การเตรียมถ่านกัมมันต์จากปาล์มน้ำมันด้วยโซเดียมคลอไรด์ เพื่อประยุกต์ใช้ในการบำบัดน้ำเสียจากโรงงานยาง

การเตรียมถ่านกมั มนั ต์จากปาล์มน้ามันด้วยโซเดียมคลอไรด์
เพื่อประยกุ ต์ใช้ในการบาบัดนา้ เสียจากโรงงานยาง

Preparation of activated carbon from oil palm by NaCl for
treating wastewater from rubber factory

สาขาฟิ สิกส์ คณะวทิ ยาศาสตร์
มหาวทิ ยาลยั ทกั ษิณ
DEPARTMENT OF PHYSICS
Faculty Science,Thaksin University,Thailand.

การเตรียมถ่านกมั มนั ต์จากปาล์มนา้ มันด้วยโซเดยี มคลอไรด์
เพื่อประยุกต์ใช้ในการบาบดั นา้ เสียจากโรงงานยาง

Preparation of activated carbon from oil palm by NaCl for
treating wastewater from rubber factory

นางสาวกมลรัตน์ ขวญั นิมติ ร

โครงงานนีเ้ ป็ นส่วนหนงึ่ ของการศึกษาตามหลกั สูตร
ปริญญาวทิ ยาศาสตร์บณั ฑติ สาขาวชิ าฟิ สิกส์
มหาวทิ ยาลยั ทักษณิ
2564

ใบรบั รองโครงงาน

ปรญิ ญาวิทยาศาสตร์บัณฑิต สาขาวิชาฟสิ กิ ส์
มหาวิทยาลัยทักษิณ

ชอ่ื โครงงาน : การเตรียมถ่านกมั มนั ต์จากปาลม์ นำ้ มันดว้ ยโซเดยี มคลอไรด์
เพอื่ ประยุกต์ใช้ในการบำบดั น้ำเสยี จากโรงงานยาง

ช่อื –ชอ่ื สกลุ ผู้ทำโครงงาน : นางสาวกมลรตั น์ ขวัญนิมิตร

คณะกรรมการท่ปี รกึ ษา คณะกรรมการสอบโครงงาน

……………………………….. อาจารย์ทป่ี รึกษา ……………………………………ประธานกรรมการ
(ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.ชลธริ า แสงสบุ นั ) (ผู้ชว่ ยศาสตราจารย์สุวิทย์ เพชรห้วยลึก)

……………………………………………..กรรมการ ……………………………………………..กรรมการ

(ผชู้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.ธวัฒนช์ ยั เทพนวล) (ผูช้ ่วยศาสตราจารย์ ดร.คมกริช โชคพระสมบตั ิ)

……………………………………………..กรรมการ ……………………………………………..กรรมการ
(อาจารย์ ดร.การะเกด แกว้ ใหญ่) (ผู้ชว่ ยศาสตราจารย์ ดร.พชร ผลนาค)

……………………………………………..กรรมการ ……………………………………………..กรรมการ
(อาจารย์ ดร.สุทธษิ า กอ้ นเรือง) (อาจารย์ ดร.ภรพนา บวั เพชร์)

มหาวิทยาลัยทักษิณ อนุมัติให้รับวิทยานิพนธ์ฉบับนี้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรปริญญา
วทิ ยาศาสตร์บณั ฑิต สาขาวชิ าฟิสิกส์ ของมหาวทิ ยาลยั ทักษณิ

.................................................

(อาจารย์ ดร.ภรพนา บวั เพชร์)
ประธานหลกั สูตรวทิ ยาศาสตร์บณั ฑิต

สาขาฟสิ ิกส์

ก

ชือ่ โครงงาน บทคดั ยอ่

ผูศ้ ึกษาโครงงาน : การเตรียมถ่านกมั มนั ต์จากปาลม์ นำ้ มนั ดว้ ยโซเดียมคลอไรด์
อาจารยท์ ี่ปรึกษา เพอ่ื ประยุกต์ใช้ในการบำบดั น้ำเสียจากโรงงานยาง
สาขาวิชา : นางสาวกมลรตั น์ ขวัญนิมติ ร
ปกี ารศึกษา : ผชู้ ว่ ยศาสตราจารย์ ดร.ชลธริ า แสงสบุ ัน
: ปรญิ ญาวิทยาศาสตรบ์ ัณฑิต สาขาวชิ าฟสิ กิ ส์
: 2564

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาหาสมบัติทางกายภาพ สมบัติทางทางเคมี และทดสอบประสิทธิภาพ
การดดู ซับนำ้ เสยี จากโรงงานยางของถ่านจากปาล์มนำ้ มนั ท้ัง 3 สว่ น ไดแ้ ก่ ถา่ นจากทางปาล์ม ถา่ นจากกาบปาล์ม
และถ่านจากกะลาปาล์ม เมื่อนำถ่านกัมมันต์จากทางปาล์ม กาบปาล์ม และกะลาปาล์มมาทดสอบสมบัติทาง
กายภาพ พบว่าเมื่อถ่านกัมมันต์มีรูพรุนที่เพิ่มมากขึ้น จากการนำถ่านกัมมันต์ไปแช่ด้วยโซเดียมคลอไรด์ (NaCl)
และใหค้ วามรอ้ น ซึง่ ถ่านกัมมนั ต์ทีม่ ีรูพรุนมากที่สดุ คอื ถ่านกัมมนั ตจ์ ากกะลาปาล์ม รองลงมาคอื ถา่ นกัมมันต์จาก
ทางปาล์ม แสดงให้เห็นถึงการดูดซับที่ดีของถ่านกัมมันต์ เมื่อศึกษาองค์ประกอบทางเคมีและสัณฐานวิทยาของ
ถ่านกัมมันต์ พบว่า ธาตุที่พบมากที่สุดคือ ธาตุคาร์บอน (C) เป็นธาตุที่ช่วยดูดซับได้ดีและลักษณะการกระจายตัว
ของรูพรุนมีความสม่ำเสมอ เมื่อพิจารณาความสามารถในการดูดซับน้ำเสียและการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพของ
ถ่านกัมมันต์ พบว่าถ่านกัมมันต์จากกะลาปาล์มท่ีเผาด้วยอุณหภมู ิสูง 650 ℃ ที่แช่ด้วยโซเดียมคลอไรด์ มีรูพรุน
จำนวนมากที่สุด ขนาดของรูพรุนเฉลี่ยเท่ากับ 12.2±2.4 และเมื่อนำไปดูดซับน้ำเสียถ่านกัมมันต์จากกะลา
ปาล์มที่เผาด้วยอุณหภูมิสูง 650 ℃ ที่แช่ด้วยโซเดียมคลอไรด์ 30% พบรูพรุนกระจายตัวบนพื้นผิวจำนวนมาก
และเห็นได้ชัดที่สุด มีขนาดของรูพรุนเฉลี่ยเท่ากับ 8.58±1.82 จึงเป็นปริมาณที่เหมาะสมที่สุดสำหรับ
นำมาใช้ในดูดซบั นำ้ เสียจากโรงงานยาง

คำสำคัญ : ถา่ น (Charcoal), ปาลม์ นำ้ มนั (palm oil)

ข

Abstract

Project Title : Preparation of activated carbon from oil palm by NaCl for

treating wastewater from rubber factory

Student’s Name : Miss Kamonrat Khwannimit

Advisory Committee : Mrs. Chontira Sangsubun

Degree and Program : Bachelor of Science in Physics.

Academic Year : 2022

The objective of this research is to study physical properties. chemical properties and
testing the efficiency of wastewater absorption from the rubber plant of the 3 parts of oil palm
charcoal, namely palm charcoal. Charcoal from palm sheaths and charcoal from palm shells
When activated carbon from palm hulls, palm sheaths and palm shells were tested for physical
properties It was found that when activated carbon has increased porosity. from the activated
carbon soaked with sodium chloride (NaCl) and heated The most porous activated carbon was
palm shell activated carbon, followed by palm shell activated carbon. Demonstrates good
adsorption of activated carbon. When studying the chemical composition and morphology of
activated carbon, it was found that the most common element, Carbon (C), was highly absorbent
and the pore distribution characteristics were uniform. Considering the wastewater adsorption
capacity and the physical transformation of activated carbon It was found that the activated
carbon from palm shell fired at high temperature of 650℃ soaked with sodium chloride. has the
largest number of pores The average pore size was 12.2±2.4 μm, and when activated carbon was
absorbed from palm shell fired at 650℃ soaked with 30% NaCl, porosity dispersed on the surface
was found. The largest and most obvious Its average pore size is 8 . 5 8 ±1 . 8 2 μm, making it the
most suitable amount for use in absorbing wastewater from rubber plants.

Keywords : Charcoal , palm oil

ค

กติ ติกรรมประกาศ

ในการทำโครงงานวิจัยทางฟิสิกส์ครั้งนี้ ทำให้ข้าพเจ้าได้รับความรู้ต่าง ๆ มากมายเกี่ยวกับกระบวนการเผา
ถ่านกัมมันต์ รายละเอียดตา่ ง ๆ ที่เกี่ยวขอ้ ง ไม่ว่าจะเป็น การกระตุ้นด้วยโซเดียมคลอไรด์ การนำไปดูดซับนำ้ เสีย
จากโรงงานยาง และการนำมาประยุกต์ใชใ้ นปจั จบุ นั อยา่ งกว้างขวาง

ข้าพเจ้าขอขอบพระคุณบุคคลและหน่วยงานต่าง ๆ ที่ให้ความอนุเคราะห์กับข้าพเจ้า ทำให้การทำ
โครงงานวิจัยทางฟิสกิ ส์ในครัง้ นีส้ ำเร็จลลุ ว่ งไปได้ดว้ ยดี ดงั นี้

ขอขอบคณุ ผศ. ดร.ชลธิรา แสงสุบัน อาจารยท์ ่ีปรึกษาวิชาโครงงานวจิ ัยทางฟิสิกส์เป็นอย่างยิ่ง ที่กรุณาให้
คำปรึกษาและคำแนะนำในด้านวิชาการ แนวคิดในการศึกษา การวางแผนการทำงาน ตลอดจนช่วยแก้ปัญหาใน
เร่อื งตา่ ง ๆ จนกระทง่ั วิชาโครงงานวิจัยทางฟิสกิ ส์นี้สำเร็จลุลว่ งได้ดว้ ยดี

ขอขอบคุณ สาขาวิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยทักษิณ วิทาเขตพัทลุง ที่เปิดโอกาสให้นิสิต
ได้รบั ประสบการณก์ ารในการทำโครงงานวิจยั ทางฟิสกิ ส์

ขอขอบคณุ คณาจารยส์ าขาวิชาฟสิ ิกสท์ ุกท่าน ทไ่ี ด้ประศาสน์วชิ าความรู้ดา้ นตา่ ง ๆ ใหก้ ับขา้ พเจ้า ตลอดจน
เจ้าหนา้ ที่ในสงั กดั สาขาวิชาฟิสิกส์ คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยทักษิณ วิทยาเขตพัทลุง ทกุ คนทม่ี ีสว่ นทำให้การ
ทำโครงงานวจิ ยั ทางฟิสิกส์คร้ังน้สี ำเร็จลลุ ่วงดว้ ยดี

ขอขอบคุณเจ้าหน้าที่ศูนยเ์ ครือ่ งมือกลาง สถาบันวิจัยและพัฒนามหาวิทยาลัยทักษิณ วิทยา เขตพัทลุง ที่
ใหก้ ารอนุเคราะห์สถานท่ีทำการทดลองและอำนวยความสะดวกในการวิเคราะหต์ ัวอย่าง

ขอขอบพระคุณ คุณพ่อคุณแม่ เป็นอย่างสูงที่คอยสนับสนุนให้โครงงานครั้งนี้ลุล่วงไปได้ด้วยดี และเป็น
กำลังใจในการศึกษาเล่าเรียนจนสำเร็จการศึกษา และขอขอบคุณผู้ทำงานวิจัยท่ีนำขอ้ มูลมา ใช้ในการอ้างองิ ท่เี ป็น
ประโยชนต์ ่อโครงงานน้ี คุณค่าของโครงงานฉบบั น้ี ขอมอบเป็นกตัญญูกตเวทแี ด่บิดามารดา และบูรพาจารยท์ ีเ่ คย
อบรมส่ังสอน รวมทง้ั ผูม้ ีพระคุณทุกทา่ น

ขอขอบคุณ รุ่นพี่รุ่นน้องและเพื่อนพ้อง ที่คอยให้ความช่วยเหลือหลาย ๆ ด้านและคอยเป็นกำลังใจให้กัน
ตลอดมา รวมไปถึงบคุ คลท่านอื่น ๆ ทไ่ี ม่ได้กล่าวนามทุกท่าน ท่ีมสี ่วนชว่ ยในการให้คำแนะนำ ช่วยเหลอื ตลอดจน
ให้ความอนเุ คราะหใ์ นดา้ นอ่นื ๆ ขา้ พเจ้าขอขอบคุณไว้ ณ ท่นี ีด้ ว้ ย

นางสาวกมลรตั น์ ขวญั นิมติ ร

ง

สารบญั

บทท่ี หนา้

1 บทนำ.................................................................................................................................. .....1
1.1 ที่มาและความสำคัญ....................................................................................................... 1
1.2 วัตถปุ ระสงค์ของโครงงาน............................................................................................... 2
1.3 ขอบเขตของโครงงาน...................................................................................................... 2
1.4 ประโยชน์ท่คี าดว่าจะได้รับจากโครงงาน ......................................................................... 2
1.5 นยิ ามศพั ท์เฉพาะ............................................................................................................ 2
1.6 สถานท่ีทำการทดลอง..................................................................................................... 3
1.7 ระยะเวลาการดำเนินงาน................................................................................................ 3

2 ทฤษฎแี ละงานวิจยั ทเี่ กีย่ วข้อง .................................................................................................. 5
2.1 การศึกษาข้อมูลและแนวคิดเกยี่ วกับปาล์ม...................................................................... 5
2.1.1 ส่วนประกอบของปาล์ม..................................................................................... 6
2.1.2 ชนิดของปาลม์ .................................................................................................. 9
2.2 ถ่านกมั มนั ต์.................................................................................................................. 10
2.2.1 โครงสรา้ งของผวิ ถา่ นกัมมนั ต์ ............................................................................ 11
2.2.2 โครงสร้างรูพรนุ ของถา่ นกมั มันต์........................................................................ 12
2.2.3 หลกั การทำงานของถา่ นกัมมันต์ ........................................................................ 13
2.2.4 การผลิตถา่ นกมั มันต์.......................................................................................... 13
2.2.5 ชนิดของถ่านกัมมันต์ ......................................................................................... 14
2.2.6 ลกั ษณะการดดู ซับ............................................................................................. 17
2.3 ข้อมูลท่ัวไปเก่ยี วกับถา่ น ............................................................................................... 17
2.3.1 หลกั การเผาถ่าน................................................................................................ 18
2.3.2 คณุ สมบตั ขิ องถ่านไม้ ......................................................................................... 20

จ

สารบญั (ตอ่ )

บทท่ี หนา้

2.4 การวเิ คราะหล์ ักษณะทางสัณฐานวทิ ยา ........................................................................ 21
2.4.1 กล้องจลุ ทรรศน์อเิ ล็กตรอนชนดิ แบบส่องกราด.................................................. 21
2.4.2 การวเิ คราะห์ธาตดุ ้วย Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) ........ 22

2.5 งานวิจัยท่ีเกยี่ วข้อง.................................................................................................... 23
3 วิธกี ารทดลอง......................................................................................................................... 24

3.1 อปุ กรณ์การทดลอง....................................................................................................... 24
3.3.1 ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ..................................................................................... 24
3.3.2 อุปกรณ์และเคร่ืองมอื ที่ใชใ้ นการทดลอง............................................................ 24
3.3.3 สารเคมีทใ่ี ช้....................................................................................................... 24

3.2 วธิ กี ารทดลอง ............................................................................................................... 25
3.2.1 การเตรียมวัตถดุ ิบ.............................................................................................. 25
3.2.2 การเผาถา่ นกัมมันต์ ........................................................................................... 25
3.2.3 การกระตุน้ ดว้ ยโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) ............................................................ 25
3.2.4 การวัดคณุ ภาพน้ำ.............................................................................................. 26
3.2.5 การทดสอบสมบัตทิ างเคมี ................................................................................. 27
3.2.6 การทดสอบสมบัติทางกายภาพ ......................................................................... 27

3.3 วิธกี ารดำเนนิ การวิจยั ................................................................................................... 28
3.3.1 ขน้ั ตอนการดำเนนิ วิจยั ...................................................................................... 28
3.3.2 ขนั้ ตอนการทดลองกระบวนการทดลอง............................................................. 29
3.3.2.1 ขนั้ ตอนการเผาถ่านคาร์บอน................................................................. 29
3.3.2.2 ข้ันตอนการกระต้นุ ด้วยโซเดยี มคลอไรด์ ................................................ 30
3.3.2.3 ข้นั ตอนการกระตุ้นดว้ ย NaCl ความเขม้ ขน้ 10, 20, 30, และ 40% ..... 31
3.3.2.4 การทดลองการวัดคุณภาพนำ้ ................................................................ 32
3.3.2.4.1 เตรียมนำ้ เสียที่ 100 มิลลลิ ิตร .................................................... 32
3.3.2.4.2 เตรยี มนำ้ เสียที่ 20 มลิ ลลิ ติ รของถ่านกัมมนั ต์ทั้งหมด ................. 33
3.3.2.4.3 เตรยี มนำ้ เสียท่ี 20 มลิ ลลิ ติ รของถา่ นกัมมันต์ 0.5 กรัม .............. 34
3.3.2.4.4 เตรยี มนำ้ เสยี ที่ 20 มลิ ลิลติ รทค่ี วามเข้มขน้ ต่างๆ.......................... 3

ฉ

สารบญั (ตอ่ )

บทที่ หนา้

3.3.3 ข้นั ตอนการวเิ คราะห์ผลการทดลอง................................................................... 36
4 ผลการทดลอง ........................................................................................................................ 37

