คู่มือฐานการเรียน เรื่อง ไบโอชาร์ “ถ่านชีวภาพเพื่อการเกษตร”

คู่มอื การจดั กจิ กรรมการเรยี นรสู้ ะเตม็ ศกึ ษา บูรณาการวัฒนธรรมทอ้ งถน่ิ เร่อื ง ไบโอชาร์ “ถา่ นชีวภาพเพอื่ การเกษตร” สแกนเพอื่ อา่ น E-Book ศูนย์วทิ ยาศาสตรเ์ พอ่ื การศกึ ษาสระแกว้ สานกั งานสง่ เสรมิ การศกึ ษานอกระบบและการศกึ ษาตามอธั ยาศยั สานกั งานปลดั กระทรวงศกึ ษาธกิ าร กระทรวงศกึ ษาธกิ าร จัดทาโดย นายอาพร ทองอาจ

ก คำนำ คู่มอื การจัดกจิ กรรมการเรียนร้สู ะเต็มศึกษาบรู ณาการวัฒนธรรมท้องถนิ่ ฉบบั น้ี จัดทาขนึ้ เพื่อใช้เปน็ แนวทางในการจัดกิจกรรมการเรยี นรู้สะเต็มศกึ ษาบูรณาการวัฒนธรรมทอ้ งถิ่น ของศนู ยว์ ิทยาศาสตร์เพ่อื การศกึ ษาสระแก้ว ซง่ึ ประกอบดว้ ยการจัดกิจกรรมการเรยี นรู้สะเตม็ ศกึ ษาบรู ณาการวฒั นธรรมท้องถ่ิน รายละเอยี ดของคู่มอื การจดั กจิ กรรมการเรยี นรู้สะเตม็ ศกึ ษาบูรณาการวฒั นธรรมท้องถน่ิ นนั้ ประกอบด้วยฐาน การเรียนรู้ และแผนการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ ซ่งึ แผนการจดั กจิ กรรมการเรยี นรพู้ ฒั นาขึน้ โดยใชร้ ปู แบบการ จัดกจิ กรรมวทิ ยาศาสตร์ กศน. (ONIE SCI ACTIVITY MODEL) ทเ่ี นน้ การเรยี นรูอ้ ยา่ งมสี ่วนร่วม ความ รับผิดชอบ ความคิดสร้างสรรค์ และคานงึ ถงึ ผู้รบั บริการเป็นสาคัญ ศูนย์วิทยาศาสตร์เพื่ อการศึกษ าสระแก้วขอขอบคุณผู้ท่ีมีส่วนเก่ียวข้องในการจัดทาคู่มือ การจัด กิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษาบูรณาการวัฒนธรรมท้องถิ่น และหวังเป็นอย่างย่ิงว่า นอกจากประโยชน์ของ ผู้ปฏิบัติงานของศูนย์วิทยาศาสตร์เพ่ือการศึกษาสระแก้วโดยตรงแล้ว จะเป็นประโยขน์ต่อผู้ท่ีสนใจ ให้เกิด ความรู้ความเข้าใจกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศกึ ษาบูรณาการวัฒนธรรมท้องถิ่นท่ีบรู ณาการองคค์ วามรทู้ างดา้ น วทิ ยาศาสตร์และศาสตรท์ ีเ่ ก่ียวขอ้ งเป็นอย่างดี (นางยวุ ดี แจ้งกร) ผอู้ านวยการศนู ยว์ ทิ ยาศาสตรเ์ พอ่ื การศึกษาจังหวดั สระแก้ว กมุ ภาพันธ์ 2562

ข สำรบญั หน้ำ เรอื่ ง ก คำนำ ข สำรบญั 1 2 ฐำนกำรเรยี น เรอ่ื ง ไบโอชำร์ “ถ่ำนชีวภำพเพอื่ กำรเกษตร” 11 แผนการจดั กจิ กรรมการเรียนรู้ เรอ่ื ง ไบโอชาร์ “ถ่านชวี ภาพเพ่ือการเกษตร” 13 21 แบบทดสอบก่อนเรยี น 24 ใบความรู้สาหรบั ผู้จัดกิจกรรมเรื่อง ไบโอชาร์ “ถ่านชีวภาพเพอื่ การเกษตร” ใบความรสู้ าหรบั ผู้จดั กจิ กรรม เรอ่ื ง การผลิตไบโอชาร์ 34 ใบความรสู้ าหรบั ผูร้ บั บรกิ ารเร่อื ง ไบโอชาร์ “ถา่ นชวี ภาพเพอื่ การเกษตร” 43 ใบกจิ กรรมสาหรับผ้รู ับบรกิ ารเรือ่ ง การแบบและปฏิบตั กิ ารผลิตไบโอชาร์ โดย การบูรณาการสะเตม็ ศกึ ษา แบบทดสอบหลังเรียน

