ตัวแปรจลนพลศาสตร์โดยใช้วิธีอุณหภูมิไม่คงที่ในตะเกียบไม้ไผ่ที่ใช้แล้วทิ้ง

งานวิจัยนี้ศึกษาจลนพลศาสตร์ ได้แก่ ค่าพลังงานการกระตุ้น (Activation energy) และค่าแฟกเตอร์ความถี่ (Pre-exponential) ดำเนินการโดยใช้วิธีของ Coats-Redfern การสลายตัวทางความร้อนแบบอุณหภูมิไม่คงที่ของตะเกียบไม้ไผ่ที่ใช้แล้วทิ้งด้วยเครื่องวิเคราะห์เชิงอุณหภูมิความร้อนรุ่น (METTLER TOLEDO, TGA/DSC 3+) ภายใต้การใช้อากาศเป็นแก๊สในการเกิดปฏิกิริยาที่อัตราการให้ความร้อน 3 ระดับ คือ 5, 10 และ 20 องศาเซลเซียสต่อนาที ผลการทดลองพบว่าการสลายตัวทางความร้อนมีหลายขั้นตอนในช่วงอุณหภูมิ 32-650 องศาเซลเซียส โดยในช่วงแรกจะเกิดการระเหยความชื้นในช่วงอุณหภูมิ 32-110 องศาเซลเซียส จากนั้นจะเกิดการปลดปล่อยพร้อมเผาไหม้ของสารระเหย (ขั้นตอน A) และหลังจากนั้นถ่านชาร์จะถูกเผาไหม้ (ขั้นตอน B)ในช่วงอุณหภูมิ 165-385 องศาเซลเซียส และ 350-530 องศาเซลเซียส ตามลำดับ การสูญเสียน้ำหนักเกิดขึ้นร้อยละ 67 โดยประมาณในขั้นตอน A เนื่องมาจากการเผาไหม้ของสารระเหยที่มีอยู่มากในตะเกียบไม้ไผ่และถูกปลดปล่อยในขั้นตอน A

วิธี Coats-Redfern ถูกใช้ในการอธิบายกลไกการสลายตัวทางความร้อนผ่านปฏิกิริยา 3 แบบ ได้แก่ ปฏิกิริยาเคมีอันดับหนึ่ง (Chemical reaction, first order), ปฏิกิริยาการแพร่ (Diffusion), และปฏิกิริยาแกนหดตัว (Shrinking core) ซึ่งเกิดการออกซิเดชันในขั้นตอน A และ B จากผลการวิเคราะห์พบว่าค่าสหสัมพันธ์ (R²) มีค่าสูงในช่วง 0.91 – 0.94 (ขั้นตอน A) และ 0.85 – 0.92 (ขั้นตอน B)สำหรับกลไกการเกิดปฏิกิริยาเคมีอันดับหนึ่ง และ 0.90 – 0.93 (ขั้นตอน A) และ 0.98 – 0.99 (ขั้นตอน B) สำหรับกลไกการเกิดปฏิกิริยาการแพร่ ค่าพลังงานการกระตุ้นในขั้นตอน A อยู่ที่ 80.8 - 88.7 กิโลจูลต่อโมล สำหรับกลไกการเกิดปฏิกิริยาเคมีอันดับหนึ่ง และ 26.4 – 28.9 กิโลจูลต่อโมล สำหรับกลไกการเกิดปฏิกิริยาการแพร่ นอกจากนั้นค่าแฟกเตอร์ความถี่ (Pre-exponential) ในขั้นตอน A อยู่ที่ 6 - 22.8 ต่อนาที สำหรับกลไกการเกิดปฏิกิริยาเคมีอันดับหนึ่ง และ 1.2 × 10^⁻⁷ - 8.8 × 10^⁻⁶ ต่อนาที สำหรับกลไกการเกิดปฏิกิริยาการแพร่