4.1 ศึกษาสมบัตทิ างกายภาพและการดูดซบั นำ้ เสยี ของถ่านกัมมนั ต์.................................... 39
4.1.1 ผลการศึกษาลักษณะพ้ืนผวิ ของถ่านกัมมนั ต์ด้วยเตาเผาถา่ นชีวมวล .................. 39
4.1.2 ค่า EDX ของถา่ นกัมมันตด์ ว้ ยเตาเผาถ่านชีวมวล............................................... 40
4.1.2.1 คา่ EDX ของถ่านกมั มนั ต์ จากกาบปาลม์ .............................................. 40
4.1.2.2 คา่ EDX ของถ่านกัมมนั ต์ จากทางปาล์ม .............................................. 41
4.1.2.3 คา่ EDX ของถ่านกัมมันต์ จากกะลาปาลม์ ............................................ 43
4.1.3 สมบัตทิ างกายภาพทแี่ ช่ในน้ำเสีย ของถ่านเตาเผาถ่านชวี มวล ........................... 45
4.1.3.1 ตารางค่า Ph สี กล่ิน ความขุ่นของสว่ นต่างๆ ........................................ 45
4.1.3.1.1 ค่า Ph สี กล่นิ ความขนุ่ ของของถ่านกมั มันต์ ............................. 45
4.1.3.1.2 ค่า Ph สี กล่นิ ความขุ่นของของถ่านกัมมนั ต์แช่NaCl 30%....... 46
4.1.3.2 ภาพถ่ายแชน่ ำ้ เสยี ของถ่านกมั มันต์ ....................................................... 48
4.1.3.2.1 ภาพถ่ายแชน่ ้ำเสยี ของถา่ นกัมมนั ต์ ............................................ 48
4.1.3.2.2 ภาพถา่ ยแชน่ ำ้ เสียของถ่านกัมมนั ต์แช่ด้วยNaCl 30%................ 49

4.2 ศึกษาสมบตั ิทางกายภาพและการดดู ซับนำ้ เสียของถ่านกัมมนั ต์เผาด้วยอุณหภมู ิสงู ...... 50
4.2.1 ภาพ SEM ของถา่ นกมั มนั ต์เผาดว้ ยอุณหภมู ิสูง.................................................. 50
4.2.1.1 ภาพ SEM ของถ่านกัมมันต์จากทางปาล์ม..................................... 50
4.2.1.2 ภาพ SEM ของถ่านกมั มนั ตจ์ ากกะลาปาล์ม .................................. 51
4.2.2 คา่ EDX ของถ่านกัมมันต์ดว้ ยเตาเผาอุณหภูมสิ ูง ............................................... 52
4.2.2.1 2 ค่า EDX ของถ่านกัมมันต์จากทางปาล์ม .................................... 52
4.2.2.2 2 คา่ EDX ของถ่านกัมมันต์จากกะลาปาล์ม.................................. 53
4.2.3 สมบตั ทิ างกายภาพทแี่ ช่ในนำ้ เสีย ของถ่านดว้ ยเตาเผาอุณหภูมิสูง..................... 55
4.1.3.1 ตารางคา่ Ph สี กลิ่น ความขนุ่ ของส่วนต่างๆ ........................................ 55
4.1.3.1.1 คา่ Ph สี กลิ่น ความขนุ่ ของของถ่านกัมมนั ต์จากทางปาล์ม ....... 55
4.1.3.1.2 ค่า Ph สี กล่นิ ความขุ่นของของถ่านกัมมันต์จากกะลาปาลม์ ..... 57
4.1.3.2 ภาพถา่ ยแช่น้ำเสียของถ่านกมั มันต์ดว้ ยเตาเผาอณุ หภมู ิสูง..................... 62

ช

สารบัญ (ตอ่ )

บทท่ี หนา้

4.1.3.2.1 ภาพถา่ ยแช่นำ้ เสียของถา่ นทางปาลม์ เผา 600  .................... 62
4.1.3.2.2 ภาพถา่ ยแช่นำ้ เสยี ของถา่ นทางปาล์ม เผา 650  .................... 62
4.1.3.2.1 ภาพถา่ ยแชน่ ้ำเสียของถา่ นกะลาปาล์ม เผา 600  .................. 63
4.1.3.2.2 ภาพถา่ ยแชน่ ้ำเสียของถ่านกะลาปาล์ม เผา 650  .................. 63
4.3 ศกึ ษาสมบัติทางกายภาพและการดูดซับนำ้ เสยี ของถ่านกะลาปาลม์ เผาอณุ หภมู ิสงู ....... 64
4.3.1 ภาพ SEM ของถ่านกมั มันต์กะลาปาลม์ เผาดว้ ยอุณหภูมิสงู ................................ 64
4.3.2 ค่า EDX ของถา่ นกัมมันต์กะลาปาล์มด้วยเตาเผาอุณหภมู ิสงู ............................. 65
4.3.2.1 คา่ EDX ของถ่านกะลาปาล์ม NaCl 10,20,30,40 %.................... 65
4.3.2.2 ภาพ SEM ค่า EDX ของถ่านกะลาปาล์ม NaCl 30%.................... 67
4.3.3 สมบัตทิ างกายภาพทแ่ี ชใ่ นน้ำเสยี ถา่ นกะลาปาลม์ NaCl 10,20,30,40 %........ 72
4.1.3.1 ตารางค่า Ph สี กล่นิ ความขุ่นของถ่านกะลาปาล์มท่คี วามเขม้ ต่างๆ ..... 72
4.1.3.2 ภาพถ่ายแช่นำ้ เสยี ของถ่านกะลาปาล์มที่ความเข้มต่างๆ........................ 74
5 สรุปและอภิปรายผลการทดลอง ........................................................................................ .....75
5.1 อภิปรายผลการวิจัย...................................................................................................... 75
5.1.1 สมบตั ทิ างกายภาพ............................................................................................ 75
5.2.2 สมบตั ิทางเคมี.................................................................................................... 76
5.2 ขอ้ เสนอแนะ................................................................................................................. 77
บรรณานุกรม ............................................................................................................................. 78
ภาคผนวก .................................................................................................................................. 80
ประวตั ิย่อผู้วิจัย ........................................................................................................................130

ซ

สารบญั ตาราง

ตารางที่ หนา้

1.1 แผนการดำเนินโครงงานวิจัย ..................................................................................................... 3

2.1 เปรยี บเทยี บความแตกตา่ งของพนั ธุป์ าลม์ ............................................................................. ..10

4.1 ค่า EDX ของถา่ นกัมมันต์จากกาบปาล์ม ด้วยเตาเผาถ่านชวี มวล ......................................... ..40

4.2 คา่ EDX ของถ่านกัมมนั ต์จากทางปาล์ม ด้วยเตาเผาถา่ นชวี มวล.......................................... ..42

4.3 ค่า EDX ของถ่านกัมมนั ต์ จากกะลาปาลม์ ดว้ ยเตาเผาถา่ นชีวมวล ......................................43

4.4 ตารางคา่ pH สี กล่ิน ความขุน่ ของนำ้ เสีย ของถ่านกมั มันต์ เตาเผาถ่านชวี มวล..................... ..45

4.5 ตารางคา่ pH สี กลน่ิ ความขุ่นของน้ำเสีย ของแชด่ ้วย NaCl 30% ดว้ ยเตาเผาถ่านชวี มวล....47

4.6 คา่ EDX ของถ่านกัมมันต์ จากทางปาล์ม เผาอุณหภมู สิ ูง 600℃ และ 650℃....................... ..52

4.7 ค่า EDX ของถ่านกัมมันต์ จากกะลาปาล์ม เผาอุณหภมู ิสงู 600℃ และ 650℃..................... ..54

4.8 ถ่านกมั มนั ต์จากทางปาล์ม แช่ในนำ้ เสยี เผาอณุ หภมู สิ ูง 600℃ ............................................ ..55

4.9 ถ่านกมั มนั ตจ์ ากทางปาล์ม+NaCl 30% แชใ่ นน้ำเสีย เผาอุณหภูมิสูง 600℃ ........................ ..56

4.10 ถ่านกัมมันต์จากทางปาลม์ แชใ่ นนำ้ เสีย เผาอณุ หภมู ิสงู 650℃ .......................................... ..56

4.11 ถา่ นกัมมนั ตจ์ ากทางปาล์ม+NaCl 30% แชใ่ นน้ำเสีย เผาอณุ หภูมิสูง 650℃...................... ..57

4.12 ถา่ นกัมมันต์จากกะลาปาล์ม แชใ่ นนำ้ เสีย เผาอณุ หภูมสิ งู 600℃........................................ ..58

4.13 ถา่ นกัมมนั ตจ์ ากกะลาปาล์ม +NaCl 30% แช่ในนำ้ เสยี เผาอุณหภูมิสงู 600℃ .................. ..58

4.14 ถา่ นกัมมันต์จากกะลาปาล์ม แชใ่ นนำ้ เสยี เผาอณุ หภูมิสูง 650℃........................................ ..59

4.15 ถ่านกัมมันต์จากกะลาปาลม์ +NaCl 30% แช่ในนำ้ เสยี เผาอุณหภมู สิ งู 650℃.................... ..59

4.16 ค่า EDX ของถา่ นกัมมันต์จากกะลาปาล์ม NaCl 10,20,30,40 % เผาอณุ หภมู สิ งู 650℃ .....65

4.17 สเปกตรมั EDX ของถ่านกัมมนั ต์จากกะลาปาล์ม NaCl 10,20,30,40% ............................. ..68

4.18 สเปกตรัม EDX จุด 5 ของถา่ นกัมมันตจ์ ากกะลาปาล์ม NaCl 10,20,30,40 %................... ..71

4.19 คา่ pH สี กลิน่ ความขุ่นของนำ้ เสีย ของถ่านกัมมันต์จากกะลา NaCl 10,20,30,40 %

เผาอณุ หภมู สิ งู 650℃ ................................................................................................................. ..72

ฌ

สารบัญภาพ

ภาพท่ี หนา้

1. ลักษณะของราก ..................................................................................................................... 6
2. ลักษณะของลำต้น .................................................................................................................. 6
3. ลกั ษณะของใบ ....................................................................................................................... 7
4. ลักษณะของดอก .................................................................................................................... 7
5. ลกั ษณะของทะลาย................................................................................................................ 8
6. ลักษณะของผล....................................................................................................................... 8
7. ชนิดของปาลม์ พันธ์ุดูรา.......................................................................................................... 9
8. ชนิดของปาลม์ พันธ์ุฟิสเิ ฟอรา................................................................................................. 9
9. ชนดิ ของปาล์มพันธ์ุเทเนอรา ................................................................................................ 10
10. การจัดเรียงของคารบ์ อนอะตอมในผลึกของแกรไฟต์.......................................................... 12
11. ภาพถา่ ยกล้องจลุ ทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดของถ่านกัมมันต์................................... 14
12. ภาพขนาดอนุภาคถา่ นกัมมนั ตช์ นิดเมด็ .............................................................................. 15
13. ภาพขนาดอนภุ าคถา่ นกัมมนั ต์ชนิดผง................................................................................ 15
14. ภาพขนาดอนุภาคถา่ นกัมมันต์ชนิดแทง่ ............................................................................. 16
15. กล้องจลุ ทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดแบบส่องกราด .................................................................. 20
16. หลกั การทำงานของเครื่อง SEM ........................................................................................ 21
17. ภาพหลักการวเิ คราะหธ์ าตดุ ้วย EDS.................................................................................. 22
18. ขน้ั ตอนการดำเนินวจิ ัย....................................................................................................... 26
19. ขนั้ ตอนการสงั เคราะหค์ ารบ์ อน.......................................................................................... 27
20. ขั้นตอนการสงั เคราะห์ถา่ นกัมมันต์ดว้ ยการกระตุ้นของโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) ................. 28
21. ขัน้ ตอนการวดั คณุ ภาพน้ำดว้ ยถ่านกมั มนั ตจ์ ากทางปาล์ม กาบปาลม์ กะลาปาล์ม.............. 29
22. ขัน้ ตอนทดสอบคุณสมบตั ิของถา่ นและถ่านกัมมนั ต์............................................................ 30
4.1 ภาพ SEM ของถา่ นกมั มันต์ จากกาบปาล์ม ทางปาลม์ และกะลาปาล์ม..............................40
4.2 กราฟวิเคราะห์ธาตุ EDX ของถ่านกัมมนั ตจ์ ากกาบปาล์ม ด้วยเตาเผาถา่ นชีวมวล..............41
4.3 กราฟวิเคราะหธ์ าตุ EDX ของถา่ นกัมมนั ตจ์ ากทางปาลม์ ด้วยเตาเผาถา่ นชวี มวล...............43
4.4 กราฟวเิ คราะห์ธาตุ EDX ของถา่ นกัมมนั ต์จากกะลาปาล์ม ด้วยเตาเผาถา่ นชีวมวล............44

ญ

สารบญั ภาพ (ตอ่ )

ภาพท่ี หนา้

4.5 กราฟเปรยี บเทียบค่า pH กับ เวลา ของถ่านกัมมนั ต์...............................................................46
4.6 กราฟเปรยี บเทยี บค่า pH กบั เวลาของถา่ นกมั มนั ต์ ท่แี ช่ด้วย NaCl 30% ................................48
4.7 ภาพถา่ ยแชน่ ำ้ เสยี ของถ่านกัมมันตจ์ ากกาบปาล์ม ทางปาล์ม และกะลาปาลม์ .........................48
4.8 แสดงภาพถ่ายแชน่ ้ำเสยี ของถ่านกัมมันต์ ทแ่ี ช่ดว้ ย NaCl 30%................................................49
4.9 ภาพ SEM ของถา่ นกัมมนั ตจ์ ากทางปาลม์ เผาอณุ หภมู สิ งู 600℃ และ 650℃........................50
4.10 ภาพ SEM ของถ่านกมั มันต์จากกะลาปาลม์ เผาอุณหภมู ิสงู 600℃ และ 650℃...................51
4.11 กราฟวิเคราะหธ์ าตุ EDX ของถ่านจากทางปาลม์ เผาอุณหภมู ิสูง 600℃ และ 650℃............53
4.12 กราฟวเิ คราะหธ์ าตุ EDX ของถ่านจากกะลาปาลม์ เผาอณุ หภมู ิสงู 600℃ และ 650℃ ........55
4.13 กราฟเปรยี บเทยี บค่า pH กบั เวลาของถา่ นกัมมันต์เผาท่อี ุณหภมู ิ 600 ℃..............................60
4.14 กราฟเปรียบเทยี บค่า pH กบั เวลาของถา่ นกัมมนั ต์เผาทอี่ ณุ หภมู ิ 600 ℃ ทแี่ ช่ดว้ ย NaCl ....60
4.15 กราฟเปรยี บเทยี บค่า pH กบั เวลาของถ่านกัมมันตเ์ ผาที่อุณหภูมิ 650 ℃..............................61
4.16 กราฟเปรียบเทยี บค่า pH กับเวลาของถ่านกัมมนั ต์เผาที่อณุ หภูมิ 650 ℃ ทแ่ี ช่ดว้ ย NaCl ....61
4.17 ภาพถ่ายแช่นำ้ เสียของถ่านกมั มันตจ์ ากทางปาล์ม เผาทอ่ี ณุ หภูมิ 600 ℃ ..............................62
4.18 ภาพถา่ ยแชน่ ำ้ เสียของถ่านกมั มันต์จากทางปาลม์ เผาที่อณุ หภมู ิ 650 ℃ ..............................62
4.19 ภาพถา่ ยแชน่ ำ้ เสยี ของถา่ นกมั มันตจ์ ากกะลาปาล์ม เผาที่อุณหภูมิ 600 ℃............................63
4.20 ภาพถ่ายแช่น้ำเสยี ของถา่ นกมั มันตจ์ ากกะลาปาล์ม เผาทอ่ี ุณหภูมิ 650 ℃ ...........................63
4.21 ภาพ SEM ของถา่ นกมั มันตจ์ ากกะลาปาลม์ เผาท่ีอณุ หภมู ิ 650 ℃ NaCl 10,20,30,40%......65
4.22 กราฟวเิ คราะหธ์ าตุ EDX ของถ่านกมั มันตจ์ ากกะลาปาล์ม NaCl 10,20,30,40%..................66
4.23 ภาพ SEM ของถ่านกมั มนั ต์จากกะลาปาล์ม อุณหภมู ิ 650 ℃ NaCl 30%............................67
4.24 วิเคราะหธ์ าตุ EDX ถ่านกมั มนั ตจ์ ากกะลาปาลม์ เผาที่อณุ หภูมิ 650 ℃ NaCl 30% .............67
4.25 สเปกตรมั EDX ของถ่านกัมมนั ตจ์ ากกะลาปาลม์ เผาทอ่ี ณุ หภูมิ 650 ℃ NaCl 30% ............68
4.26 ภาพวเิ คราะห์ธาตุ EDX ของธาตุคาร์บอน..............................................................................69
4.27 ภาพวเิ คราะหธ์ าตุ EDX ของธาตแุ พลเลเดยี มและซิลิค...........................................................69
4.28 ภาพวเิ คราะหธ์ าตุ EDX ของธาตแุ คลเซยี มและออกซเิ จน ......................................................70
4.29 ภาพวเิ คราะหธ์ าตุ EDX ของธาตนุ ิกเกลิ และเหล็ก..................................................................70
4.30 ภาพ SEM จดุ 5 ของถา่ นกัมมันต์จากกะลาปาล์มเผาท่อี ณุ หภมู ิ 650 ℃ NaCl 30% ............71
4.31 สเปกตรัม EDX ของถา่ นกมั มนั ต์จากกะลาปาล์ม เผาที่อณุ หภูมิ 650 ℃ NaCl 30% ............71

ฎ

สารบญั ภาพ (ตอ่ )

ภาพที่ หนา้

4.32 ตารางเปรยี บเทียบค่า pH กบั เวลาของถ่านกัมมันต์ ทแ่ี ช่ด้วย NaCl 10,20,30,40%.............73
4.33 ภาพถา่ ยแชน่ ำ้ เสียของถา่ นกัมมนั ตจ์ ากกะลาปาล์ม ด้วยเตาเผาอณุ หภมู ิ 650 ℃ ..................74

บทที่ 1
บทนำ

1.1 ท่ีมาและความสำคญั

ประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรม ประชากรส่วนมากมีอาชีพเกษตรกรรม ทำนา
ทำสวน ทำไร่ ผลผลิตที่ได้คือพืชทางการเกษตร เมื่อมีบางครั้งผลผลิตล้นตลาดหรือเป็นช่วงเวลาที่ผลผลิตไม่
ต้องการของตลาด พืชทางการเกษตรจึงมีมูลค่าต่ำและบางส่วนที่เหลือไม่สามารถขายได้ จะเน่าเสียกลายมาเป็น
เศษวสั ดุเหลือท้ิงทางการเกษตรหรือขยะ (กฤษฎา บุญชม, จฑุ ามาศ เตียวสกลุ , กมลวรรณ ทพิ วรรณ, 2563, น.3)
ดงั น้ันการควบคมุ การผลติ เอทลิ นี จงึ เปน็ ส่งิ จำเป็นภายหลังการเกบ็ เกย่ี ว (มหาวิทยาลัยราชภฏั ยะลา, ม.ป.ป.)