หน้า |1 ฐานการเรยี นรู้ เรื่อง ไบโอชาร์ “ถา่ นชีวภาพเพื่อการเกษตร” 1

หน้า |2 แผนการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ เรอ่ื ง ไบโอชาร์ “ถา่ นชวี ภาพเพื่อการเกษตร” เวลา 3 ชั่วโมง แนวคิด การกาจัดหรอื ทาลายชวี มวล เช่น ใบไม้แหง้ ฟางขา้ ว เศษกิง่ ไม้ จะใช้วิธีการเผา ทาใหเ้ กิดควันกลายเปน็ มลพษิ ทางอากาศ เกิดสภาวะโลกร้อน และสงิ่ ที่ได้คอื ข้เี ถา้ ซึ่งไมส่ ามารถนาไปใช้ประโยชนไ์ ด้ แตเ่ มื่อนาการบรู ณา การความรู้ใน 4 วชิ าได้แก่ วทิ ยาศาสตร์ เทคโนโลยี วศิ วกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ ทีเ่ รียกว่าสะเต็มศกึ ษามา ประยกุ ต์ใช้ โดยเน้นการนาความรไู้ ปใชแ้ ก้ปญั หาหรอื ใชป้ ระโยชนใ์ นชีวิตจรงิ จะพบว่ามกี ารนาเทคโนโลยีมาใช้ คอื การเผาโดยใชเ้ ตาไบโอชาร์ (Biochar) ทาใหไ้ ด้ถา่ นไบโอชาร์ (Biochar) เปน็ คาร์บอนท่ีมีความบริสุทธ์ิสงู ไดจ้ าก กระบวนการแยกสลายด้วยความรอ้ น เฉล่ีย 500-700 องศาเซลเซียส โดยไม่ใชอ้ อกซิเจน (Pyrolysis) คุณสมบตั ิ ของถา่ นไบโอชาร์ คือมีรูพรุนเป็นจานวนมากเป็นท่อี ย่อู าศยั ของจุลนิ ทรีย์ เมือ่ ใส่ลงไปในดินจะชว่ ยในการระบาย อากาศ ทาหนา้ ที่ดูดยดึ ธาตอุ าหารมากกั เกบ็ ไว้ แล้วคอ่ ยๆ ปลอ่ ยธาตุอาหารให้แกพ่ ชื ลดความเป็นกรดของดนิ จงึ ทาใหพ้ ืชทีป่ ลูกโดยมีถ่านไบโอชารเ์ ปน็ สว่ นผสม จะมีการเจรญิ เตบิ โตเร็วกวา่ การเพาะปลกู พืชโดยท่ัวไป วัตถปุ ระสงค์ 1. อธบิ ายการผลิตไบโอชาร์โดยการบรู ณาการสะเตม็ ศกึ ษา 2. ออกแบบและปฏิบัติการผลิตไบโอชาร์โดยการบูรณาการสะเต็มศึกษา 3. เห็นความสาคญั ของการประยกุ ต์ใชไ้ บโอชารเ์ พ่ือการเกษตรและสงิ่ แวดล้อม เนอ้ื หา 1. การผลติ ไบโอชาร์โดยการบรู ณาการสะเตม็ ศึกษา 1.1 ปัญหาการเกษตรและสิ่งแวดล้อมของเกษตรกร 1.2 ความหมาย ความสาคญั และประเภทของชวี มวล 1.3 กระบวนการแยกสลายด้วยความร้อน (Pirolysis) 1.4 ความหมาย ความสาคัญ และประโยชน์ของไบโอชาร์ 1.5 สว่ นประกอบเตาเผาไบโอชาร์ 1.6 การผลติ ไบโอชาร์ 2. การออกแบบและปฏบิ ัตกิ ารผลิตไบโอชาร์โดยการบูรณาการสะเตม็ ศกึ ษา 2.1 การออกแบบเชงิ วิศวกรรมการผลติ ไบโอชาร์โดยการบรู ณาการสะเต็มศกึ ษา 2.1.1 การระบปุ ญั หา 2.1.2 การค้นหาแนวคดิ ทเี่ กี่ยวขอ้ ง 2

หน้า |3 2.1.3 การวางแผนและพัฒนา 2.1.4 การทดสอบและการประเมนิ ผล 2.1.5 การนาเสนอผลลพั ธ์ 2.2 การปฏบิ ตั ิการผลิตไบโอชาร์โดยการบูรณาการสะเต็มศึกษาตามการออกแบบเชงิ วิศวกรรม 3

ความเชื่อมโยงสะเต็มศกึ ษากับการบูรณาการวัฒนธรรมท้องถิน่ S : Science T : Technology E : Engin วทิ ยาศาสตร์ เทคโนโลยี วศิ วกรรม ความรู้ ประโยชน์ทไี่ ด้รับ กระบวนก 1. ก๊าซ 1. แปลงฟางข้าว ออกแบบ 2. การถา่ ยเท ใบไม้ กิง่ ไมเ้ ป็นแกส๊ 1. การระบ ความรอ้ น หงุ ตม้ และถา่ นไบ 2. การคน้ ห 3. กระบวนการ โอชาร์ปรับปรุงดิน ทีเ่ กี่ยวข้อง แยกสลายด้วย แทนการเผาทงิ้ 3. การวางแ ความร้อน 2. ลดมลพิษทาง การพัฒนา (Pyrolysis) อากาศและภาวะ 4. การทดส 4. กรด - เบส โลกรอ้ น การประเม 3. ลดการใช้ปุย๋ เคมี 5. การนาเ ผลลัพธ์ แผนผงั ความเช่ือมโยงสะเต็มศกึ ษากบั การบูรณาการวฒั นธรรม

