก๊าซชีวภาพและบำบัดของเสียที่มีของแข็งสูง (Solid state anaerobic digestion; SS-AD หรือ Dry system) ถังรุ่นใหม่ที่จะพัฒนานี้มีชื่อว่า “Modified Solid Inclined (MSI) reactor” ซึ่งนอกจากผลิตก๊าซชีวภาพ ที่สามารถใช้เป็นพลังงานทดแทน ลดการใช้พลังงานฟอสซิล (Green energy) ยังเป็นการลดปริมาณของเสีย แล้วยังนำของเสียที่บำบัดไปใช้ประโยชน์ได้อีก คือได้ทั้งปุ๋ยแห้งและปุ๋ยนํ้า นอกจากนี้ Decanter cake และ Mesocarp fiber ของปาล์มนํ้ามัน จัดเป็นสารประกอบลิกโนเซลลูโลสที่มีลิกนินอยู่ปริมาณมาก ทนต่อการย่อยสลายด้วยจุลินทรีย์ ดังนั้นในการผลิตก๊าซชีวภาพ จึงมีขั้นตอนการปรับสภาพเพื่อทำลายโครงสร้างของผนังเซลล์พืช เพื่อให้กระบวนการย่อย hydrolysis step ในขั้นตอน anaerobic digestion เกิดได้ง่าย รวดเร็ว และมีประสิทธิภาพมากขึ้น ดังนั้น งานวิจัยนี้เป็นการพัฒนาการผลิตพลังงานก๊าซชีวภาพและการใช้ประโยชน์จากของเสียเพื่อเข้าสู่ Zero waste และจัดอยู่ในแพลตฟอร์ม Bioeconomy (ได้เทคโนโลยีที่แข่งขันได้ และยังได้ก๊าซชีวภาพพลังงานทดแทนที่มีมูลค่า) รวมถึง Circular economy (ทรัพยากรหมุนเวียนนำกลับมาใช้ใหม่) และเป็น Green economy (การบำบัดของเสียลดปริมาณวัสดุเหลือทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรม ลดมลพิษ รักษาสิ่งแวดล้อม) พร้อมกันไปในตัว และยังเป็นการเพิ่ม eco-efficiency จากการลดการใช้ทรัพยากร ลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสสิลและการเกิดของเสีย และเป็นทางเลือกในการบำบัดของเสียและลดการเกิดก๊าซเรือนกระจก (เช่น CO₂, NO_x, SO_x) ดังอธิบายตามรูป Biogas Cycle ด้านล่าง

BCG (Bio- Circular- Green-) Economy in Biogas Cycle