ถ่านกัมมันต์ (Activated carbon) เป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการนำวัตถุดิบธรรมชาติที่มีคาร์บอนเป็น
องค์ประกอบหลักมาผ่านกรรมวิธีก่อกัมมันต์จนได้ผลิตภัณฑ์สีดำมีสมบัติในการดูดซับสารต่าง ๆได้เป็นอย่างดี
เนื่องจากมีรูพรุนขนาดเล็กเกิดขึ้นจำนวนมากซึ่งขนาดรูพรุนก็แตกต่างกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับกรรมวิธีในการผลิตและ
วัตถุประสงค์การใช้งาน (อัจฉรา แกล้วกล้า, นิกราน หอมดวง, กิตติกร สาสุจิตต์, และวิชาญ คงธรรม, 2555, น.
5) ถ่านกัมมันต์ผลิตขึ้นจากกะลามะพร้าว, ถ่านหิน, ไม้ทางการเกษตร, เมล็ดพืช และวัสดุจำพวกที่มีคาร์บอนเป็น
องค์ประกอบ การผลติ ถ่านกมั มนั ต์จากวัสดุเหล่านีท้ ำได้ทงั้ แบบใช้สารเคมีหรือใชไ้ อน้ำอณุ หภูมิสงู โครงสรา้ งที่เปน็
รูพรนุ ในเนื้อถ่านกัมมันตท์ ำให้เกิดการแยกสารปนเปื้อนท้ังหลายออกจากแก๊สและของเหลวได้ โดยกลไกที่เรียกว่า
การดดู จบั โครงสรา้ งรพู รนุ เหล่าน้เี ป็นปจั จยั หลักท่ีทำใหถ้ ่านกัมมันต์มีประสทิ ธิภาพในการดูดจบั ได้ (สุรวิทย์ นาคสู่
สุข, 2561, น.20)

ถา่ นเป็นไมท้ ี่นำมาผ่านกระบวนการให้ความร้อนโดยอาศัยความร้อนจากเปลวไฟในสภาวะทป่ี ราศจากก๊าซ
ออกซิเจนที่เป็นตัวทำให้เกิดการเผาไหม้ การลุกติดไฟ ไม้จะได้รับความร้อนจนความชื้น สาระสำคัญต่าง ๆ เช่น
เซลลูโลส สารเฉพาะตัวต่าง ๆ เกิดการระเหยและสลายตัวออกไปจากเนื้อไม้ ซึ่งจะเหลือสว่ นทีเ่ ปน็ คาร์บอน ไม้จึง
เปลยี่ นเป็นสดี ำ ซึง่ เกบ็ ไวใ้ ชง้ านได้นาน (ปาจรีย์ เตียวสุวรรณ, 2557, น.8) ถ่านดำทผี่ ลิตดว้ ยอุณหภูมสิ ูงจะเรียกว่า
“ถา่ นบรสิ ุทธ์”ิ หากมีปรมิ าณผลผลติ ทมี่ ากพอและคงที่ กส็ ามารถนำไปใช้ประโยชน์หลากหลายทั้งในครัวเรือนและ
ระดับอุตสาหกรรมได้ สิ่งที่ทำให้ถ่านมีความสามารถในการดูดซับก๊าซเอทิลีนได้ดี เนื่องจากโครงสร้างของถ่านมี
ลักษณะเปน็ รูพรนุ เลก็ ๆ มากมาย โดยกา๊ ซเอทิลนี จะเเพร่เขา้ รูพรูน หากถา่ นมีรูพรุนมาก ๆ กจ็ ะทำใหด้ ูดซบั ก๊าซเอ
ทิลนี ได้มากตามไปด้วย (ชนม์ชนก บุรีแกว้ , 2556)

นอกจากนี้ผู้วิจัยมีแนวคิดในการเตรียมถ่านกัมมันต์จากวัสดุเหลือใช้ ทางการเกษตรที่หาได้ง่ายแล ะ
ประหยัดค่าใช้จา่ ย โดยเลือกส่วนจากปาล์มน้ำมัน คือ ทางปาล์ม กาบปาล์ม และกะลาปาล์มเป็นสารตั้งต้นในการ
ผลติ ถ่านกัมมันต์ เน่ืองจากจังหวดั ตรงั มีการปลูกปาลม์ น้ำมนั เป็นจำนวนมาก (กรมการปกครอง, 2562) จึงหาได้

2

ง่าย โดยนำทางปาล์ม กาบปาล์ม และกะลาปาล์มร่วมกับการกระตุ้นด้วยสารเคมีโซเดียมคลอไรด์ ผ่าน
กระบวนการข้ันตอนเดยี ว ซ่งึ ประหยดั ท้ังเวลา พลงั งาน ตน้ ทนุ ในการผลิต และทำไดใ้ นครัวเรือน

นอกจากนี้โซเดียมคลอไรด์เป็นสารเคมีที่สามารถหาได้ง่าย ราคาถูก ไม่เป็นอันตรายต่อผู้ใช้งาน และไม่มี
ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม อีกทั้งเมื่อโซเดียมคลอไรด์ละลายน้ำและได้รับความร้อนจะแทรกซึมอยู่ระหว่างชั้นของ
ถา่ นกมั มนั ต์ ทำให้ถ่านกมั มันต์มรี ูพรนุ เพิม่ มากขึน้ (ธรี ์ธวัช สงิ หศิริ, 2557)

งานวิจัยนีม้ ีวตั ถปุ ระสงค์เพื่อเตรียมถ่านกัมมันต์จากทางปาล์ม กาบปาลม์ และกะลาปาล์มโดยใช้กระบวน
คาร์บอไนเซชั่นร่วมกับการกระตุ้นด้วยโซเดียมคลอไรด์ เพื่อใช้ในการทดสอบประสิทธิภาพการดูดซับน้ำเสียจาก
โรงงานยางว่าสว่ นไหนของปาลม์ น้ำมนั จะดดู ซับได้ดีที่สุด

ดังนั้น จุดมุ่งหมายของโครงงานนี้คือเพื่อศึกษาองค์ประกอบทางเคมี สัณฐานวิทยา และคุณสมบัติเชิง
กายภาพของถ่านกมั มันต์ สำหรับการผลิตถ่านกมั มันต์จากทางปาล์ม กาบปาลม์ และกะลาปาล์ม เพอื่ นำไปทดสอบ
ประสิทธภิ าพการดูดซบั น้ำเสียจากโรงงานยาง

1.2 วตั ถปุ ระสงค์ของโครงงาน

1.2.1 เพื่อเตรียมถ่านกัมมันต์จากทางปาล์ม กาบปาล์ม และกะลาปาล์มโดยใช้กระบวนคาร์บอไนเซชั่น
รว่ มกับการกระตนุ้ ด้วยโซเดยี มคลอไรด์

1.2.2 เพื่อศึกษาสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของถ่านกัมมันต์จากทางปาล์ม กาบปาล์ม และกะลา
ปาล์ม

1.3 ขอบเขตของโครงงาน
1.3.1 ใช้ปาล์ม ในพน้ื ท่ีจังหวัดตรัง

1.3.2 การเตรียมถา่ นกัมมันต์
1.3.3 ใชถ้ ่านกมั มนั ต์กระตุ้นด้วยโซเดียมคลอไรด์
1.3.4 ทำการทดสอบคณุ สมบตั ิทางกายภาพ
1.3.5 ทำการทดสอบคุณสมบตั ิทางเคมี

1.4 ประโยชน์ท่ีคาดวา่ จะได้รับจากโครงงาน

1.4.1 สามารถทราบสมบตั ทิ างกายและทางเคมี
1.4.2 สามารถทราบองค์ประกอบทางเคมแี ละสณั ฐานวิทยาของถ่านจากปาลม์

1.4.3 เพ่อื เป็นแนวทางในการสรา้ งมูลคา่ เพ่ิมจากวัสดุของเสยี ทางการเกษตร

1.5 นยิ ามศพั ท์เฉพาะ

1.5.1 เอทลิ ีน (Ethylene) คือ เปน็ ฮอรโ์ มนทีส่ ง่ เสริมให้พืชเกิดการเส่ือมสภาพตามอายุ (senescence)
โดยท่วั ไปเอทลิ ีนอยู่ในรูปของกา๊ ซไมส่ ามารถมองเหน็ หรือได้กล่ิน เป็นไฮโดรคารบ์ อนขนาดเล็กๆ สามารถเกิดข้ึนได้
เองตามธรรมชาติหรอื จากการเผาไหม้ทีไ่ ม่สมบูรณ์ของสารที่มคี าร์บอนเปน็ องค์ประกอบอยมู่ าก เช่น นำ้ มนั ถา่ น

3

1.5.2 หิน ควันจากท่อไอเสียรถยนต์ จากโรงงานอุตสาหกรรม แหล่งที่พบเอทิลีนประกอบด้วย ไอเสีย
จากการสนั ดาปภายในเครือ่ งยนต์ เคร่ืองทำความรอ้ น การสบู บหุ ร่ี การเชอ่ื มโลหะ หรือแมแ้ ต่ในผลไมส้ กุ

1.5.3 ถา่ น (Charcoal) คือ ไม้ท่ีได้จากการเผาไหม้ภายในสภาพแวดล้อมทมี่ ีอากาศอยเู่ บาบางขณะนั้น
คอื ระหวา่ งทไ่ี มถ้ กู สลายตวั ด้วยความร้อน ภายในเน้ือไมเ้ กิดกระบวนการกำจัดน้ำ น้ำมนั ดินและสารประกอบอ่ืนๆ
ออกไป คงเหลือถ่านท่ีมคี าร์บอนสูงกว่า 80% และไม่มีความชื้นหลงเหลืออยู่ เป็นผลใหถ้ ่านสามารถให้พลังงานได้
สูงกว่าไม้แห้งถึงสองเท่า โดยปริมาณผลผลิตถ่านที่ได้จากการเผาไม้มีเพียงประมาณ 25% ส่วนที่เป็นของเหลวท่ี
กล่ันตัวได้ (Distilled Liquids) ประมาณ 50% และเปน็ ก๊าซท่กี ลั่นตัวไม่ได้ (Undistilled Gas) อีกประมาณ 25%

1.5.4 ถ่านกัมมันต์ (Activated carbon) คือ ได้จากการนำวัตถุดิบธรรมชาติที่มีคาร์บอนเป็น
องค์ประกอบหลักมาผ่านกรรมวิธีก่อกัมมันต์จนได้ผลิตภัณฑ์สีดำมีสมบัติในการดูดซับสารต่างๆได้เป็นอย่างดี
เนื่องจากมีรูพรุนขนาดเล็กเกิดขึ้นจำนวนมากซึ่งขนาดรูพรุนก็แตกต่างกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับกรรมวิธีในการผลิตและ
วตั ถปุ ระสงคก์ ารใช้งาน

1.5.5 ปาล์ม (Palm) คือ พชื เปน็ พชื ตระกูลปาลม์ ลกั ษณะลำตน้ เด่ียว ขนาดลำตน้ ประมาณ 12 -20 นิ้ว
เมอื่ อายปุ ระมาณ 1-3 ปี ลำตน้ จะถูกหมุ้ ดว้ ยโคนกาบใบ แตเ่ ม่ืออายุมากขนึ้ โคนกาบใบจะหลุดรว่ งเห็นลำตน้ ชัดเจน
ผิวของลำต้นคล้ายๆ ต้นตาล ลักษณะใบเป็นรูปก้างปลา โคนกาบใบจะมีลักษณะเป็นซี่ คล้ายหนามแต่ไม่คมมาก
เมอ่ื ไปถึงกลางใบหนามดงั กล่าวจะพัฒนาเปน็ ใบ การออกดอกเปน็ พชื ท่แี ยกเพศ

1.6 สถานทที่ ำการทดลอง

1.6.1 หอ้ งปฏิบัตกิ ารตรยี มตัวอยา่ ง SC1341 คณะวทิ ยาศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั ทักษิณ วทิ ยาเขตพทั ลุง

1.6.2 บ้านคณุ ลุง 51/2 หมู่ 6 ตำบล โคกหลอ่ อ.เมอื ง จ.ตรัง

1.6.3 ห้องปฏบิ ตั กิ าร วิทยาลัยเทคนิคตรัง

1.6.4 ศูนยเ์ ครอ่ื งมือวทิ ยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยทักษณิ วทิ ยาเขตพทั ลงุ

1.7 ระยะเวลาการดำเนนิ งาน

เรม่ิ ตั้งแต่ เดอื นพฤษภาคม 2564 ถงึ เดือนธนั วาคม 2564

1.8 แผนการดำเนนิ งาน

ตารางท่ี 1.1 แสดงแผนการดำเนินโครงงานวจิ ัย

ขัน้ ตอนการทำงาน/เดอื น ปี 2564

ก.ค. ส.ค. ก.ย. ต.ค. พ.ย.

1. กำหนดหัวข้อโครงงาน ✓

2. กำหนดวตั ถุประสงค์ ✓

4

3. ศึกษาค้นควา้ วจิ ยั ทีเ่ กี่ยวขอ้ ง ✓

4. วางแผนการดำเนนิ งาน ✓

- จัดหาวัตถุดบิ

- จดั หาวัสดุและอุปกรณ์

5. ปรับปรงุ รูปเลม่ โครงงาน ✓

บทที่ 1 บทนำ

บทที่ 2 เอกสารและงานวจิ ยั ท่ีเกยี่ ว

บทที่ 3 วิธีการดำเนินการโครงงาน

6. จัดเตรยี มวัสดุ/อปุ กรณ/์ สารเคมี ✓

7. ทำการทดลอง ✓✓

- การเตรียมวัตถุดิบ

- การเผาถา่ น

- การเผาถา่ นกมั มนั ต์

- การกระตุน้ ดว้ ยโซเดยี มคลอไรด์ (NaCl)

- การวัดคณุ ภาพนำ้

8. การทดสอบเชิงกายภาพ เชิงเคมี ✓

วเิ คราะหธ์ าตุ และสัณฐานวทิ ยาบนพื้นผวิ

9. วิเคราะห์ขอ้ มลู ✓

10. รวบรวมข้อมูลและผลการทดลองที่ได้ ✓

แล้วนำไปเรียบเรียงเพื่อนำไปเสนอ

โครงงาน

11. ตรวจสอบผลการวจิ ยั โครงงาน ✓

12. ปรับปรงุ รูปเล่มโครงงาน ✓

บทที่ 4 ผลการวิจยั

บทท่ี 5 สรปุ และอภิปรายผลการทดลอง

13. สรุปผลการวิจัยโครงาน ✓

14. นำเสนอโครงงาน ✓

15. ปรบั ปรุงและสง่ รูปเล่มโครงงาน ✓

บทที่ 2
ทฤษฎีและงานวิจยั ทีเ่ กย่ี วข้อง

จากการศึกษาคน้ ควา้ ขอ้ มูลการศึกษาสมบตั ิทางกายภาพ ได้รวบรวมเอกสารและงานวจิ ยั ทเ่ี กี่ยวข้อง ดงั น้ี
2.1 การศกึ ษาข้อมลู และแนวคดิ เกย่ี วกบั ปาลม์

2.1.1 ส่วนประกอบของปาล์ม
2.1.2 ชนิดของปาลม์
2.2 ถา่ นกมั มันต์
2.2.1 โครงสรา้ งของผิวถ่านกมั มนั ต์
2.2.2 โครงสร้างรพู รนุ ของถา่ นกมั มันต์
2.2.3 หลกั การทำงานของถา่ นกัมมันต์
2.2.4 การผลติ ถ่านกัมมนั ต์
2.2.5 ชนิดของถา่ นกัมมนั ต์
2.2.6 ลักษณะการดดู ซบั
2.3 ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับถา่ น
2.3.1 หลักการเผาถา่ น
2.3.2 คณุ สมบัตขิ องถ่านไม้
2.4 งานวิจยั ทเ่ี กีย่ วขอ้ ง

2.1 การศึกษาขอ้ มูลเกย่ี วกับปาลม์

ปาล์ม (Palm) จดั อยใู่ นพืชผสมข้าม ใบเลย้ี งเดย่ี ว เปน็ พืชยนื ตน้ ทส่ี ามารถให้ผลผลติ ทะลายสดได้ตลอดทั้ง
ปี โดยสามารถเก็บเกี่ยวได้ต้ังแต่ปาล์มอายุ 3 ปีจนถึง 20 ปี ได้จำแนกปาล์มน้ำมันให้อยู่ในวงศ์ (family) Palmae
หรือ Arecaceae (monocotyledon)

6

2.1.1 สว่ นประกอบของปาลม์
1. ราก
ปาล์มน้ำมันมีระบบรากฝอย รากอ่อนจะงอกออกจากเมล็ดเป็นอันดับแรก เมื่อต้นกล้า

อายุได้ประมาณ 2-4 เดือน รากอ่อนจะหยุดเจริญเติบโตและหายไป ระบบรากจริงจะงอกจากส่วนฐาน
ของลำต้น ต้นปาล์มที่เจริญเติบโตเต็มที่นั้นประกอบด้วย รากแรกที่หยั่งลึกลงผิวดินช่วยยึดลำต้นบ้าง
เล็กน้อยและมีรากสอง สามและสี่ท่ีแตกแขนงออกมาตามลำดับทอดไปตามแนวนอน จะเป็นระบบราก
สานกันอยา่ งหนาแนน่ อยบู่ ริเวณผิวดนิ ระดับลกึ 30-50 เซนตเิ มตร