หน้า |4 นทีส่ อดคลอ้ งกบั เนื้อหา “ไบโอชาร์ ถ่านชีวภาพเพื่อการเกษตร\" neering M : Mathematics C : Culture มศาสตร์ คณติ ศาสตร์ วฒั นธรรม ท้องถ่ิน การ ความรู้ ต้นกาเนดิ บการผลติ 1. การชัง่ ปรมิ าณของ ภมู ิปญั ญาการเผา บปุ ญั หา ถา่ นไบโอชาร์ทีจ่ ะ ชวี มวล เชน่ ใบไม้ หาแนวคิด ผสม กง่ิ ไม้ แกลบ แลว้ ง 2. การวดั อณุ หภมู ิ นาข้ีเถา้ หรือผง งแผนและ ขณะการเผา ถ่านที่ได้ไปผสม า ดนิ ปลูกเพอื่ เพ่ิม สอบและ ความรว่ นซยุ และ มินผล ธาตอุ าหารในดนิ เสนอ เพ่อื ให้ดินอมุ้ นา้ ได้ ดี มทอ้ งถ่นิ ที่สอดคลอ้ งกับเน้ือหา “ไบโอชาร์ ถา่ นชีวภาพเพ่อื การเกษตร” 4

หน้า |5 ข้ันตอนการจดั กิจกรรมการเรยี นรู้ ขน้ั ตอนที่ 1 กจิ กรรมการเรียนรปู้ ระสบการณท์ างวทิ ยาศาสตร์ (S : Science Experience Activity) 1. ผจู้ ัดกิจกรรมทกั ทาย และแนะนาตนเองกับผู้รบั บริการ รวมทั้งช้แี จงวัตถปุ ระสงค์ของฐานการเรียนรู้ เรอื่ ง ไบโอชาร์ “ถ่านชวี ภาพเพ่ือการเกษตร” ได้แก่ (1) อธบิ ายการผลิตไบโอชาร์โดยการบูรณาการสะเตม็ ศกึ ษา (2) ออกแบบและปฏิบัตกิ ารผลติ ไบโอชาร์โดยการบูรณาการสะเตม็ ศกึ ษา (3) เห็นความสาคญั ของการประยกุ ตใ์ ช้ไบโอชารเ์ พ่อื การเกษตรและส่งิ แวดล้อม หลังจากน้นั ผู้จัดกจิ กรรมให้ผู้รบั บรกิ ารทาแบบทดสอบก่อนเรียน เร่อื ง ไบโอชาร์ “ถ่านชวี ภาพเพื่อการเกษตร” เป็นการเรียนรสู้ ะเตม็ ศึกษาทบี่ ูรณาการกับวัฒนธรรมทอ้ งถนิ่ ซ่งึ สะเต็มศึกษาเป็นการบูรณาการวชิ าวทิ ยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ ทีผ่ ู้รับบริการจะได้ลงมือปฏบิ ัตเิ รียนรกู้ ารทางาน และใชค้ วามคิดใน ดา้ นตา่ งๆ ซง่ึ ผู้รบั บริการจะต้องแบบและสรา้ งสรรค์สง่ิ ท่ีต้องการพฒั นาหรือนวตั กรรมเพ่ือแก้ปัญหาในชวี ติ จริง รวมทัง้ การพฒั นาผลผลติ ใหม่ทเี่ ป็นประโยชนต์ อ่ การดารงชวี ิตและการประกอบอาชพี ผ่านประสบการณ์ในการทา กิจกรรมในครัง้ นี้ ซงึ่ กจิ กรรมดังกล่าวจะเป็นการบรู ณาการวฒั นธรรมท้องถน่ิ เขา้ ไปดว้ ย วฒั นธรรมเป็นทกุ สิ่งทกุ อยา่ งทม่ี นษุ ยส์ ร้างขน้ึ เพ่อื สร้างเสริมการดารงชีวติ ที่ดขี น้ึ มกี ารสืบทอดเป็นมรดกไปสู่คนร่นุ หลัง วัฒนธรรมจงึ แสดงถึงขีดความสามารถของมนษุ ยเ์ พือ่ สรา้ งองคค์ วามรู้ใหมๆ่ สาหรับการปรบั ตัว แก้ปัญหา พฒั นาวิถกี ารดาเนนิ ชวี ติ และตอบสนองความต้องการของมนุษย์ทั้งทางกายและใจ 2. ผู้จดั กิจกรรมให้ผรู้ ับบริการทาแบบทดสอบกอ่ นเรยี น เรื่องไบโอชาร์ ถ่านชวี ภาพเพือ่ การเกษตร 3. ผู้จัดกิจกรรมซักถามประสบการณเ์ ดมิ ของผู้รับบรกิ ารเก่ยี วกบั เรอื่ งท่จี ะเรยี นรู้ โดยสมุ่ ผรู้ ับบริการ จานวน 3 - 5 คน ตามความสมัครใจ ใหต้ อบคาถาม จานวน 4 ประเดน็ ดงั นี้ ประเด็นท่ี 1 “ทา่ นคิดว่า ปญั หาการเกษตรกบั ส่งิ แวดล้อม มเี รือ่ งอะไรบา้ ง อธิบายพอสงั เขป” ประเด็นท่ี 2 “ทา่ นคิดว่า ชีวมวล คอื อะไร และมีอะไรบา้ ง อธบิ ายพอสังเขป” ประเด็นที่ 3 “ท่าน รจู้ ักไบโอชาร์ หรือไม่” ประเด็นที่ 4 “ท่านคดิ วา่ ไบโอชาร์คอื อะไร มปี ระโยชน์อย่างไร สามารถนาไปใช้ในชีวติ ประจาวันได้ อย่างไร อธบิ ายพอสังเขป” 4. ผจู้ ดั กิจกรรมและผรู้ ับบรกิ าร แลกเปลยี่ นความคดิ เห็น และสรปุ ผลการเรียนรู้รว่ มกนั 5. ผูจ้ ัดกิจกรรมเชือ่ มโยงประสบการณเ์ ดมิ ของผรู้ ับบรกิ ารกบั เน้อื หาการเรยี นรู้ เรื่อง ไบโอชาร์ “ถา่ น ชีวภาพเพื่อการเกษตร” โดยบรรยายเรือ่ ง ไบโอชาร์ “ถา่ นชวี ภาพเพือ่ การเกษตร” ตามใบความรขู้ องผ้จู ดั กจิ กรรม เรอ่ื ง ไบโอชาร์ “ถา่ นชีวภาพเพ่ือการเกษตร” โดยบรู ณาการสะเตม็ ศึกษากับเน้อื หาท่เี รียนรู้ ซึง่ มีรายละเอยี ด หัวขอ้ ของเน้ือหาดงั นี้ การเรยี นร้สู ะเตม็ ศึกษาบรู ณาการวฒั นธรรมท้องถ่นิ เร่อื ง ไบโอชาร์ “ถ่านชวี ภาพเพอ่ื การเกษตร” 1. อธบิ ายการผลิตไบโอชาร์โดยการบูรณาการสะเตม็ ศึกษา (1.1) ปญั หาการเกษตรและสิ่งแวดลอ้ มของเกษตรกร (1.2) ความหมาย ความสาคัญ และประเภทของชีวมวล (1.3) กระบวนการแยกสลายดว้ ยความร้อน (Pirolysis) 5

หน้า |6 (1.4) ความหมาย ความสาคญั และประโยชน์ของไบโอชาร์ (1.5) สว่ นประกอบเตาเผาไบโอชาร์ (1.6) การผลิตไบโอชาร์ 2. เห็นความสาคญั ของการประยกุ ต์ใชไ้ บโอชารเ์ พื่อการเกษตรและสิง่ แวดล้อม หลงั จากน้นั ผจู้ ัดกิจกรรมเชอื่ มโยงการบรู ณาการสะเตม็ ศกึ ษากบั เน้ือหาท่เี รยี นรู้ ตามใบความรู้ของผจู้ ัด กิจกรรม เรื่องแผนผังความเช่อื มโยงสะเต็มศึกษากับการบูรณาการวฒั นธรรมท้องถ่ินที่สอดคล้องกับเน้อื หา “ไบ โอชารถ์ า่ นชวี ภาพเพ่อื การเกษตร” ดังน้ี 4.1 Science (วทิ ยาศาสตร์) ความรู้ (1) ก๊าซ (2) การถา่ ยเทค่ วามรอ้ น (3) กระบวนการแยกสลายด้วยความร้อน (Pirolysis) (4) กรด - เบส 4.2 Technology (เทคโนโลยี) ประโยชน์ที่ได้รบั (1) แปลงฟางข้าว ใบไม้ กง่ิ ไมเ้ ปน็ แกส๊ หุงตม้ และไบโอชาร์ปรบั ปรงุ ดนิ แทนการเผาท้งิ (2) ลดมลพิษทางอากาศและภาวะโลกรอ้ น (3) ลดการใช้ปุ๋ยเคมี 4.3 Engineering (วิศวกรรมศาสตร)์ กระบวนการออกแบบการผลติ (1) การระบุปัญหา (2) การค้นหาแนวคดิ ทเี่ กี่ยวข้อง (3) การวางแผนและการพฒั นา (4) การทดสอบและการประเมินผล (5) การนาเสนอผลลัพธ์ 4.4 Mathematics (คณิตศาสตร์) ความรู้ (1) การชัง่ ปริมาณส่วนผสมของไบโอชาร์ 4.5 C : Culture (วฒั นธรรม) ตน้ กาเนดิ ภมู ปิ ัญญาการเผาชีวมวล เช่น ใบไม้ กิ่งไม้ แกลบ แลว้ นาขเี้ ถา้ หรอื ผงถา่ นทไ่ี ดไ้ ปผสมดนิ ปลูกเพื่อเพ่ิมความรว่ นซยุ และธาตอุ าหารในดินเพ่อื ให้ดนิ อมุ้ นา้ ไดด้ ี 6