ภาพที่ 1 แสดงลกั ษณะของราก
(ที่มา : https://www.gotoknow.org/posts/446815 )
2. ลำตน้
ปาล์มน้ำมันมีลำต้นตั้งตรง มียอดเดี่ยวรูปกรวย ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง
10-12เซนติเมตร สูง 2.5-4 เซนติเมตร ประกอบด้วยใบอ่อนและเนือ้ เยื่อเจริญ ต้นปาล์มน้ำมนั ในระยะ 3
ปีแรกจะเจริญเติบโตทางดา้ นกวา้ ง หลงั จากนัน้ ลำต้นจะยืดขึ้นปล้องฐานโคนใบและข้อจะปรากฏให้เห็นก็
ต่อเมื่อปาล์มน้ำมันอายุมากแล้ว ทางใบจะติดอยู่กับลำต้นอย่างน้อย 12 ปี หรือมากกว่านั้นแล้วเริ่มหลุด
จากใบล่างขึ้นไปทางใบบนลำต้นมีการจัดเรียงตัวเวียนตามแกนลำต้น รอบละ 8 ทางใบ 2 ทิศทาง คือ
เวียนซ้ายและเวียนขวาเส้นผ่าศูนย์กลางลำต้นประมาณ 20-75 เซนติเมตร โดยทั่วไปลำต้นมีความสูง
เพ่ิมขน้ึ ประมาณ 35-60 เซนติเมตรต่อปี ขน้ึ กบั สภาพแวดลอ้ มและพันธุกรรม

ภาพท่ี 2 แสดงลกั ษณะของลำต้น
(ท่ีมา : https://palm57.wordpress.com)

7

3. ใบ
ใบของปาล์มน้ำมันเป็นใบประกอบรูปขนนก (pinnate) แต่ละใบแบ่งออกเป็น 2 ส่วน

คอื ส่วนแกนกลางท่ีมีใบย่อยอยู่ 2 ข้างและสว่ นก้านทางใบ ซึง่ มีขนาดสน้ั กว่าส่วนแรกและมีหนามส้นั ๆ อยู่
2 ขา้ งแตล่ ะทางมใี บย่อย 100-160 คู่ แตล่ ะใบย่อยยาว 100-120 เซนติเมตร กว้าง 4-6เซนติเมตร

ภาพท่ี 3 แสดงลักษณะของใบ
(ทม่ี า : https://palm57.wordpress.com )
4. ดอก
ปาล์มน้ำมันเป็นพืชผสมข้ามเพศ มีดอกเพศเมียและดอกเพศผู้แยกช่อดอกภายใน
ตน้ เดียวกัน (monoecious) ที่ตำแหนง่ ของทางใบมตี าดอก 1 ตา อาจจะพัฒนาเปน็ ช่อดอกเพศผูห้ รือเพศ
เมีย บางครั้งจะพบว่ามีช่อดอกกะเทยซึ่งมีทั้งดอกเพศผู้และเพศเมียอยู่รวมกัน (hermaphrodite) การ
บานของดอกปาล์มน้ ามันแตล่ ะดอกไม่พรอ้ มกัน การพัฒนาจากระยะตาดอกจนถึงดอกบานพรอ้ มท่ีจะรับ
การผสม (anthesis) ใช้เวลาประมาณ 33-34 เดือน การเปลี่ยนเพศของตาดอก (sex 6differentiation)
จะเกดิ ขน้ึ ในชว่ ง 20 เดอื นกอ่ นดอกบาน

ภาพที่ 4 แสดงลกั ษณะของดอก
(ทมี่ า : https://palm57.wordpress.com)

8

5. ทะลายปาล์ม
ทะลายปาล์มน้ำมันประกอบด้วยก้านทะลายช่อทะลายย่อยและผลในแต่ละทะลายมี

ปรมิ าณผล 45-70 เปอรเ์ ซน็ ต์ ทะลายปาล์มนำ้ มนั เมื่อสุกแก่เตม็ ท่ี มีน้ำหนกั ประมาณ 1-60 กโิ ลกรัม แปร
ไปตามอายุของปาล์มน้ำมันและปัจจัยสง่ิ แวดล้อมแบบการปลูกเป็นการคา้ ต้องการทะลายทม่ี ีน้ำหนัก 10-
25 กโิ ลกรมั .จำนวนทะลายต่อต้นกม็ คี วามแตกตา่ งเช่นกัน โดยมสี หสัมพันธ์ทางลบกบั นำ้ หนกั ทะลาย

ภาพที่ 5 แสดงลักษณะของทะลายปาล์ม
(ทม่ี า : https://palm57.wordpress.com )
6. ผล
ปาล์มน้ำมันไมม่ ีก้านผล (sessile drup) รูปร่างมีหลายแบบตง้ั แต่รปู เรยี วแหลมจนถึงรูป
ไ ข ่ ห ร ื อ ร ู ป ย า ว ร ี ค ว า ม ย า ว ผ ล อ ย ู ่ ร ะ ห ว ่ า ง 2 - 5 เ ซ น ต ิ เ ม ต ร น ้ ำ ห น ั ก ผ ล ม ี ต ั ้ ง แ ต่
3 กรมั จนถงึ ประมาณ 30 กรมั ประกอบดว้ ยผิวเปลือกนอก (exocarp) ชนั้ เปลอื กนอก(mesocarp) เป็น
เนอ้ื เยอื่ เส้นใย สีส้มแดงเมอ่ื สกุ และมีน้ำมันอยู่ในชั้นน้ี ปาล์มน้ำมนั ท่ปี ลูกเป็นการค้าโดยทั่วไปพบว่ามีสีผล
ทีผ่ ิวเปลอื กนอก 3 ลักษณะ คือ เมอ่ื ผลดิบเปน็ สเี ขียว จะเปล่ียนเป็นสสี ้มเมื่อสุก (light reddish-orange)
เรียกลักษณะนี้ว่า virescens โดยทั่วไปพบน้อยกว่าแบบที่ 2 เรียกว่า nigrescens ผลดิบมีสีดำ ปลายผล
มสี ีงาช้างจะเปลยี่ นเป็นสีแดงเมื่อสุกแลว้ (deep reddish-orange)

ภาพท่ี 6 แสดงลกั ษณะของผล
(ทมี่ า : https://www.kehakaset.com/articles_details.php?view_item=329)

9

2.1.2 ชนดิ ของปาล์ม
พันธปุ์ าล์มนำ้ มันทม่ี คี วามสำคัญทางเศรษฐกิจ ซ่ึงสามารถแยกความแตกต่างของพนั ธ์ุเหลา่ น้ี โดย

พิจารณาความหนากะลาของผลปาลม์ เปน็ สำคัญ โดยแบ่งไดเ้ ป็น 3 ชนิด ไดแ้ ก่
1. พนั ธด์ุ รู า (Dura)
เป็นพันธุ์ที่มีกะลาหนาประมาณ 2 ถึง 8 มิลลิเมตร มีชั้นเปลือกนอกที่ให้น้ำมัน

(Mesocarp) ประมาณ 35 ถึง 60 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักผลปาล์ม พันธ์ดุ ูราเปน็ พนั ธุ์ท่ีมีกะลาหนามาก ๆ
เรยี กวา่ มาโครคายา (Macrocarya) คอื มีกะลาหนาประมาณ 6 ถงึ 8 มิลลเิ มตร และมกั จะพบมากในแถบ
ตะวันออกไกล เช่น พันธุ์เดลีดูรา (Deli Dura) ซ่ึงเป็นพันธุท์ ี่ให้ผลผลิตค่อนข้างสูง ปัจจุบันพันธุ์ดูรามักใช้
เป็นตน้ แม่สำหรบั ปรบั ปรุงพนั ธุ์เพื่อผลติ ลูกผสมเป็นการคา้

ภาพท่ี 7 แสดงชนดิ ของปาล์มพันธดุ์ ูรา (Dura)
(ทมี่ า : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0926669017308865)

2. พันธ์ฟุ ิสเิ ฟอรา (Pisifera)
เปน็ พนั ธ์ุทมี่ ีกะลาบางมาก หรอื บางครง้ั ไมม่ ีกะลา เมลด็ ในและผลมีขนาดเลก็ ช่อดอกตัว

เมียมักเป็นหมัน ผลผลิตแต่ละทะลายตอ่ ต้นมีปริมาณต่ำ จึงไม่เหมาะทีจ่ ะปลูกเพื่อเป็นการคา้ และนยิ มใช้
พันธ์ุฟสิ ิเฟอราเปน็ ตน้ พอ่ สำหรับผลติ พันธุ์ลูกผสม

ภาพท่ี 8 แสดงชนดิ ของปาล์มพันธุ์ฟสิ เิ ฟอรา (Pisifera)
(ทม่ี าhttps://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S092666901730886)

10

3. พันธุเ์ ทเนอรา (Tenera)
เปน็ ลกู ผสมระหวา่ งพนั ธุแ์ ม่ดูราและพันธุ์พ่อฟิสเิ ฟอรา เปน็ พันธ์ทุ ี่มกี ะลาบาง ประมาณ

0.5 ถึง 4 มิลลิเมตร มีปริมาณของ Mesocarp 60 ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนกั ผลผลผลิตต่อทะลายสงู
ในปัจจุบันจึงนิยมปลูกเปน็ การค้า

ภาพท่ี 9 แสดงชนิดของปาล์มพันธ์เุ ทเนอรา (Tenera)
(ท่ีมา : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0926669017308865)

ตารางที่ 2.1 ตารางเปรียบเทยี บความแตกตา่ งของพันธุ์ปาล์ม

ผลปาล์ม ดรู า ฟสิ เิ ฟอรา เทเนอรา
ขนาดเน้อื ใน/ผลปาล์ม 4-20 % 3-8 % 3-28 %
ขนาดผลปาล์ม / ทะลาย 60 % มักเป็นหมนั 60 %

ขนาดเปลือกนอก / ผลปาลม์ 60-65 % 92-97 % 60-90 %
ขนาดกะลา/ผลปาลม์ 25-30 % บางมาก 8-15 %
ความหนากะลา (มม.) บางมาก 0.5-4
เส้นใยรอบกะลา 2-8
เปอรเ์ ซ็นนำ้ มัน/เปลือกนอก ไม่มี มี มี
เปอร์เซ็นน้ำมัน/ทะลาย 50 % 30 % 50 %
18-19.5 25-30 22.5-25.5

2.2 ถา่ นกมั มันต์

ถ่านกัมมันต์ คือ คาร์บอนอสัณฐานรูปแบบหนึ่งที่มีพื้นที่ผิวภายในและความพรุนสูง
ถ่านกัมมันต์สามารถเตรียมได้โดยการเผาไหม้การเผาไหม้บางส่วน และการสลายตัวทางความร้อนของวัสดุ

11

คาร์บอน โดยวัสดุคาร์บอนดังกล่าวอยู่ในรูปแบบของผงหรือเม็ด สำหรับรูปแบบเม็ดนั้นมีคุณสมบัติคือพื้นที่ผิว
ภายในและปริมาณรูพรุนขนาดเล็กมาก และสำหรับรูปแบบผงมีขนาดรูพรุนใหญ่มากแต่มพี ื้นทีผ่ ิวภายในน้อยกว่า
รูปแบบเม็ดโดยทั่วไปแล้ว ถ่านกัมมันต์ ประกอบด้วยชั้นของแกรไฟต์ที่ไม่ชอบน้ำ และมีหมู่ฟังก์ชันไฮโดรฟิลิก
ดงั นน้ั ถา่ นกัมมันต์ สามารถใช้ในการดูดซับโมเลกุลท่หี ลากหลายไดท้ ้ังในแกส๊ และของเหลว

ถ่านกัมมันต์ สามารถผลิตได้จากวัสดุที่มีองค์ประกอบของคาร์บอน เช่น ไม้ถ่านหิน เปลือกเมล็ดของผลไม้
และชีวมวล (ทัง้ ท่บี ริสทุ ธแิ ละเหลือท้งิ ) โดยนำมาผ่านกระบวนการกระตุ้น เพือ่ เพ่มิ ปรมิ าณของรูพรนุ ทำให้พื้นที่ผิว
ภายในเพิ่มขนึ้ ถา่ นกัมมันต์ถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในกระบวนการแยกสารและกระบวนการทำบริสุทธ์ิ (สรุ วิทย์
นาคสู่สุข, 2561, น.20)

ถ่านกัมมันต์เป็นตัวดูดซับที่สามารถผลิตได้จากการนําวัสดุทางธรรมชาติหรืออินทรีย์วัตถุซึ่งมีคาร์บอนและ
ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบหลักมาผ่านกระบวนการกระตุ้นจนได้ผลิตภัณฑ์สีดําในรูปคาร์บอนอสัณฐาน
(Amorphous Carbon) โดยประกอบด้วยธาตุคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลักประมาณร้อยละ 80 - 90 และธาตุ
อื่น ๆ เป็นองค์ประกอบร่วมเพียงเล็กน้อย เช่น ออกซิเจน ไฮโดรเจน กํามะถัน ไนโตรเจน ธาตุที่เป็นองค์ประกอบ
เหล่านี้วิเคราะห์โดยเทคนิคการวิเคราะห์หาปริมาณธาตุ (Elemental Analysis, EA) (ธีรดิตถ์ โพธิตันติมงคล,
2560, น.199)

2.2.1 โครงสรา้ งของผิวถ่านกมั มันต์
ถา่ นกัมมันตเ์ ตรียมจากการเผาสลายสารอนิ ทรีย์ด้วยความร้อน (Pyrolysis) ที่อณุ หภูมติ ำ่ กวา่ 1000 องศา
เซลเซียส ในสภาวะที่มีออกซิเจนต่ำ ซึ่งเรียกว่า การคาร์บอไนเซชัน โดยความร้อนจะสลายอะตอมต่าง ๆ ที่ไม่ใช่
คาร์บอน เช่น ออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจน จนเหลือแต่อะตอมของคาร์บอนที่มีรูปแบบและเกิดการสร้าง
วงอะโรมาติก (Aromatization) โดยอะตอมคาร์บอนซึ่งเดิมสร้างพันธะโดยใช้อิเล็กตรอนจากชั้น 1s เพียง 1 ตัว
และชนั้ 2p จำนวน 2 ตวั และมอี ิเลก็ ตรอนอิสระจากช้ัน 2p อีก 1 ตวั จึงเกดิ พันธะแบบซิกมา (Sigma bond) กับ
คารบ์ อนอะตอมข้างเคียง 3 ตัว เรียงกันเป็นรปู สามเหลี่ยมระนาบเดียวกันและอิเล็กตรอนอิสระที่เหลือจะโคจรอยู่
ทั้งด้านบนและด้านล่างของระนาบพร้อมที่จะเกิดพันธะไพ (Pi bond) ซึ่งในที่สุดก็จะเกิดวงแหวนอะโรมาติก
เคลื่อนที่ (Resonance) ทั่วทั้งโครงสร้างได้เป็นวงอะโรมาติกเชือ่ มโยงกันอย่างไม่มีระเบียบ ทำให้เกิดช่องว่างหรอื
โพรง ซึ่งจะมีองค์ประกอบของทาร์ (Tar) และสารอื่น ๆ ที่ได้จากการเผาสลายโดยช่องว่างเหล่าน้ีจะเป็นรูพรุนท่มี ี
ความสามารถในการดดู ซบั ด้วยกระบวนการทเี่ รียกว่า การกระตุน้ เพื่อกำจัดทาร์ ธาตุและสารประกอบอื่น โดยการ
เผาสลายเพื่อให้ออกจากช่องว่างรูพรุนเหล่านั้นและสร้างหมู่ฟังก์ชันนี้มาแทน ความสามารถในการดูดซับของ
ถ่านกมั มนั ต์จงึ มผี ลต่อเนื่องจากโครงสรา้ งทางเคมดี ้วย
Riley (1947) ได้ศึกษาโครงสร้างของถ่านกัมมันต์ด้วยเครื่องเอ็กซเรย์และได้เสนอโครงสร้างของถ่านกัม
มันต์ไว้ 2 แบบ คือ แบบทมี่ ลี กั ษณะแกรไฟต์ แต่การวางตัวระหวา่ งชน้ั ไมต่ ั้งฉากกัน ช่องวา่ งระหวา่ งชัน้ จงึ ชดิ มาก

12

ทำใหแ้ รงกระทำน้อยกว่าผลึกแกรไฟต์ สำหรับอีกแบบหน่งึ เป็นทม่ี ีลักษณะไม่เป็นระเบียบ โครงสร้างแบบ
น้ีจะเสถียรมากขึ้นเมอื่ มอี ะตอมออกซิเจน (อจั ฉรา แกล้วกลา้ และคณะ, 2555, น.7)

2.2.2 โครงสรา้ งรพู รุนของถา่ นกัมมนั ต์
ในการกระตุ้นจะทำให้ถ่านที่ได้จากการคาร์บอไนเซชัน มีความพรุนมากขึ้น เนื่องจากอาจมีการสูญเสีย

สารประกอบคาร์บอนระหว่างช่องว่างผลึกคาร์บอน รูพรุนทำให้เกิดพื้นที่ผิวสัมผัสมากขึ้น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ
การดูดซับ การกระตุ้นที่เหมาะสมคือการทำให้มีความพรุนไม่ใช่เป็นการกระตุ้นให้ขนาดของรูพรุนใหญ่จึงทำให้
โครงสรา้ งแขง็ แรงย่ิงขึน้ โครงสรา้ งรพู รุนของถ่านกัมมันต์ข้นึ อยู่กับสภาวะการผลิต ได้แก่ อณุ หภูมิและเวลาในการ
ใหค้ วามรอ้ น นอกจากน้ียังข้นึ อยู่กบั ชนิดและความบริสุทธข์ิ องวตั ถุดบิ ทีใ่ ช้ ผลึกของแกรไฟต์ทมี่ ีคุณสมบัติใกล้เคียง
กบั ถ่านกัมมนั ตค์ วรมเี ส้นผ่าศนู ย์กลางประมาณ 1-10 นาโนเมตร เช่น คาร์บอนที่ผลิตจากโพลิไวนลิ คลอไรด์กบั โพลิ
ไวนิลิดีน พบว่าการเผาวัตถุดิบตัวแรกที่อุณหภูมิ 1000 - 1720 องศาเซลเซียส จะได้ชั้นผลึกของแกรไฟต์เพิ่มข้ึน
จาก 1.6 - 2.2 นาโนเมตร จะพบว่า อุณหภูมิเป็นปัจจยั สำคัญต่อการจัดเรียงตัวของผลึก โดยทั่วไปถ่านกัมมันต์จะ
มีพื้นที่ผิวจำเพาะ 1000 ตารางเมตรต่อกรัม ซึ่งขึ้นอยู่กับความแตกต่างของรูปร่างและขนาดของรูพรุน จึงทำให้มี
ผลต่อกลไกการดูดซับ (สมชาย มณีวรรณ์, อนุสรณ์ วรสิงห์, นิตยา อายุยืน, และณิชนันท์ คำนวณสินธุ์, 2551,
น.2-4)