หน้า |7 5. ผ้จู ดั กิจกรรมแจกใบความรู้สาหรบั ผูร้ ับบริการ เรอ่ื ง ไบโอชาร์ “ถ่านชีวภาพเพือ่ การเกษตร” ให้ ผรู้ ับบรกิ ารไดร้ วบรวมและศึกษาเปน็ ขอ้ มลู รวมทง้ั แนวคิดเก่ยี วกบั สิ่งทจี่ ะเรยี นรู้ ประกอบการออกแบบวิธกี ารแก้ปญั หา โดยเช่อื มโยงสะเตม็ ศกึ ษาที่บรู ณาการกบั วฒั นธรรมทอ้ งถนิ่ หลงั จากน้ันผ้จู ัดกจิ กรรมและผ้รู บั บริการแลกเปล่ียนความ คิดเห็นและสรุปผลการเรยี นรูร้ ว่ มกนั ขั้นตอนที่ 2 กิจกรรมการเรียนรวู้ ิทยาศาสตรท์ ที่ ้าทาย (C : Challenge Learning Activity) 1. ผู้จดั กิจกรรมเชือ่ มโยงเข้าสู่เนือ้ หาในขัน้ ตอนที่ 1 เรือ่ ง ไบโอชาร์ “ถา่ นชีวภาพเพ่ือการเกษตร” โดย สมมุตสิ ถานการณ์ปัญหาวา่ หมู่บา้ นผ้รู ับบรกิ ารทาการเกษตร มีเศษชวี มวลเหลือท้ิงจานวนมาก จะมแี นวทางการ จดั การชีวมวลอย่างไร (แนวคาตอบ ฝงั กลบ ใชไ้ ฟเผา นาไปหมักทาปยุ๋ ) และให้ผู้รับบริการชมคลปิ วิดีโอเรอ่ื ง ไบ โอชาร์ “ถา่ นชีวภาพเพอ่ื การเกษตร” จากอินเตอร์เนต็ https://www.youtube.com/watch?v=s2bpOg5JsVA จานวน 5.07นาที หลงั จากน้นั ผู้จดั กิจกรรมเสนอสถานการณใ์ นชีวิตจริงท่ีเกีย่ วขอ้ ง ดงั ตวั อยา่ ง “หมบู่ ้านของผู้รบั บรกิ ารมีเศษชีวมวลจาการทาเกษตรเหลอื ทิง้ จานวนมาก จากการสอบถามพบว่า การ จัดการกบั ชวี มวล ส่วนใหญ่นาไปฝงั กลบ ใชไ้ ฟเผาโดยตรง และการนาไปหมกั ทาปยุ๋ ซงึ่ ประโยชน์ทีไ่ ด้จากเศษชีว มวลนั้นไมค่ ุ้มคา่ และกอ่ ให้เกิดมลพิษ ผรู้ ับบริการจะหาวธิ กี ารใดจัดการกบั เศษชวี มวลโดยใหม้ ลี ักษณะเหมอื นหรอื เปน็ ถ่าน และยงั คงรูปรา่ งเดิมมากทสี่ ุด โดยใช้เครื่องมอื ที่หาได้ง่าย (แนวคาตอบ ใชไ้ ฟเผาโดยตรง นาไปเผาโดยใช้ เตาเผา) ผู้จัดกิจกรรมอาจให้ผ้รู บั บรกิ ารร่วมกันอภิปรายวา่ วธิ กี ารที่ผ้รู ับบรกิ ารนาเสนอสามารถทาให้ชีวมวลเกดิ เป็นถ่านโดยไม่เป็นขี้เถาไดอ้ ย่างไร และเครอื่ งมอื ท่ีใช้ทาถา่ นตามวธิ ีทผี่ ู้รับบริการนาเสนอมานัน้ มีตน้ ทุนสงู และ ก่อใหเ้ กดิ มลพษิ หรอื ไม่ อย่างไรเพื่อใหเ้ กดิ ประโยชนส์ งู สุด” หลังจากน้นั ผูจ้ ัดกจิ กรรมอธบิ ายและสาธติ การผลิตไบโอชาร์ ตามใบความรู้สาหรบั ผู้จัดกจิ กรรมเร่ือง การ ผลติ ไบโอชาร์ พร้อมทงั้ ใหผ้ ้รู บั บรกิ ารรว่ มปฏบิ ตั ิในการสาธติ ของผู้จดั กิจกรรมด้วย 2. ให้ผู้รับบริการต้ังประเด็นข้อสงสัยหรือสิ่งที่อยากรู้ในกระบวนการหรือหลักการท่ีเก่ียวข้องจากการ สาธติ ของผจู้ ดั กจิ กรรม รวมไปถึงการนาไปประยุกต์ใช้ในชีวติ จริง 3. ผูจ้ ัดกิจกรรมและผรู้ บั บรกิ ารแลกเปลีย่ นความคดิ เหน็ และสรุปผลการเรยี นรรู้ ว่ มกนั ข้ันตอนท่ี 3 กจิ กรรมการสรปุ ผลการนาวิทยาศาสตรไ์ ปใชใ้ นชีวติ ประจาวนั (I : Implementation Conclusion Activity) 1. แบง่ ผูร้ ับบริการออกเปน็ กล่มุ ๆ ละ 5 – 10 คน ใหอ้ อกแบบปฏิบตั กิ าร โดยการวางแผนและดาเนินการ เกีย่ วกับการ ผลิตไบโอชาร์ โดยการบูรณาการสะเตม็ ศึกษา ตามใบกิจกรรมของผรู้ ับบริการเร่อื ง ออกแบบและ ปฏิบัตกิ ารผลติ ไบโอชาร์ โดยการบรู ณาการสะเตม็ ศึกษา ทง้ั นผี้ จู้ ดั กิจกรรมเตรียมวสั ดอุ ปุ กรณ์ให้กบั ผูร้ ับบรกิ ารในการออกแบบและปฏิบตั กิ จิ กรรมผลิตไบโอชาร์ โดยการบรู ณาการสะเตม็ ศกึ ษา (ฝาปิดถงั บรรจุชวี มวล/ถงั บรรจุชวี มวล/ท่อบรรจุเชอื้ เพลิง/ชีวมวล/ทจ่ี ุดไฟ/ ตะแกรงเหล็ก/อฐิ รองพื้น/ถุงมือผ้า/เหลก็ คบี ถ่าน/มีด/จอม/ปุ๋ยคอก/ดินปลูก) 2. ผรู้ บั บริการนาเสนอผลงานการออกแบบและปฏบิ ัติการทดลอง 7

หน้า |8 3. ใหผ้ ูร้ ับบริการตอบคาถามจากประสบการณ์ท่ีได้เรียนรผู้ า่ นกิจกรรมครง้ั นี้ ประเด็นท่ี 1 ในการผลติ ไบโอชาร์ ชีวมวลมกี ารเปล่ยี นแปลงอยา่ งไร ประเดน็ ท่ี 2 ไบโอชาร์ทไี่ ด้มลี กั ษณะอยา่ งไร ประเด็นท่ี 3 ท่านได้ความรู้ในด้านวิทยาศาสตร์ในกิจกรรม ไบโอชาร์ “ถ่านชีวภาพเพ่ือ การเกษตร” บ้างหรือไม่ อย่างไร ประเด็นท่ี 4 ท่านได้ความรู้ในด้านคณิตศาสตร์ในกิจกรรม ไบโอชาร์ “ถ่านชีวภาพเพื่อ การเกษตร” บ้างหรือไม่ อย่างไร ประเดน็ ท่ี 5 ทา่ นใช้อนิ เตอร์เนต็ สบื ค้นขอ้ มลู บ้างหรอื ไม่ สบื คน้ ในเร่อื งใดบา้ ง ประเดน็ ท่ี 6 ท่านใชก้ ระบวนการเทคโนโลยใี นกิจกรรม ไบโอชาร์ “ถา่ นชีวภาพเพอ่ื การเกษตร” บา้ งหรอื ไม่ อย่างไร 4. ให้ผู้รบั บรกิ ารตอบคาถามโดยสุม่ ผู้รับบรกิ าร จานวน 3 – 5 คน ตามความสมัครใจ ให้ตอบคาถามใน ประเดน็ “ทา่ นจะนาความรู้ เรื่อง ไบโอชาร์ “ถ่านชีวภาพเพือ่ การเกษตร” ไปประยกุ ต์ใชใ้ นการแกป้ ัญหาหรอื ใช้ ประโยชนใ์ นชีวติ จริงไดอ้ ย่างไร 5. ผู้จัดกจิ กรรมและผรู้ ับบรกิ ารแลกเปลยี่ นความคดิ เหน็ และสรุปผลการเรียนรูร้ ่วมกัน ตาม PowerPoint เรอื่ งการสรปุ ผลการเรยี นรู้เรอ่ื ง ไบโอชาร์ “ถา่ นชีวภาพเพอ่ื การเกษตร” 6. ใหผ้ ูร้ บั บริการทาแบบทดสอบหลงั เรยี น เรือ่ ง ไบโอชาร์ “ถา่ นชวี ภาพเพอ่ื การเกษตร” 7. ใหผ้ รู้ บั บรกิ ารทาแบบประเมินความพงึ พอใจทีม่ ตี อ่ กิจกรรมการเรยี นรเู้ รอ่ื งไบโอชาร์ ถา่ นชวี ภาพเพอื่ การเกษตร ส่ือ วสั ดอุ ปุ กรณ์ และแหลง่ การเรยี นรู้ 1. แบบทดสอบก่อนเรียน เรอ่ื ง ไบโอชาร์ ถ่านชีวภาพเพ่ือการเกษตร 2. ใบความรขู้ องผจู้ ัดกิจกรรม เรือ่ ง การผลิตไบโอชาร์ โดยการบรู ณาการสะเต็มศึกษา 3. ใบความรู้ของผู้จัดกิจกรรม เร่ืองแผนผังกระบวนการและเน้ือหา สะเต็มศึกษาบูรณาการวัฒนธรรม ท้องถ่ิน “ไบโอชาร์ ถา่ นชีวภาพเพ่ือการเกษตร” 4. ใบความรู้สาหรบั ผู้รับบรกิ าร เร่อื ง ไบโอชาร์ ถา่ นชวี ภาพเพือ่ การเกษตร 5. คลิปวดิ ีโอเรอื่ ง ไบโอชาร์ ถา่ นชีวภาพเพอ่ื การเกษตร 6. ใบความรู้สาหรับผ้จู ัดกจิ กรรมเร่ือง การผลติ ไบโอชาร์ 7. ใบกจิ กรรมของผูร้ ับบรกิ ารเรือ่ ง ออกแบบและปฏบิ ัติการผลติ ไบโอชาร์ โดยการบรู ณาการสะเต็มศกึ ษา 8. วัสดุอุปกรณ์ให้กับผู้รับบริการในการออกแบบและปฏิบัติการผลิตไบโอชาร์โดยการบูรณาการสะเต็ม ศึกษา (ฝาปิดถังบรรจชุ วี มวล/ถงั บรรจชุ วี มวล/ท่อบรรจเุ ชือ้ เพลิง/ชวี มวล/ทีจ่ ุดไฟ/ตะแกรงเหลก็ /อฐิ รองพนื้ /ถุงมือ ผ้า/เหลก็ คบี ถา่ น/มดี /จอม/ปยุ๋ คอก/ดนิ ปลกู ) 9. PowerPoint เร่ืองการสรุปผลการเรียนรู้เร่ือง เรอื่ งไบโอชาร์ ถ่านชวี ภาพเพือ่ การเกษตร 10. แบบทดสอบหลังเรยี น เรือ่ ง เรื่องไบโอชาร์ ถ่านชวี ภาพเพอ่ื การเกษตร 11. แบบประเมินความพึงพอใจทีม่ ีตอ่ กจิ กรรมการเรยี นร้เู รอื่ งเรื่องไบโอชาร์ ถ่านชวี ภาพเพอื่ การเกษตร 8