ดังนั้นโครงสร้างถ่านกัมมันต์มีลักษณะเป็นของแข็งรูพรุนที่มีโครงสร้างที่ซับซ้อน โดยปกติแล้วโครงสร้าง
ถ่านกัมมันต์ประกอบด้วยโครงสร้างอสัณฐาน (Amorphous structure) และโครงสร้างไมโครครสิ ตัลไลต์กราไฟต์
(Graphite microcrystalline structure) โดยกลุ่มไมโครคริสตัลไลต์ที่เกิดจากการเรียงตัวของชั้นแกรฟีน
(Graphene layer) ช้ันแกรฟนี อธิบายอกี อยา่ งคือชั้นกราไฟตห์ กเหลยี่ ม (Hexagonal graphite)

ภาพท่ี 10 แสดงการจัดเรยี งของคาร์บอนอะตอมในผลกึ ของแกรไฟต์
(ท่มี า : https://kb.psu.ac.th/psukb/bitstream/2010/9815/1/387943.pdf )

13

2.2.3 หลักการทำงานของถ่านกัมมนั ต์

การดูดซับเกิดขึ้นต่อเมื่อมีการสัมผัสโดยตรงระหว่างถ่านกัมมันต์ที่มีผิวสะอาดกับไอ
หรือสารละลายของสารที่ต้องการดูดซับ โดยที่ทั้งไอหรือสารละลายนั้นจะต้องมีอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤติ
(Critical temperature) และไอนั้นยังสามารถควบแน่นได้ ปริมาณสารที่ถูกดูดซับนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ (T) ความ
ดัน (P) และยังขนึ้ อยกู่ ับพลังงาน (E) ในการเกิดปฏกิ ริ ิยาระหวา่ งสารท่ถี ูกดูดซบั และสารดูดซบั (สมชาย มณีวรรณ์
และคณะ, 2551, น.2-4 – 2-5)

2.2.4 การผลิตถ่านกัมมนั ต์

การผลิตถ่านกัมมันต์โดยทั่ว ๆ ไป แบ่งเป็น 2 ขั้นตอน ประกอบด้วยกำรกระตุ้นทางกายภาพ และการ
กระตุ้นทางเคมี โดยการกระตุ้นทางกายภาพมีวัตถุประสงค์ในการสร้าง หรือพัฒนารูพรุนภายในถ่านจากการคาร์
บอไนเซชันด้วยวิธีแก๊สซิฟิเคชัน (Gasification) ด้วยแก๊สออกซิไดซ์ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ หรือไอน้ำในช่วง
อุณหภูมิ 850-1100 องศาเซลเซียส อีกวิธีการสังเคราะห์ถ่านกัมมันต์คือการกระตุ้น ทางเคมีซึ่งการกระตุ้น ทาง
เคมีจะเริ่มหลังจากการคาร์บอไนเซชัน โดยการนำถ่านแช่ในสารเคมีตัวอยา่ งเช่น 3 4 และ 2 เป็นต้น ท่ี
อณุ หภูมริ ะหว่าง 500-900 องศาเซลเซียส กระบวนการคารบ์ อไนเซชนั (สรุ วิทย์ นาคส่สู ขุ , 2561, น.22)

1. การกระตุ้นทางเคมี เป็นการกระตุ้นด้วยการใช้สารเคมี เช่น แคลเซียมคลอไรด์ สังกะสีคลอไรด์ กรด
ฟอสฟอรกิ เป็นตน้ ซึ่งสามารถแทรกซมึ ได้ท่ัวถึง ทำให้ส่วนท่ไี มบ่ ริสทุ ธ์ิละลายหมดไปได้เรว็ ขน้ึ จากนน้ั นำไปเผาใน
ถังที่มีออกซิเจนเป็นเวลาหลายชั่วโมง โดยใช้อุณหภูมิเผาประมาณ 600 - 700 องศาเซลเซียส แต่มีข้อเสียตรงที่
ต้องล้างสารเคมีที่ใช้ในการกระตุ้น ซึ่งติดมากับถ่านกัมมันต์ออกให้หมดไม่ให้เหลือตกค้างอยู่เลย เพื่อความ
ปลอดภัยในการนำไปใช้งาน

2. การกระตุ้นทางกายภาพ เป็นการกระตุ้นด้วยการใช้แก๊ส หรือไอน้ำ ซึ่งใช้อุณหภูมิในการเผากระตุ้น
ค่อนข้างสูงประมาณ 800 - 1000 องศาเซลเซียส เพราะไอน้ำที่ใช้จะต้องเป็นไอน้ำที่ร้อนยิ่งยวด (Superheated
Stream) เพื่อทำให้สารอินทรีย์ต่าง ๆ สลายไป ทำให้โครงสร้างภายในมีลักษณะรูพรุน (Porous) อยู่ทั่วไป ขนาด
ของรูพรนุ ที่ได้จะมีขนาดเล็กกว่าการกระตุ้นทางเคมี ซงึ่ ถา่ นกัมมันต์ท่ีกระตนุ้ ดว้ ยวิธีน้ีมีข้อดีที่สามารถนำมาใช้งาน
ไดเ้ ลยทนั ที โดยไมต่ อ้ งล้างสารทเี่ หลือตกค้าง

นอกจากนย้ี ังอาจจะใชท้ ั้งสองวธิ ีร่วมกนั ก็ได้ คอื เมอ่ื ใช้สารเคมกี ระตุ้นแล้วนำไปกระตุ้นต่อโดยใช้แก๊สหรือ
ไอนำ้ ที่ร้อนยิ่งยวด เพ่อื การเพ่มิ จำนวนรพู รนุ ให้มากขน้ึ (อนุสรณ์ สินสะอาด, 2557, น.12-13)

14

2.2.5 ชนิดของถ่านกัมมันต์

สามารถแบง่ ออกไดโ้ ดยใช้หลกั การตา่ งๆ ทงั้ นีข้ ึ้นอยู่กับความสะดวกของผ้ใู ชไ้ ด้ดังนี้
1. แบ่งตามชนิดตวั กระต้นุ
1. กระตุ้นทางเคมี (Chemical activation) เป็นถ่านกัมมันต์ที่ได้จากการใช้สารเคมีทำ

ปฏิกิริยากับผิวคาร์บอน มักเป็นถ่านกัมมันต์ที่มีรูพรุนขนาดใหญ่ ตัวกระตุ้นที่ใช้ ได้แก่ ซิงค์คลอไรด์และโซเดียม
คลอไรด์ ถา่ นกมั มนั ตท์ ไ่ี ดจ้ ากวิธนี ้ีจะมีรูพรนุ ขนาดใหญ่ ใชด้ ูดซับตัวยับยั้งโดยไม่ดูดสี

2. กระตุ้นทางกายภาพ (Physical activation) เปน็ ถา่ นกมั มันต์ทไี่ ด้จากการใชแ้ ก๊สออก
ซิไดส์เป็นตัวกระตุ้น เช่น ไอน้ำ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ อากาศ ถ่านที่ได้จะมีรูพรุนขนาดเล็ก นิยมใช้ดูดซับก๊าซ
และไอระเหย

2. แบง่ ตามขนาดรพู รนุ ของถ่านกัมมนั ต์
1. ขนาดเล็ก (Micropore) คือ ถ่านกัมมันต์ที่มีรัศมีของรูพรุนเล็ก กว่า

1 นาโนเมตร มักใช้ในการดดู ซบั แกส๊ หรือไอระเหย

ภาพที่ 11 แสดงภาพถ่ายกล้องจลุ ทรรศนอ์ ิเลก็ ตรอนแบบส่องกราดของถ่านกัมมันต์
(ที่มา : พทิ ักษ์ อยู่มี, 2558, น.795)

2. ขนาดกลาง (Mesopore) คือ ถ่านกัมมันต์ที่มีรัศมีรูพรุนประมาณ 1-100 นาโนเมตร
มกั นำไปใชป้ ระโยชนใ์ นปฏิกิริยาทีม่ ตี วั เร่งปฏกิ ริ ยิ า (Catalytic reaction) ใช้ดูดซบั สารท่มี ีโมเลกลุ ขนาดใหญ่

3. ขนาดใหญ่ (Macropore) คอื ถ่านกัมมนั ต์ทมี่ รี ศั มีของรูพรนุ มากกวา่ 100 นาโนเมตร
โดยไม่มคี วามสำคัญในการดดู ซบั สารต่าง ๆ แตเ่ ปน็ ตัวชว่ ยใหส้ ารทถี่ ูกดดู ซบั สามารถเคลอื่ นท่ีผ่านไปยังรูพรนุ ได้ง่าย
ขึน้ มกั นำไปใชป้ ระโยชน์ในการฟอกสี และการผลิตยา

15

3. แบ่งตามขนาดอนภุ าค
1. ถ่านกมั มนั ต์ชนดิ เม็ด (Granular Activated carbon) ถ่านกัมมนั ต์ชนดิ เม็ด มีขนาดเม็ดหลาย
ขนาดแตกต่างกันเกดิ ขน้ึ จากการบดและการร่อนคดั ขนาด มีขนาดตั้งแต่ 0.2 มม. จนถึง 5 มม. ถ่านชนิดเกล็ดมีข้อ
ไดเ้ ปรยี บกวา่ ชนิดผง เร่อื งมคี วามแข็งของเม็ดถ่านและใช้งานได้ในระยะยาวกว่าชนิดผง ไม่สกปรก เปรอะเป้ือนใน
การนำไปใช้งาน สามารถกรองแกซ๊ หรือของเหลวปริมาณมาก ๆ ดว้ ยประสิทธิภาพแน่นอน และสามารถนำกลบั มา
ฟืน้ ฟูสภาพ เพอ่ื นำกลับมาใช้ซ้ำได้หลาย ๆ ครั้ง ถ่านกมั มนั ตช์ นดิ เม็ดที่ใชใ้ นการบำบัดของเหลวหรือแก๊ซ สามารถ
ใชไ้ ดท้ ัง้ ระบบสารกรองอย่นู งิ่ กับท่ี หรอื สารกรองทีห่ มนุ เวยี นเคลื่อนท่ีในระบบ ในการกรองของเหลว ถ่านกัมมนั ต์
ชนิดเม็ด จะถูกใส่ไว้ในเครื่องกรองและให้ของเหลวไหลผ่านไป ใช้ถ่านกัมมันต์ชนิดเม็ดสำหรับกรองผลิตภัณฑ์
ปริมาณมากแบบต่อเนื่อง ถ่านกัมมันต์ชนิดเม็ด มีแรงดันต้านทานของชั้นถ่านที่เหมาะสมเพียงพอในการใช้กรอง
แก๊สถ่านกัมมันต์ชนิดเม็ด สามารถนำมาฟื้นฟูสภาพเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ได้หลายครั้ง (สุรวิทย์ นาคสู่สุข, 2561,
น.23)

ภาพที่ 12 แสดงภาพขนาดอนุภาคถ่านกมั มนั ตช์ นดิ เม็ด
(ท่มี า : https://www.carbokarn.co.th)

2. ถ่านกัมมันต์ชนิดผง (Powdered Activated carbon) โดยทั่วไปถ่านกัมมันต์ชนิดผง ชนิด
หยาบและชนิดละเอียดมีขนาดรูพรุนระหว่าง 5-150 อังสตรอม ข้อดีของถ่านกัมมันต์ผงคือ ขบวนการใช้งานมี
ต้นทุนน้อยและมีความยืดหยุ่นในการปรับเปลี่ยนขบวนการใช้งานได้ ปริมาณการใช้ถ่านกัมมันต์ชนิดผงสามารถ
เพิ่มหรือลดได้แปรไปตามสภาวะการเปลี่ยนแปลงของระบบถ่านกัมมันต์ชนิดผงส่วนใหญ่ใช้งานกับของเหลว โดย
ผสมลงในของเหลวนั้น และเมอ่ื มกี ารดดู ซับแลว้ จึงแยกถ่านกัมมนั ตช์ นิดผงออกโดยวิธีตกตะกอนและการกรองแยก
ออกมา โดยทั่วไปจะใช้ถ่านกัมมันต์ชนิดผงเป็นครั้ง ๆ ในกระบวนการและสามารถเพิ่มเติมปริมาณการใช้ได้ง่าย
รวมทงั้ แยกเอาถ่านออกได้งา่ ย ๆ ผงถา่ นทเ่ี ปยี กหรืออิ่มตวั แล้วไม่สามารถนำมาฟ้ืนฟสู ภาพได้ แตก่ ำจัดโดยการเผา
หรอื ฝังกลบ (คณิตตา ธรรมจรยิ วงศา,ภูมิปญั ญาชาวบ้านสโู่ รงงานอตุ สาหกรรม, น.3-4)

16

ภาพที่ 13 แสดงภาพขนาดอนภุ าคถา่ นกัมมนั ตช์ นดิ ผง
(ทีม่ า : https://www.carbokarn.co.th)

3. ถ่านกัมมันต์ชนิดแท่ง (Extruded Activated carbon) ถ่านกัมมันต์ชนิดนี้มีลักษณะเป็น
ทรงกระบอกมีขนาดเส้นผา่ ศูนยก์ ลาง 1-5 มม. การอดั ขึ้นรปู และการใชว้ ัสดใุ นการอดั มีผลทำใหถ้ ่านกัมมนั ต์มีความ
แข็ง เหมาะกับการใชง้ านหนกั ถ่านกัมมันตช์ นิดไส้ดนิ สอมแี รงดนั ต้านทานตำ่ ซง่ึ เป็นส่งิ สำคญั ที่พจิ ารณาใช้กบั งาน
ของแก๊ซ การจำหน่ายมุ่งไปที่งานประเภท การนำสารละลายชนิด Solvent กลับมาใช้ซ้ำใหม่ (Solvent
Recovery) การฟอกอากาศให้สะอาด และใช้ในอปุ กรณค์ วบคมุ การระเหยของน้ำมนั รถยนต์ ซง่ึ เป็นงานทตี่ ้องการ
ปริมาตรความจุของการดูดซับสูงมาก แรงดันต้านทานต่ำ และมีความทนทานของเม็ดถ่าน ใช้ได้ยาวนานเท่าอายุ
การใชง้ านของรถยนต์ (สรุ วิทย์ นาคสสู่ ุข, 2561, น.24)

ภาพท่ี 14 แสดงภาพขนาดอนภุ าคถ่านกัมมันต์ชนิดแท่ง
(ทม่ี า : https://www.carbokarn.co.th)

17

2.2.6 ลักษณะการดูดซบั
ถ่านกัมมันต์สามารถใชด้ ูดซับสีและกล่ิน มีสภาพของเหลวและก๊าซ ดังนั้นสามารถแบง่ ปนั ลักษณะการดดู
ซบั ได้ 2 ชนิด คือ
1. Gas-absorption carbon โดยมากมักจะมีการทำก๊าซให้บริสุทธิ์ เช่น การนำตัวทำละลายกลับมาใช้
ใหม่ การแยกก๊าซหรือนำไปใส่ก้นกรอง
2. Liquid-absorption carbon ถูกนำมาใช้ในงานฟอกสีหรือทำให้ของเหลวบริสุทธิ์มีลักษณะเหลว ๆ
เช่น ข้ีผง้ึ
ข้อแตกต่างระหว่าง Gas-absorption carbon และ Liquid-absorption carbon คือการกระจายขนาด
ของรู (pore-size) แสดงให้เห็นว่า Gas-absorption carbon มีมากที่สุดในรูป Micropore คือรัศมีอยู่ในช่วง 3-
50 อังสตรอม นอกจากนี้ยังอาจอยู่ในรูป Macropore คือรัศมีอยู่ในช่วง 1,000-5,000 อังสตรอม และในช่วง
Transition จะมีรัศมอี ยู่ในช่วง 50-1,000 อังสตรอม แต่จะมปี รมิ าณไม่มาก
โดยทั่วไปแล้ว Liquid-absorption carbon จะมีพื้นที่ผิวพอ ๆกับ Gas-absorption carbon
แต่จะมีปรมิ าตรชอ่ งว่างทัง้ หมดใหญก่ วา่
Liquid-absorption carbon ทั้งหมดไม่จำเป็นที่จะใช้งานในการดูดซับของเหลว ทั้งนี้เพราะขนาดของ
ถ่านกัมมนั ตม์ ีทงั้ Micropore และ Transition ถึงแม้ว่าโดยท่ัวไปจะอยูใ่ นชว่ ง Transition เปน็ ส่วนใหญ่ แต่ในชว่ ง
Micropore กม็ ีไม่น้อยเชน่ กัน เนอ่ื งมาจากขบวนการผลิตตา่ ง ๆ กันและมาจากวัตถุดิบต่าง ๆ กนั แตถ่ า้ ตอ้ งการให้
ถา่ นกมั มนั ตท์ ีไ่ ดม้ ปี ริมาณคารบ์ อนอยมู่ ากเพื่อใหเ้ หมาะกบั สภาพการใชง้ านในสภาพ Liquid-absorption carbon
นั้นจะต้องมีการเลือกใช้วัตถุดิบ ซึ่งตัวอย่างของวตั ถุดิบเหล่านี้ ได้แก่ ขี้เลื่อย ถ่านลิกไนท์ บิทูมินัส ถ่านปิโตรเลยี ม
(อจั ฉรา แกล้วกลา้ และคณะ, 2555, น.10-11)