หน้า |9 การวัดและประเมินผล 1. สังเกตพฤติกรรมการมีสว่ นร่วม ความตง้ั ใจ และความสนใจของผูร้ ับบริการ 2. ผลการทดสอบก่อนและหลงั เรยี น 3. ผลการออกแบบและสรา้ งสรรคน์ วัตกรรมและสง่ิ ทตี่ ้องการพัฒนา/ชน้ิ งาน/ผลงาน 4. ผลการประเมนิ ความพงึ พอใจในการเขา้ ร่วมกจิ กรรม 9

ห น ้ า | 10 บันทึกผลหลงั การจัดกิจกรรมการเรยี นรู้ ผลการใชแ้ ผนการจดั กิจกรรมการเรียนรู้ 1. จานวนเน้ือหากับจานวนเวลา  เหมาะสม  ไม่เหมาะสม ระบเุ หตุผล……………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 2. การเรียงลาดับเน้อื หากบั ความเข้าใจของผรู้ บั ริการ  เหมาะสม  ไมเ่ หมาะสม ระบุเหตุผล……………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 3. การนาเขา้ สบู่ ทเรียนเนอื้ หาแต่ละหวั ข้อ  เหมาะสม  ไม่เหมาะสม ระบเุ หตผุ ล……………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 4. วธิ กี ารจดั กิจกรรมการเรียนรู้กับเนื้อหาในแตล่ ะข้อ  เหมาะสม  ไม่เหมาะสม ระบเุ หตผุ ล……………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 5. การประเมนิ ผลกับวัตถุประสงค์ในแต่ละเนื้อหา  เหมาะสม  ไม่เหมาะสม ระบเุ หตุผล……………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ผลการเรยี นรู้และผรู้ บั บรกิ าร ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ผลการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ของผู้จกั ิจกรรม ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ขอ้ เสนอแนะ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 10

แบบทดสอบก่อนเรียน ห น ้ า | 11 11 เรอ่ื ง ไบโอชาร์ “ถ่านชีวภาพเพอ่ื การเกษตร” คาชแ้ี จง 1. แบบทดสอบจานวน 10 ข้อ ข้อละ 1 คะแนน คะแนนเตม็ 10 คะแนน 2. ใหเ้ ลือกคาตอบทถ่ี ูกที่สดุ เพยี งข้อเดียว คาชแี้ จง 1. แบบทดสอบจานวน 10 ขอ้ ขอ้ ละ 1 คะแนน คะแนนเต็ม 10 คะแนน 2. ใหเ้ ลือกคาตอบท่ีถูกที่สดุ เพียงข้อเดยี ว 1. ข้อใดหมายถงึ ชีวมวล ก. แกลบ ข. กล่องนม ค. ถุงพลาสตกิ ง. ถา่ นไฟฉาย 2. การเผาไหมช้ วี มวลทาให้เกิดกา๊ ซอะไรลอยขนึ้ สู่ชนั้ บรรยากาศ ก. ก๊าซออกซเิ จน ข. ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ค. กา๊ ซไนโตรเจน ง. ก๊าซซัลเฟอรไ์ ดออกไซด์ 3. กา๊ ซท่ีมนุษยใ์ ชส้ าหรบั หายใจคือก๊าซอะไร ก. ก๊าซออกซิเจน ข. กา๊ ซไนโตรเจน ค. ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ง. ก๊าซมีเทน 4. ผลผลติ ของการไพโรไลซิสจะประกอบดว้ ยอะไรบา้ ง ก. กา๊ ซออกซิเจน ข. ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ค. กา๊ ซไนโตรเจน ง. ของแข็ง ของเหลว และแกส๊ 5. การแยกสลายดว้ ยความรอ้ นตอ้ งใช้ความร้อนก่ีองศา ก. 500 – 700 องศา ข. 400 – 500 องศา ค. 200 – 300 องศา