2.3 ข้อมลู ทั่วไปเกย่ี วกบั ถา่ น

ถ่านไม้เป็นผลผลิตจากการเผาถา่ นท่ีมปี ระโยชน์ในการใช้เปน็ เชอื้ เพลิงสำหรับหุงต้มอาหาร ช่วย
ปรบั ปรุงบำรงุ ดนิ และเปน็ สว่ นผสมของสารเคมีทางอตุ สาหกรรมบางชนดิ เป็นตน้ ในอดตี นยิ มเผาถา่ นไมแ้ ตล่ ะครั้ง
ในปรมิ าณมากดว้ ยเตาเผาถ่านแบบดง้ั เดมิ เช่น เตาหลุม เตาดนิ และเตาอฐิ เป็นต้น แต่จากสภาพปญั หาพ้นื ทป่ี ่าไม้
ลดลงทำ ให้ขาดแคลนไม้ที่ใช้ในการเผาถ่าน รวมถึงปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม จึงมีการส่งเสรมิ เทคโนโลยีการเผาถา่ น
ด้วยเตาเผาถ่านประสิทธิภาพสูง เช่น เตาเผาถ่านแบบถัง 200 ลิตร และเตาอิวาเตะ เป็นต้น โดยเตาเผาถ่านแบบ
ถงั 200 ลติ รสามารถใชเ้ ศษก่ิงก้านไม้ หรอื เศษวสั ดุพชื อืน่ ๆมาเป็นวัตถุดิบแทนไม้ขนาดใหญ่ จงึ กลายเป็นทางเลือก
ใหม่สำคัญของการเผาถ่าน (พชั รินทร์ ฤชวุ รารกั ษ์,พันธ์ทุ พิ ย์ ตาทอง, 2557, น.1-2)

18

2.3.1 หลกั การเผาถา่ น
การเผาถ่าน คือ กระบวนการเปลี่ยนให้ไม้กลายเป็นถ่าน ซึ่งสามารถจำแนกขั้นตอนการเผาออกเป็น 4
ขน้ั ตอน คือ
ขั้นตอนที่ 1 การไล่ความชื้น (Dehydration) อุณหภูมิ 20 - 270 องศาเซลเซียส ขั้นตอนการไล่
ความชื้นนี้ จำเป็นต้องใช้ความร้อนจากภายนอก เพื่อให้ไม้ฟืนเกิดปฏิกิริยาดูดความร้อน (Endothermic
Reaction) สะสมไวใ้ ห้ได้มากพอทจ่ี ะเกดิ ปฏิกริ ิยาคายความร้อน (Exothermic Reaction) ในขัน้ ตอนตอ่ ไป
การไล่ความชื้นทำได้ 2 วิธี คอื
1. การให้ความร้อนโดยตรง โดยการจุดไม้ฟืนบางส่วนในเตาเพื่อทำให้ไม้บางส่วนลุกไหม้ และเกิดความ
ร้อนเพียงพอที่จะไล่ความชื้นออกจากไม้ในส่วนที่เหลือ วิธีนี้ประสิทธิภาพจะต่ำ และหากควบคุมอากาศไม่ดีจะทำ
ให้เกดิ ขี้เถา้ มากเป็นเหตใุ ห้ผลผลติ (Yield) ตำ่
2. การใหค้ วามรอ้ นทางออ้ ม โดยการจดุ เช้ือเพลิงหนา้ เตาและนำเพียงลมรอ้ นเขา้ ไปไลค่ วามชนื้ ออกจากไม้
ฟืนในเตา หากไม้ฟืนในเตามีความชื้นมากต้องใช้เชื้อเพลิงและเวลามากขึ้นด้วย ดังนั้นควรต้องผึ่งไม้ฟืนสดซึ่งมี
ความชื้นประมาณร้อยละ 50 - 60 ให้เหลือปริมาณค่าความชื้นประมาณร้อยละ 20 - 30 เสียก่อนเพื่อเป็นการ
ประหยัดเชื้อเพลิงและพลงั งานท่ใี ชใ้ นการไลค่ วามช้นื แกไ่ ม้ฟืน 1 ลูกบาศก์เมตร
ขน้ั ตอนการไล่ความชนื้ แบ่งออกเป็น 2 ชว่ ง คอื
1. อุณหภูมิระหว่าง 20 - 180 องศาเซลเซียส ในขั้นตอนการไล่ความชื้นควรควบคุมลมร้อนหมุนเวียนให้
สม่ำเสมอทั่วทุกส่วนของเตาโดยธรรมชาติอากาศร้อนจะลอยขึ้นสูงและถูกบังคับให้ไหลลงต่ำ เพราะจะต้องไหล
ออกทางปล่องควันที่อยดู่ ้านลา่ งเสมอ อากาศร้อนท่มี ีไอน้ำ ซง่ึ เกิดจากการคายตัวจากไม้ จะกระทบกับความเย็นท่ี
เตาแล้วควบแน่นจากไอน้ำเป็นหยดน้ำที่พื้นเตา ดังนั้นจึงต้องมีท่อระบายน้ำออกจากพื้นเตาด้วยและควรรองพื้น
เตาด้วยไม้ฟืนขนาดเล็ก เพื่อไม่ให้ไม้ฟืนที่จะทำถ่านสัมผัสโดยตรงกับพื้นเตาที่เปียกชื้นเพราะจะทำให้ไม้ฟืน
เปลย่ี นเปน็ ถา่ นไดไ้ ม่หมด เกดิ เปน็ สันถ่าน
เมื่อเริ่มจุดฟืนหนา้ เตา อุณหภูมิจะสงู ขึ้นเร่ือย ๆ จนถึง 180 องศาเซลเซียส ช่วงนี้ไมจ้ ะคายน้ำท่ีดูดซับอยู่
ในช่องว่างระหว่างเซลล์ (Free Water) และน้ำอยู่ในผนังเซลล์ (Bound Water) เท่านั้น จะไม่มีน้ำที่เกิดจากการ
สลายตวั ของโครงสรา้ งเจอื ปนออกมาเลย ควนั ที่ออกมาจะมสี ขี าวปนนำ้ เงนิ ออ่ นและจะมีแต่ไอน้ำเท่านั้น
2. อุณหภูมิระหว่าง 180 - 270 องศาเซลเซียส ช่วงนี้เฮมิเชลลูโลส (Hemicelluloses) จะเริ่มสลายตัว
ออกมาและจะสลายตัวจนหมดที่อุณหภูมิ 260 องศาเซลเซียส ควรรักษาอุณหภูมนิ ีไ้ ว้นานพอสมควร เพื่อให้ไม้ฟืน
ได้สะสมความรอ้ นได้ใกลเ้ คยี งกันท่ัวทุกจุดของเตา ควันท่อี อกมาในชว่ งนจ้ี ะเริม่ มีสเี หลืองจาง ๆ เจือปนอยูด่ ว้ ยและ
จะมีแก๊สคาร์บอนมอนน็อกไซด์ (CO) แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) กรดน้ำส้ม (Acetic Acid) และเมธานอล
(Methanol) เจือปนออกมากบั ควนั ด้วย แตม่ ปี รมิ าณตำ่ มาก ไมส่ ามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้

19

ขั้นตอนท่ี 2 การเปลย่ี นจากไม้เปน็ ถา่ น (Carbonization) อุณหภูมิระหว่าง 270 - 400 องศาเซลเซยี ส
ขนั้ ตอนน้ีแบ่งได้เป็น 2 ชว่ ง คอื

1. อุณหภูมริ ะหว่าง 270 - 300 องศาเซลเซียส ช่วงน้ไี ม้ในเตาสะสมความร้อนไว้มากพอท่จี ะเกิดปฏิกิริยา
คายความรอ้ น (Exothermic Reaction) โดยไมต่ ้องเติมฟืนหนา้ เตาอีก ไมฟ้ ืนจะลุกไหมแ้ ละสลายตวั โดยความร้อน
ที่สะสมไว้ในตัวเอง เซลลูโลส (Cellulose) จะเริ่มสลายตัวที่อุณหภูมิ 275 องศาเซลเซียส การสลายตัวจะเป็นไป
อย่างรวดเร็ว ควันที่ออกมาจากปล่องจะมีสีขาวปนเหลือง มีกลิ่นฉุนจัด เรียกควันนี้ว่า ควันบ้า หลังจากควันบ้ามี
ปริมาณน้อยลงและเริ่มเปล่ียนเป็นสีเทาแล้ว จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องควบคุมอุณหภูมิไว้ให้คงที่เป็นเวลานาน
พอสมควร เพื่อให้ข้ันตอนน้ีเป็นไปอย่างช้า ๆ และสม่ำเสมอ ความร้อนจากไมด้ ้านบนหน้าเตาจะค่อย ๆ ถ่ายความ
ร้อนไปยังจุดต่าง ๆ ทั่วทั้งเตาอย่างช้า ๆ หากปล่อยให้อุณหภูมิขึ้นสูงเร็วเกินไป จะทำให้ไม้ที่สะสมความร้อนไว้
มากกว่ากลายเป็นเถา้ เสยี ก่อนทจี่ ะถ่ายความร้อนไปยังไม้ท่สี ะสมความร้อนไว้น้อยกว่า และอาจมเี ปลวไฟแลบออก
ทางหน้าเตาได้ หากเกิดกรณีดังกล่าวไม้ส่วนบนของเตาจะกลายเป็นขี้เถ้า และไม้ส่วนล่างของเตาจะกลายเป็นสัน
ถ่าน ทำใหผ้ ลผลติ ต่ำ การควบคมุ อุณหภูมิสามารถทำได้โดยการควบคุมอากาศทห่ี น้าเตาควบคู่กับการใช้เครื่องมือ
วัดอุณหภูมิ (Thermometer) แต่การวัดอุณหภูมิด้วยเทอร์โมมิเตอร์อย่างเดียวอาจผิดพลาดได้ โดยเฉพาะเมื่อมี
การเติมฟืนหน้าเตามากและเร็วเกินไป ดังนั้นการดูสีควันและนำกระเบื้องเคลือบสีขาวมาอังที่ปล่ องควัน เพื่อดูสี
ของควนั ที่กล่ันตวั ตดิ กระเบ้ืองเคลอื บเปน็ การตรวจสอบซำ้

2. อุณหภูมิระหว่าง 300 - 400 องศาเซลเซียส ช่วงนี้เซลลูโลส (Cellulose) ยังสลายตัวอย่างต่อเนื่อง
และลกิ นิน (Lignin) จะเรม่ิ สลายตวั ท่ีอุณหภูมิ 310 องศาเซลเซียส การสลายตวั ท้ังหมดจะเสร็จสมบูรณ์ท่ีอุณหภูมิ
400 องศาเซลเซียส ขั้นตอนการเปลี่ยนจากไม้เป็นถ่านน้ี ควันที่ออกมาจะประกอบด้วยสารประกอบต่าง ๆ ที่เกิด
ใหม่มากมายหลายชนิดจากการสลายตัวของไม้ด้วยความร้อน (Pyrolysis) และสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้
หลากหลาย

ขน้ั ตอนที่ 3 การทำให้ถา่ นบรสิ ทุ ธิ์ (Refinement) ถงึ แมว้ า่ ขนั้ ตอนการเปลี่ยนแปลงไม้เป็นถา่ นจะเสร็จ
สิ้นสมบูรณ์แล้วที่อุณหภูมิ 400 องศาเซลเซียส แต่ยังมีปริมาณคาร์บอนเสถียร (Fixed Carbon) ต่ำ และยังคงมี
น้ำมันดิบ (Tar) เป็นส่วนประกอบในปริมาณที่สูงมากหากนำไปใช้ประโยชน์จะได้ถ่านคุณภาพต่ำ และถ้านำไป
ประกอบอาหารปิ้ง-ย่าง น้ำมันดิบที่ยังคงค้างอยู่ในถ่านเมื่อถูกเผาไหม้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 425 องศาเซลเซียส โดย
ปกติเตาหุงต้มจะมีอุณหภูมิประมาณ 500 - 600 องศาเซลเซียส จะเกิดเป็นสารประกอบใหม่ซึ่งเป็นสารก่อมะเร็ง
ดงั นัน้ จึงต้องเพิ่มอุณหภูมิใหส้ ูงขน้ึ โดยการปรบั ให้อากาศไหลเข้ามากขึ้นอุณหภูมจิ ะเพ่ิมข้ึนเรื่อย ๆ จาก 400 เป็น
500 องศาเซลเซียส แต่เนื่องจากอุณหภูมิด้านบนของเตาจะสูงกว่าอุณหภูมิที่พื้นเตา โดยใช้เวลานานพอสมควร
ดังนั้นหากเร่งให้อากาศเข้าเร็วเกินไปเพื่อเพิ่มอุณหภูมิกว่าอุณหภูมิที่พื้นเตาสูงถึง 500 องศาเซลเซียส เพื่อไล่ให้
น้ำมันดิบออกไปจากถ่านอุณหภูมิด้านบนของเตาที่สูงถึง 700 องศาเซลเซียส ในเวลาที่เร็วเกินไปจะทำให้ไม้
ดา้ นบนกลายเป็นเถ้าเสียก่อน ดงั น้ันจงึ ควรควบคมุ อณุ หภูมดิ ว้ ยความระมดั ระวังอยา่ งยิ่ง ในทางปฏิบตั ิเมื่ออณุ หภมู ิ

20

ด้านบนของเตาสูงถึง 700 องศาเซลเซียส อาจสังเกตได้จากสีของควันที่เริ่มใส ผู้ควบคุมการผลิตถ่านจะปิดช่อง
อากาศเข้า แล้วรอให้ความร้อนถ่ายเทจากด้านบนลงมาที่พื้นเตา อุณหภูมิในเตาจะใกล้เคียงกันทุกจุดประมาณ
500 องศาเซลเซยี ส ซง่ึ ในขณะนั้นจะไมม่ คี วันเหลอื อยูอ่ ีกแลว้ จงึ ปิดปลอ่ งควัน

ขั้นตอนท่ี 4 การทำให้เย็น (Cooling) หลังจากปิดปล่องเตาทุกปล่องแล้ว ต้องปล่อยไว้ให้เตาเย็นจึงนำ
ถ่านไม้ออกมาใชง้ านได้ก่อนจะเปดิ เตาต้องให้อุณหภูมิในเตาตำ่ กว่า 50 องศาเซลเซยี ส เพราะถ่านไมอ้ ุณหภูมิ 60 –
70 องศาเซลเซียส สามารถลุกติดไฟเองได้ (Spontaneous Combustion) ถ้าได้รับออกซิเจนจากอากาศ ดังนั้น
การเปิดเตาตอ้ งเริ่มเปิดทีป่ ล่องควนั ก่อนเพื่อระบายความรอ้ นและแก๊สทีย่ ังคงค้างอยู่ในเตาให้หมด หลังจากนั้นจงึ
เปิดหน้าเตา กระบวนการผลิตถ่านทุกขั้นตอน จะใช้เวลามากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความชื้นของไม้ฟืน การควบคุม
อุณหภูมิ และขนาดของเตา หากเตามีขนาดใหญ่มากกระบวนการทุกขั้นตอนก็ใช้เวลามากด้วย (ปาจรีย์ เตียว
สุวรรณ, 2557, น.14-18)

2.3.2 คณุ สมบตั ิของถา่ นไม้
เมื่อกล่าวถึง “ถ่าน” หลายคนคงจะนึกถึงชิ้นไม้ดำๆที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับหุงต้มอาหารในครัวเรือน
เท่านั้น แต่จริงแล้วถ่านมีคุณสมบัติพิเศษอีกอย่างหนึ่ง คือสามารถดูดซับกลิ่นเหม็นอับไม่พึงประสงค์ต่าง ๆ ได้ ซ่ึง
จะเห็นจากการนำถา่ นมาไว้ในตู้เย็นทำให้ตู้เย็นไม่มีกลิ่นเหมน็ คาว ใส่ไว้ในตูเ้ สื้อผ้าและตู้โชว์ เพื่อไม่ให้มีกลิ่นเหมน็
อับผลผลิตถ่านไม้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้มากกว่าที่หลายท่านเข้าใจกันเพียงแต่นำไปใช้เพื่อเป็นเชื้อเพลิงหุง
ต้มในครวั เรอื นเทา่ น้นั ในประเทศจีน เกาหลี และญ่ีป่นุ ซึ่งมีเทคโนโลยีการผลติ ถ่านไมอ้ ยา่ งล้ำหน้าจะสามารถผลิต
ถ่านขาวหรือ White Charcoal เพื่อใช้ถ่านขาวในเชงิ เพื่อสุขภาพโดยเฉพาะ เช่น ใช้ถ่านขาวใส่ลงในกาต้มน้ำร้อน
เพ่อื ทำน้ำแร่ เพราะถ่านชนิดนจ้ี ะละลายแรธ่ าตุตา่ ง ๆ ออกมาเพมิ่ คุณภาพและรสชาติของน้ำร้อน ใช้ชงกาแฟหรือ
จะใช้ผสมเหลา้ วสิ กีก้ จ็ ะไดร้ สชาติทนี่ มุ่ ละมุน นเ่ี ปน็ ตัวอย่างการใช้ถา่ นแบบพเิ ศษในต่างประเทศ ในบา้ นเราผลผลิต
ถ่านสว่ นใหญจ่ ะเป็นถ่านดำทผี่ ลติ ภายใต้อุณหภูมติ ่ำ ซ่ึงไมเ่ หมาะจะนำมาใช้เปน็ เชื้อเพลิงปงิ้ – ย่างอาหาร แต่ถ่าน
ดำได้เปรียบกว่าถ่านบริสุทธิ์ตรงที่ผลิตได้จำนวนมากกว่า ซึ่งเหมาะแก่การนำไปใช้ทำเชื้อเพลิงอื่น ๆ ที่ไม่เป็นการ
ประกอบอาหารโดยตรง เช่น ใช้เป็นแหล่งพลังงานทดแทนเชื้อเพลิงถ่านหินชนิดต่าง ๆ ซึ่งมักจะมีค่ามลพิษที่สูง
มาก แต่อย่างไรก็ดี ถ่านดำที่ผลิตด้วยอุณหภูมิสูงที่เราเรียกว่าถ่านบริสุทธิ์นั้น หากมีปริมาณผลผลิตที่มากพอและ
คงที่ ก็สามารถนำไปใช้ประโยชน์หลากหลายทั้งในครัวเรือนและระดับอุตสาหกรรมได้ สิ่งที่ทำให้ถ่านมี
ความสามารถในการดดู ซับกลิน่ ได้ (ปาจรีย์ เตยี วสวุ รรณ, 2557, น.17-18)
คุณสมบัติของถ่านไม้จะมีลักษณะเป็นด่างเล็กน้อย มีสีดำ-เทาดำ และมีเขม่าดำจากการสลายของสาร
แทรกต่าง ๆ มาจับภายนอกของถ่านทำให้มีสีดำ ติดมือ แต่หากเรานำถ่านไม้ที่ได้นั้นไปทำความสะอาดโดยใช้
วิธีการที่ถูกต้องแล้วจะทำให้เขม่าสีดำภายนอกหมดไป ซึ่งสามารถทำได้ คือนำไปล้างในน้ำสะอาดรวมกับการใช้
แปรงขนละเอียดขัดให้ทั่วบริเวณพื้นที่ผิวภายนอก จากนั้นเช็ดด้วยผ้าสะอาดให้แห้งหรือผึ่งลมจนแห้งสนิท จะได้
ถ่านที่สะอาดเมื่อจับจะไม่มีเขม่าสีดำ ติดมือ ห้ามนำถ่านไม้ไปขัดกับผงซักฟอกหรือสารเคมีที่ใช้ทำความสะอาด

21

เนื่องจากถ่านไม้จะดูดซับสารเคมีนั้นเข้าไปในเนื้อถ่าน ซึ่งอาจจะก่อให้เกิดอันตรายได้ ถ่านไม้ที่นำมาผ่านการทำ
ความสะอาดแล้ว สามารถนำไปใชป้ ระโยชน์ได้อย่างหลากหลายแล้วแต่คุณสมบัตขิ องถ่านไม้ (ปาจรยี ์ เตียวสวุ รรณ
, 2557, น.18-19)

2.4การวเิ คราะหล์ กั ษณะทางสณั ฐานวิทยา

2.4.1 กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดแบบส่องกราด หรือ Scanning electron microscope
(SEM)

เป็นกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่มีกำลังขยายไม่สูงเท่ากับเครื่อง TEM (เครื่อง SEM มีกำลังขยายสูงสุด
ประมาณ 10 นาโนเมตร) การเตรียมตวั อย่างเพื่อทีจ่ ะดูด้วยเครื่อง SEM ไม่ตอ้ งมีขนาดบางมากเท่า TEM การสร้าง
ภาพทำไดโ้ ดยการตรวจวัดอเิ ลก็ ตรอนที่สะท้อนจากพื้นผิวหน้าของตัวอยา่ งทท่ี ำการสำรวจ ซึ่งภาพท่ีได้จากเครื่อง
SEM นี้จะเป็นภาพลักษณะของ 3 มิติ ดังนั้นเครื่อง SEM จึงถูกนำมาใช้ในการศึกษาสัณฐานและรายละเอียดของ
ลกั ษณะพ้ืนผิวของตวั อย่าง เชน่ ลกั ษณะพืน้ ผวิ ด้านนอกของเน้ือเยื่อและเซลล์ ลักษณะรพู รนุ ของถา่ นกัมมันต์ เป็น
ตน้

ภาพที่ 16 แสดงภาพกล้องจลุ ทรรศนอ์ เิ ล็กตรอนชนดิ แบบส่องกราด
(ท่มี า : http://rms.rdi.tsu.ac.th:82/REC/sciitem-S-SEM.php )

1. หลักการทำงานของเครื่อง SEM จะประกอบด้วยแหล่งกำเนิดอิเล็กตรอนซึ่งทำ
หน้าที่ผลิตอิเล็กตรอนเพื่อป้อนให้กับระบบ โดยกลุ่มอิเล็กตรอนที่ได้จากแหล่งกำเนิดจะถูกเร่ง
ด้วยสนามไฟฟ้า จากนั้นกลุ่มอิเล็กตรอนจะผ่านเลนสร์ วบรวมรังสี (condenser lens) เพื่อทำให้
กลุ่มอิเล็กตรอนกลายเป็นลำอิเล็กตรอน ซึ่งสามารถปรบั ให้ขนาดของลำอิเลก็ ตรอนใหญ่หรือเล็ก
ได้ตา

22

ภาพท่ี 17 แสดงภาพหลักการทำงานของเครื่อง SEM
(ทีม่ า : https://www2.mtec.or.th/th/e-magazine/admin/upload/299_77.pdf )

2. ข้อดีของเครื่อง SEM เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่อง TEM คือ ภาพโครงสร้างที่เห็น
จากเครื่อง SEM จะเป็นภาพลักษณะ 3 มิติ ในขณะที่ภาพจากเครื่อง TEM จะให้ภาพ
ลักษณะ 2 มิติ อีกทั้งวิธีการใช้งานเครื่อง SEM จะมีความรวดเร็วและใช้งานง่ายกว่าเครื่อง
TEM มาก

หากตอ้ งการภาพท่ีมีความคมชัดจะปรับใหล้ ำอิเล็กตรอนมีขนาดเล็ก หลังจากนั้นลำ
อิเล็กตรอนจะถูกปรับระยะโฟกัสโดยเลนส์ใกล้วัตถุ (objective lens) ลงไปบนผิวชิ้นงานที่
ต้องการศึกษา หลังจากลำอิเล็กตรอนถกู กราดลงบนชิ้นงานจะทำให้เกิดอิเล็กตรอนทตุ ยิ ภูมิ
(secondary electron) ขึ้น ซึ่งสัญญาณจากอิเล็กตรอนทุติยภูมินี้จะถูกบันทึกและแปลงไป
เป็นสัญญาณทางอิเล็กทรอกนิกส์และถูกนำไปสร้างเป็นภาพบนจอโทรทัศน์ต่อไป และ
สามารถบันทึกภาพจากหน้าจอโทรทัศน์ได้เลย (สถาบันนวัตกรรมและพัฒนากระบวนการ
เรียนรู้ มหาวิทยาลัยมหิดล, ม.ป.ป.)
2.4.2 การวเิ คราะห์ธาตดุ ้วย Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) หรอื EDX
เป็นการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีด้วยสเปกโทรเมตรีรังสีเอกซ์แบบกระจายพลังงานท่ี
ใช้กับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดซึ่งมีบทบาทสำคัญในปัจจุบันในการวิเคราะห์ธาตุทั้งทางด้าน
วัสดศุ าสตร์ ดา้ นชีวภาพ กายภาพ และอตุ สาหกรรมอิเล็กทรอนกิ ส์ที่มชี นิ้ ส่วนขนาดเล็ก
1. หลักการของ EDS เมื่อตัวอย่างที่ต้องการศึกษาถูกชนด้วยล าอิเล็กตรอนท าให้สามารถ
เกิดการแตกตัวเป็นไอออน (Ionization) ด้วยการผลักให้อิเล็กตรอนของตัวอย่างให้หลุดออกจาก
อะตอม ดังนั้นเพื่อเปน็ การรกั ษาเสถยี รภาพ อิเล็กตรอนที่อยู่วงโคจรชั้นถดั ไปจะลงเข้ามาแทนที่ และ
ปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปรังสีเอกซ์(X-ray) ซึ่งเรียกว่ารังสีเอกซ์แบบแคแรกเทอริสติก
(Characteristic X-ray) โดยพลงั งานของรังสีเอกซช์ นดิ น้ีมีคา่ เฉพาะตามชนิดของธาตุ จากน้ันเม่ือรังสี
เอกซเ์ ขา้ สูห่ วั วัดชนิด Silicon drift detectors (SSD)หัววัดจะสร้างสญั ญาณไฟฟา้ ซง่ึ เปน็ สัดสว่ น

23

โดยตรงกับพลังงานของรังสีทีต่ กกระทบ และจะนำสัญญาณที่ได้มาวิเคราะหห์ าความสูงของสัญญาณ
ส่งไปยงั ระบบคอมพวิ เตอร์เพ่ือประเมิณและรายงานผลเปน็ ค่าสเปกตรัมรังสีเอกซ์

ภาพที่ 18 แสดงภาพหลกั การวิเคราะหธ์ าตุดว้ ย EDS
(ท่มี า : https://www3.rdi.ku.ac.th/cl/knowledge/EDS.pdf)

2. การวิเคราะห์ธาตดุ ว้ ยรังสเี อกซแ์ บบ EDS สามารถวิเคราะห์ได้ 3 วิธี
1. Point analysis เป็นการวเิ คราะห์ทีใ่ หล้ าของอิเล็กตรอนกระทบอยู่น่ิงบนพ้ืนผิว

ของตัวอย่างตรงจุดที่ต้องการวเิ คราะหเ์ พ่ือวัดค่าปริมาณรงั สีเอกซ์เฉพาะจุดทตี่ อ้ งการ
2. Line scan analysis เป็นการวิเคราะห์โดยใช้ล าอิเล็กตรอนส่องกราดตามแนว

บนตัวอย่างตรงต าแหน่งที่สนใจ ซึ่งนิยมใช้ในกรณีหาของเขตของรอยต่อหรือเฟสของ
โครงสร้าง

3. Mapping analysis ซึง่ เป็นการวิเคราะหโ์ ดยใชล้ าอเิ ลก็ ตรอนสอ่ งกราดบนพนื้ ผิว
ตัวอย่าง ซึง่ ภาพที่ได้จากการวิเคราะห์จะเปน็ ภาพแสดงลักษณะการกระจายของธาตุบนพื้นท่ี
นน้ั ๆ (สถาบนั วิจยั และพฒั นาแหง่ มหาวิทยาลยั เกษตรศาสตร์,ดลฤดี โตเยน็ )

2.5 งานวิจัยทเ่ี กย่ี วขอ้ ง

1. ดนยั กิจชัยนุกูล, เร่ืองน่ารขู้ องกลอ้ งจลุ ทรรศนอ์ ิเล็กตรอนแบบสอ่ งกราด (Scanning
Electron Microscope, SEM),น.2-3
2. ดลฤดี โตเยน็ , สถาบนั วจิ ัยและพฒั นาแห่งมหาวทิ ยาลยั เกษตรศาสตร์, น.1-2

บทที่ 3
วธิ ดี ำเนนิ การวจิ ยั

ในการทดลองการศกึ ษา จะใชว้ สั ดุและอปุ กรณด์ ังนี้

3.1 อปุ กรณก์ ารทดลอง

3.1.1 ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ
1. ทางปาล์ม

3.1.2 อปุ กรณแ์ ละเครื่องมือทใ่ี ช้ในการทดลอง
1. บกี เกอร์ ขนาด 600 มลิ ลลิ ติ ร
2. แทง่ แก้วคน
3. กระบอกตวง
4. บีกเกอร์ ขนาด 250 มิลลลิ ิตร
5. ตะเกียงแอลกอฮอล์
6. ทต่ี ง้ั ตะเกยี ง
7. นาฬิกาจบั เวลา
8. มีด/กรรไกร
9. เทอร์โมมเิ ตอร์
10. กระดาษฟอยล์
11. ครก
12. ถงุ ซิปลอ็ คใส
13. น้ำกลัน่
14. คีมคบี

3.1.3 สารเคมีท่ีใช้
1. สารเคมที ่ใี ชใ้ นการทดสอบ ได้แก่ โซเดียมคลอไรด์ (NaCl, Merck, AR grade)
2. ผงถ่านกมั มนั ตจ์ ากทางปาลม์

25

3.2 วิธีการทดลอง

3.2.1 การเตรียมวัตถดุ ิบ
1. นำทางปาล์ม มาทำการตากแหง้ เปน็ การไลน่ ำ้ ออกจากผลิตภณั ฑจ์ ากธรรมชาติ
2. นำทางปาล์ม มาตัดให้มีขนาดเล็ก กลาง ใหญ่ เหมาะ สำหรับใสใ่ นถังปบ๊ิ

3.2.2 การเผาถ่านกัมมนั ต์
1. นำทางปาล์ม มาเผาใหเ้ ป็นถา่ นโดยเผาในเตาเผาอณุ หภูมสิ งู
2. ใสถ่ า่ นทางปาลม์ ทีไ่ ดม้ าทำให้มีขนาดเล็ก ใหญ่เหมาะสำหรบั ใส่ในถงั น้ำมนั 200 ลิตร
3. นำตัวอย่างทั้งหมดไปเผากระตุ้นในถังปิ๊บแบบ ที่อุณหภูมิประมาณ 500-800 องศา

เซลเซียส เป็นเวลา 1 ชั่วโมง (กะลาปาล์มเผากระตุ้นที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียส, ทางปาล์มและ
กาบปาล์มเผากระตุน้ ทอ่ี ุณหภมู ิ 800 องศาเซลเซยี ส)

4. นำตัวอย่างทไี ดไ้ ปวเิ คราะหห์ าค่าการดดู ซบั คารบ์ อนไดออกไซด์
3.2.3 การกระตนุ้ ดว้ ยโซเดยี มคลอไรด์ NaCl ความเข้มขน้ 1 : 3 โดยน้ำหนักตอ่ ปรมิ าตร

1. นำถ่านที่เผาจากทางปาล์ม กาบปาล์ม และกะลาปาล์มจำนวน 50 กรัม ใส่ลงใน
บกิ เกอร์

2. เตรยี มสารละลายน้ำเกลือจากเกลอื แกง ที่ความเขม้ ข้น 1 : 3 โดยน้ำหนักตอ่ ปรมิ าตร

ปรมิ าณ 220 มลิ ลลิ ิตร

3. นำสารละลายน้ำเกลือเข้มข้นในอัตราส่วนเกลือ 1 : น้ำ 3 รวมกันได้จำนวน 220
มิลลิลิตร ใส่ลงในบีกเกอร์ของถ่านทางปาล์ม กาบปาล์ม และกะลาปาล์มตามลำดับแล้ว
ปดิ ฝาจากน้นั ท้ิงไว้ 24 ชั่วโมง

4. เทสารละลายออก ให้เหลือผงถา่ นทตี่ กตะกอนไว้
5. แลว้ นำไปตม้ น้ำ 3 นาที จากนั้นเทน้ำออกแลว้ นำไปตากให้แห้ง
3.2.4 การกระตุน้ ด้วยโซเดียมคลอไรด์ NaCl ความเข้มข้น10, 20, 30, และ 40 เปอร์เซ็นต์ โดย
น้ำหนักต่อปริมาตร
1. นำถา่ นทเ่ี ผากะลาปาลม์ 650 องศาเซลเซียส จำนวน 2.5 กรัม ใสล่ งใน

บกิ เกอร์ บดย่อยให้มขี นาดประมาณ 2.0-2.5 เซนตเิ มตร
2. เตรียมสารละลายนำ้ เกลือจากเกลอื แกง ที่มีความเขม้ ข้นโดยนำ้ หนกั ต่อปริมาตรแตกต่าง

กัน คอื 10, 20, 30, และ 40 เปอร์เซ็นต์ ตามลาํ ดบั

26

3. นำสารละลายนำ้ เกลือเขม้ ข้นโดยนำ้ หนักต่อปริมาตรแตกต่างกัน คือ 10, 20, 30, และ
40 เปอรเ์ ซน็ ต์ ใสล่ งในบกี เกอร์ของกะลาปาล์มตามลำดบั แล้วปดิ ฝาจากน้ันทิง้ ไว้ 24
ชว่ั โมง

4. เทสารละลายออก ให้เหลือผงถ่านท่ีตกตะกอนไว้
5. แลว้ นำไปต้มนำ้ จากนัน้ เทน้ำออกแล้วนำไปตากใหแ้ ห้ง
3.2.5 การทดลองการวดั คุณภาพนำ้ ดว้ ยถา่ นกัมมันต์จากทางปาล์ม กาบปาลม์ กะลาปาล์ม
ตอนท่ี 1 เตรยี มนำ้ เสียท่ี 100 มลิ ลลิ ติ ร วดั คา่ ทุก 5 นาทจี นครบ 1 ชว่ั โมงของถา่ นกมั มันตท์ ้งั หมด
1. เตรียมนำ้ เสียตัวอยา่ ง 100 มลิ ลิลิตร เทใสบ่ ิกเกอร์
2. ชั่งถ่านกัมมันต์ ตามขนาด 0.5 , 1 , 1.5, และ 2 กรัม เตรียมไว้นำถ่านที่ชั่งไว้เทลงใน
บกิ เกอรน์ ำ้ ตัวอยา่ งปริมาตร 100 มลิ ลิลติ ร ทเี่ ตรยี มปิดฝาแล้วนำไปเขยา่
3. เมื่อเริ่มทำาปฏิกิริยาการดูดซับของถ่านกัมมันต์ทั้ง 3 ชนิด จะทำการเก็บตัวอย่างท่ี
ชว่ งเวลาที่ 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 และ 60 นาที
4. วัดคา่ pH , EC , TDS , Salinity
5. บันทึกคา่ ขอ้ มลู
ตอนที่ 2 เตรียมน้ำเสียที่ 20 มิลลิลิตร ที่ความเข้มข้นเกลือกับน้ำ 1 : 3 โดยน้ำหนักต่อปริมาตรของ
ถ่านกมั มนั ต์ท้งั หมด
1. เตรยี มน้ำเสียตัวอย่าง 20 มิลลลิ ติ ร เทใสบ่ ิกเกอร์
2. ชั่งถ่านกัมมันต์ ตามขนาด 0.5 , 1 , 1.5, และ 2 กรัม เตรียมไว้นำถ่านที่ชั่งไว้เทลงใน
บกิ เกอร์นำ้ ตัวอย่างปริมาตร 20 มิลลลิ ิตร ทเี่ ตรียมปิดฝาแล้วนำไปเขย่า
3. เมื่อเริ่มทำาปฏิกิริยาการดูดซับของถ่านกัมมันต์ทั้ง 3 ชนิด จะทำการเก็บตัวอย่างที่
ชว่ งเวลาท่ี 1 , 6 และ 24 ชว่ั โมง
4. วัดคา่ pH , EC , TDS , Salinity
5. บนั ทกึ คา่ ขอ้ มูล
ตอนที่ 3 เตรียมน้ำเสียที่ 20 มิลลิลิตร ที่ความเข้มข้นเกลือกับน้ำ 1 : 3 โดยน้ำหนักต่อปริมาตรของ
ถ่านกัมมนั ต์ทง้ั หมด ท่ปี รมิ าณ 0.5 กรัม
1. เตรียมน้ำเสยี ตวั อยา่ ง 20 มิลลลิ ติ ร เทใสบ่ ิกเกอร์
2. ชั่งถ่านกัมมันต์ ตามขนาด 0.5 กรัม เตรียมไว้นำถ่านที่ชั่งไว้เทลงใน
บกิ เกอร์น้ำตวั อย่างปรมิ าตร 20 มิลลลิ ิตร ทเ่ี ตรยี มปิดฝาแล้วนำไปเขย่า
3. เมื่อเริ่มทำาปฏิกิริยาการดูดซับของถ่านกัมมันต์ทั้งหมด จะทำการเก็บตัวอย่างที่
ชว่ งเวลาท่ี 1 , 6 และ 24 ช่วั โมง
4. วัดคา่ pH , EC , TDS , Salinity
5. บันทึกค่าข้อมู

27

ตอนท่ี 4 เตรียมน้ำเสยี ท่ี 20 มิลลลิ ิตร ท่ีความเข้มข้น10, 20, 30, และ 40 เปอร์เซน็ ต์ โดยน้ำหนักต่อ
ปริมาตร ของถ่านกมั มันต์จากกะลาปาลม์ ทปี่ ริมาณ 0.5 กรมั

1. เตรียมนำ้ เสยี ตวั อย่าง 20 มิลลลิ ิตร เทใส่บิกเกอร์
2. ชั่งถ่านกัมมันต์ ตามขนาด 0.5 กรัม เตรียมไว้นำถ่านที่ชั่งไว้เทลงใน
บกิ เกอร์นำ้ ตัวอยา่ งปรมิ าตร 20 มิลลิลิตร ทีเ่ ตรยี มปดิ ฝาแลว้ นำไปเขยา่
3. เมื่อเรมิ่ ทำาปฏิกริ ิยาการดดู ซับของถ่านกัมมนั ต์จากกะลาปาล์ม จะทำการเก็บตัวอย่างท่ี
ชว่ งเวลาท่ี 1 , 6 และ 24 ชัว่ โมง
4. วดั ค่า pH , EC , TDS , Salinity
5. บนั ทกึ ค่าขอ้ มลู
3.2.6 การทดสอบทางเคมี
1. ศกึ ษาการดูดซบั คารบ์ อนไดออกไซด์ของถ่านกมั มันตท์ งั้ 3 ชนดิ
2. ศึกษาการวัดค่าการดดู กลืนแสงของการดดู ซับนำ้ เสยี ของ
ถ่านคาร์บอนและถ่านกัมมันต์ถา่ นทั้ง 3 ชนดิ ท่กี ระตุ้นด้วยโซเดยี มคลอไรด์
3.2.7 การทดสอบทางกายภาพ
1. วัดน้ำหนกั กอ่ นและหลังเผา
2. วดั คุณภาพน้ำ
3. ลักษณะทางสัณฐานวิทยา (SEM) ทำการวิเคราะห์สัณฐานวิทยาของ ทำการวิเคราะห์
สัณฐานวิทยาของตัวอยา่ งดว้ ยกล้องจลุ ทรรศน์อิเลก็ ตรอนแบบส่องกราด (SEM)
4. การวิเคราะห์ธาตุด้วย EDX ทำการวิเคราะห์ธาตุด้วยวิธีการ SEM-EDX โดยใช้เครื่อง
ทดสอบ EDX ในการวเิ คราะห์ธาตุของตวั อย่าง ผงถา่ นชนิดต่างๆ

28

3.3 วธิ กี ารดำเนนิ การวิจัย

1. ขั้นตอนการดำเนินวิจยั
สงั เคราะห์ถ่านกมั มนั ตจ์ ากทางปาลม์ กาบปาลม์ และกะลาปาลม์

เตรียมโซเดียมคลอไรดเ์ พ่ือใชใ้ นการทดลอง

เตรียมเครื่องมืออุปกรณ์ที่ใชใ้ นการทดลอง

ดาเนินการทดลองการดูดซบั คาร์บอนไดออกไซดจ์ าก
ถา่ นกมั มนั ตข์ องทางปาลม์ กาบปาลม์ และกะลาปาลม์
เกบ็ ขอ้ มูล บนั ทึกขอ้ มูล และวิเคราะห์ผลการทดลอง

สรุปและอภิปรายผลการทดลอง
จดั ทารายงานฉบบั สมบูรณ์

ภาพท่ี 19 แสดงข้นั ตอนการดำเนนิ วิจยั

29

2. ขัน้ ตอนการทดลองกระบวนการทดลอง
สว่ นท่1ี ขนั้ ตอนการเผาถ่านคาร์บอน
การเตรียมถา่ นคาร์บอนจากทางปาลม์ กาบปาลม์ และกะลาปาลม์

นาไมซ้ อ้ นทบั กนั สลบั ไปมาในถงั น้ามนั 200 ลิตร โดยใส่ไมใ้ นแนวนอน

เร่ิมจุดไฟท่ีหนา้ เตา โดยใส่เช้ือไฟท่ีละนอ้ ย จะสังเกตเห็น
ไดว้ า่ เริ่มเกิดควนั ท่ีพุ่งมาจากปากเตาซ่ึงช่วงน้ีเป็นช่วงไล่
ความช้ืนท่ีประกอบดว้ ยความช้ืนจากเน้ือไม้ ความช้ืนใน
เตา และความช้ืนท่ีฉนวนใชเ้ วลาประมาณ 2-4 ชว่ั โมง

ประมาณ 30 นาที หลงั จากการหยดุ ป้อนเช้ือเพลิง
สังเกตควนั เป็นสีขาวอบเหลือง

เมื่อถา่ นบริสุทธ์ิแลว้ สงั เกต ควนั จะใส
(สูงจากปลอ่ งประมาณ 10 cm)

รอให้อุณหภมู ิภายในเยน็ ลงในระยะเวลา 10-12 ชว่ั โมง

ภาพท่ี 20 แสดงขัน้ ตอนการสังเคราะหค์ ารบ์ อน

30

สว่ นท่2ี ขน้ั ตอนการกระตุน้ ด้วยโซเดยี มคลอไรด์ NaCl ความเข้มขน้ 1 : 3 โดยนำ้ หนักตอ่ ปรมิ าตร

การเตรียมถา่ นกมั มนั ตจ์ ากทางปาลม์ กาบปาลม์ และกะลาปาลม์ นาถา่ นท่ีเผาจากทางปาลม์ กาบปาลม์ และกะลาปาลม์
ใส่ในบีกเกอร์
นาทางปาลม์ กาบปาลม์ และกะลาปาลม์ มาทาการตากแหง้
เป็นการไลน่ ้าออกจากผลิตภณั ฑจ์ ากธรรมชาติ นาน้า 200 มิลลิลิตรใส่ลงในบิกเกอร์

นาทางปาลม์ กาบปาลม์ และกะลาปาลม์ มาตดั ใหม้ ีขนาด นาสารละลายโซเดียมคลอไรด์เขม้ ขน้ เกลือ1 : น้า 3
เลก็ กลาง ใหญ่ เหมาะ สาหรับใส่ในถงั น้ามนั 200 ลิตร โดยน้าหนกั ต่อปริมาตร ใส่ในบิกเกอร์

ใส่ถา่ นทางปาลม์ กาบปาลม์ และกะลาปาลม์ ทไี ดม้ าทาใหม้ ี จากน้นั ทิ้งไวเ้ ป็นเวลา 1 วนั (24 ชว่ั โมง)
ขนาดเลก็ กลาง ใหญ่ เหมาะ สาหรับใส่ในถงั น้ามนั 200 ลิตร
เทสารละลายออก ใหเ้ หลือผงถา่ นท่ีตกตะกอนไว้
ตวั อยา่ งท้งั หมดไปเผากระตุน้ ในเตาถงั น้ามนั 200 ลิตรแบบ ท่ี
อุณหภมู ิประมาณ 500-800 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 1 ชว่ั โมง แลว้ นาไปตม้ น้า 3 นาที จากน้นั เท
น้าออกแลว้ นาไปตากใหแ้ หง้
กะลาปาลม์ เผาอุณหภูมิ ทางปาลม์ และกาบปาลม์ เผาที่
500 องศาเซลเซียส อุณหภมู ิ 800 องศาเซลเซียส นาถา่ นกมั มนั ตท์ ี่ไดไ้ ปวิเคราะห์
ทางเคมีและทางกายภาพ

ภาพท่ี 21 แสดงข้นั ตอนการกระต้นุ ด้วยโซเดยี มคลอไรด์ NaCl ความเขม้ ข้น 1 : 3 โดยน้ำหนกั ต่อปริมาตร

31

ส่วนท่3ี ขัน้ ตอนการกระต้นุ ดว้ ยโซเดียมคลอไรด์ NaCl ความเขม้ ขน้ 10, 20, 30, และ 40 เปอรเ์ ซน็ ต์ โดย
น้ำหนักต่อปริมาตร

นาถา่ นท่ีเผากะลาปาลม์ 650 องศาเซลเซียส
จานวน 2.5 กรัม ใส่ลงในบิกเกอร์ บดยอ่ ยใหม้ ีขนาด

ประมาณ 2.0-2.5 เซนติเมตร

ความเขม้ ขน้ โดยน้าหนกั ต่อปริมาตรแตกตา่ งกนั คือ
10, 20, 30, และ 40 เปอร์เซ็นต์

นาน้า 10 มิลลิลิตรใส่ลงในบิกเกอร์

จากน้นั ทิง้ ไวเ้ ป็นเวลา 1 วนั (24 ชว่ั โมง)

เทสารละลายออก ใหเ้ หลือผงถา่ นท่ีตกตะกอนไว้

แลว้ นาไปตม้ น้า จากน้นั เทน้าออก
แลว้ นาไปตากใหแ้ หง้

นาถา่ นกมั มนั ตท์ ี่ไดไ้ ปวิเคราะห์
ทางเคมีและทางกายภาพ

ภาพที่ 22 แสดงด้วยโซเดยี มคลอไรด์ NaCl ความเข้มข้น10, 20, 30, และ 40 % โดยนำ้ หนักต่อปริมาตร

32

ส่วนท่ี4 การทดลองการวัดคุณภาพนำ้ ดว้ ยถ่านกมั มันต์จากทางปาล์ม กาบปาลม์ กะลาปาลม์
ตอนท่ี 1 เตรียมนำ้ เสยี ท่ี 100 มลิ ลลิ ิตร วัดค่าทุก 5 นาทจี นครบ 1 ช่วั โมงของถา่ นกัมมันต์ทงั้ หมด

การทดลองการวดั คุณภาพน้าดว้ ยถ่านกมั มนั ตจ์ าก
ทางปาลม์ กาบปาลม์ กะลาปาลม์

ตวั อยา่ งที่ 1 ทางปาลม์ ตวั อยา่ งท่ี 2 กาบปาลม์ ตวั อยา่ งที่ 3 กะลาปาลม์

เตรียมน้าเสีย 100 มล.ใส่ เตรียมน้าเสีย 100 มล.ใส่ เตรียมน้าเสีย 100 มล.ใส่
บิกเกอร์ บิกเกอร์ บิกเกอร์

ชงั่ ถ่านกมั มนั ต์ ปริมาณ ชงั่ ถ่านกมั มนั ต์ ปริมาณ ชงั่ ถา่ นกมั มนั ต์ ปริมาณ
0.5 ,1 , 1.5, และ 2กรัม 0.5 ,1 , 1.5, และ 2กรัม 0.5 ,1 , 1.5, และ 2กรัม

เทใส่น้าเสีย เทใส่น้าเสีย เทใส่น้าเสีย

เก็บวดั ช่วงเวลาประมาณ 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 และ 60 นาที
นาตวั อยา่ งการทดลองไปวดั ค่า pH , EC , TDS , Salinity
วิเคราะห์ผลการทดลองและสรุปผลการทดลอง

ภาพที่ 23 แสดงข้ันตอนการวัดคุณภาพนำ้ ด้วยถ่านกมั มนั ต์จากทางปาล์ม กาบปาลม์ กะลาปาล์ม

33

ตอนที่ 2 เตรียมน้ำเสียที่ 20 มิลลิลิตร ที่ความเข้มข้นเกลือกับน้ำ 1 : 3 โดยน้ำหนักต่อปริมาตรของถ่านกัมมันต์
ทงั้ หมด

การทดลองการวดั คุณภาพน้าดว้ ยถ่านกมั มนั ตจ์ าก
ทางปาลม์ กาบปาลม์ กะลาปาลม์

ตวั อยา่ งท่ี 1 ทางปาลม์ ตวั อยา่ งที่ 2 กาบปาลม์ ตวั อยา่ งท่ี 3 กะลาปาลม์

เตรียมน้าเสีย 20 มล. เตรียมน้าเสีย 20 มล. เตรียมน้าเสีย 20 มล.
ใส่บิกเกอร์ ใส่บิกเกอร์ ใส่บิกเกอร์

ชงั่ ถ่านกมั มนั ต์ ปริมาณ ชง่ั ถ่านกมั มนั ต์ ปริมาณ ชงั่ ถา่ นกมั มนั ต์ ปริมาณ
0.5 ,1 , 1.5, และ 2กรัม 0.5 ,1 , 1.5, และ 2กรัม 0.5 ,1 , 1.5, และ 2กรัม

เทใส่น้าเสีย เทใส่น้าเสีย เทใส่น้าเสีย

เกบ็ วดั ช่วงเวลา 1 , 6 และ 24 ชว่ั โมง
นาตวั อยา่ งการทดลองไปวดั ค่า pH , EC , TDS , Salinity

วิเคราะหผ์ ลการทดลองและสรุปผลการทดลอง
ภาพท่ี 24 แสดงขั้นตอนการวดั คุณภาพนำ้ ดว้ ยถา่ นกมั มนั ต์จากทางปาลม์ กาบปาลม์ กะลาปาล์ม

34

ตอนที่ 3 เตรียมน้ำเสียที่ 20 มิลลิลิตร ที่ความเข้มข้นเกลือกับน้ำ 1 : 3 โดยน้ำหนักต่อปริมาตรของถ่านกัมมันต์
ทงั้ หมด ท่ปี ริมาณ 0.5 กรมั

การทดลองการวดั คณุ ภาพน้าดว้ ยถา่ นกมั มนั ตท์ ้งั หมด

ทางปาลม์ กาบปาลม์ กะลาปาลม์ ทางปาลม์ กะลาปาลม์ ทางปาลม์ กะลาปาลม์
600 องศา 600 องศา 650 องศา 650 องศา

เตรียมน้าเสีย 20 มล.ใส่บิกเกอร์
ชงั่ ถา่ นกมั มนั ต์ ปริมาณ0.5 กรัม เทใส่น้าเสีย

เกบ็ วดั ช่วงเวลา 1 , 6 และ 24 ชวั่ โมง
นาตวั อยา่ งการทดลองไปวดั ค่า pH , EC , TDS , Salinity

วิเคราะหผ์ ลการทดลองและสรุปผลการทดลอง

ภาพที่ 25 แสดงขั้นตอนการวดั คุณภาพนำ้ ดว้ ยถ่านกมั มันตจ์ ากทางปาลม์ กาบปาลม์ กะลาปาล์ม

35

ตอนท่ี 4 เตรียมนำ้ เสยี ท่ี 20 มิลลิลติ ร ทีค่ วามเข้มข้น10, 20, 30, และ 40 เปอรเ์ ซ็นต์ โดยน้ำหนักต่อปริมาตร
ของถา่ นกัมมนั ต์จากกะลาปาล์ม ที่ปรมิ าณ 0.5 กรัม

การทดลองการวดั คณุ ภาพน้าดว้ ยถ่านกมั มนั ตจ์ ากกะลาปาลม์
ท่ีเผา 650 องศาเซลเซียส

กะลาปาลม์ 650 องศา แช่ กะลาปาลม์ 650 องศา แช่ กะลาปาลม์ 650 องศา แช่ กะลาปาลม์ 650 องศา แช่
NaCl 1 กรัม ปริมาณ0.5กรัม NaCl 4 กรัม ปริมาณ0.5กรัม
NaCl 2 กรัม ปริมาณ0.5กรัม NaCl 3 กรัม ปริมาณ0.5กรัม
กมั

เตรียมน้าเสีย 20 มล.ใส่บิกเกอร์

ชง่ั ถา่ นกมั มนั ต์ ปริมาณ0.5 กรัม เทใส่น้าเสีย

เก็บวดั ช่วงเวลา 1 , 6 และ 24 ชวั่ โมง
นาตวั อยา่ งการทดลองไปวดั คา่ pH , EC , TDS , Salinity

วิเคราะห์ผลการทดลองและสรุปผลการทดลอง

ภาพที่ 26 แสดงข้ันตอนการวัดคุณภาพน้ำดว้ ยถ่านกัมมันตจ์ ากทางปาล์ม กาบปาล์ม กะลาปาล์ม

36

3. ข้ันตอนการวเิ คราะหผ์ ลการทดลอง
การทดสอบคณุ สมบตั ขิ องถา่ นและถา่ นกมั มนั ต์
ถา่ นและถา่ นกมั มนั ตจ์ ากทางปาลม์
กาบปาลม์ และกะลาปาลม์

ทดสอบคณุ สมบตั ิ

คณุ สมบตั ิทางกายภาพ คุณสมบตั ิทางเคมี

วดั ค่าน้าหนกั ก่อน-หลงั เผา การดูดซบั
คาร์บอนไดออกไซด์
สี,กล่ิน,ความขนุ่ ของน้าเสีย
วดั ค่าpH , EC , TDS , Salinity
ลกั ษณะสัณฐานพ้นื ผิวและรูพรุน
ใชก้ ลอ้ งจุลทรรศน์อิเลก็ ตรอน

ชนิดส่องกราด (SEM)

วเิ คราะห์ธาตุ
ใชเ้ คร่ือง EDX

ภาพท่ี 27 แสดงขน้ั ตอนทดสอบคณุ สมบตั ิของถ่านและถ่านกมั มนั ต์