ห น ้ า | 12 ง. 200 – 500 องศา 6. การทาให้ชวี มวลได้รบั ความร้อนแบบไม่ได้เผาโดยตรง แล้วเปลี่ยนไปเปน็ ถา่ นไบโอชาร์เรียกวา่ อะไร ก. การแชค่ วามร้อน ข. การถา่ ยเทความร้อน ค. การให้ความรอ้ น ง. ผิดทุกขอ้ 7. ถา่ นไบโอชาร์มคี ุณสมบตั ิเปน็ อะไร ก. เบส ข. กรด ค. ด่าง ง. กลาง 8. รพู รุนของถ่านไบโอชาร์มีประโยชนอ์ ยา่ งไร ก. สาหรบั เก็บน้าและเปน็ ทีอ่ ยู่ของจุลนิ ทรีย์ ข. เป็นที่อยู่ของไส้เดือน ค. เป็นที่อยขู่ องรากพืช ง. ถกู ทุกข้อ 9. ข้อใดคือประโยชน์ของถ่านไบโอชาร์ ก. ใชป้ ระกอบอาหาร ข. เปน็ ส่วนผสมของเครือ่ งสาอาง ค. ใช้ปรบั ปรุงบารงุ ดนิ ง. ใชผ้ สมกาแฟดา 10. ข้อใดคือดนิ มีปญั หายาแย่อยา่ งหนัก ก. มธี าตุอาหารตา่ ข. มคี วามแขง็ มาก ค. การดดู ซมึ นา้ ไม่ด/ี กักเก็บน้าได้น้อย ง. ถูกทกุ ขอ้ 12

ห น ้ า | 13 ใบความรู้สาหรบั ผู้จดั กจิ กรรม เร่ือง ไบโอชาร์ “ถา่ นชวี ภาพเพ่อื การเกษตร” ปัญหาการเกษตรและสิ่งแวดล้อมของเกษตรกร กา๊ ซ อากาศ เป็นหนง่ึ ในปัจจยั สาคัญทีค่ นเราไมอ่ าจขาดได้ ซง่ึ ในอากาศทห่ี ายใจทกุ วัน มที ัง้ ฝนุ่ ละออง ก๊าซ ตา่ งๆ ท่ีปลดปลอ่ ยจากยวดยานพาหนะ ปล่องโรงงานอตุ สาหกรรมการกอ่ สรา้ ง รวมถงึ การเผาตอซัง ฟางขา้ วและ วัสดทุ างการเกษตร จะมีผลกระทบต่อสขุ ภาพของประชาชน โดยเฉพาะอย่างยิง่ ในชุมชนเมืองใหญท่ ี่แออดั ไปด้วย ผู้คน โดยแหล่งกาเนดิ ในแต่ละพนื้ ที่จะแตกต่างกนั ไป โดยเขตเมืองจะมแี หล่งกาเนิดจากยานพาหนะ พ้นื ท่ีชนบท หรอื ชมุ ชนในตา่ งจังหวดั จะมีปญั หาฝุ่นละอองจากการเผาในทโี่ ลง่ ท้ังจากพ้นื ทก่ี ารเกษตร การเผาขยะในชมุ ชน และไฟป่า การเผาตอซัง ฟางข้าวและเศษวสั ถุทางการเกษตร เปน็ แหล่งกาเนิดของมลพิษทางอากาศหลักแหล่ง หนึง่ ท่กี ่อใหเ้ กิดสารมลพษิ ทางอากาศ และทาลายสง่ิ แวดล้อม ไดแ้ ก่ ทาใหเ้ กดิ ก๊าซต่างๆ ท่ีเกดิ จากการเผาไหม้ เชน่ ก๊าซคารบ์ อนมอนอกไซด์ ก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ สารอนิ ทรยี ์ระเหย รวมทงั้ ฝ่นุ ละออง ควนั เถ้า เขม่า ซึง่ ลว้ นแตม่ ีผลกระทบตอ่ สุขภาพอนามยั ของมนษุ ย์ กอ่ ให้เกดิ ความเดือดรอ้ นราคาญและเปน็ สาเหตุของการเกิด อุบตั เิ หตุ โดยเฉพาะอยา่ งย่ิงการเผาหญ้าหรอื ขยะรมิ ทางจราจรจะเป็นสาเหตขุ องอบุ ัตเิ หตุบนทอ้ งถนน ทาให้ สญู เสยี ชีวิตและทรัพยส์ ิน นอกจากนกี้ ารเผาตอซังและฟางขา้ วเป็นสาเหตุหน่งึ ท่ีทาให้เกดิ ไฟป่าเผาไหมแ้ หลง่ ทรัพยากรธรรมชาติในพ้นื ท่ีกว้าง ผลกระทบของก๊าซมลพิษ 1. คารบ์ อนมอนอกไซด์ เป็นกา๊ ซทเ่ี กดิ ขนึ้ จากการเผาไหม้ไมส่ มบรู ณ์ของสารประกอบคาร์บอน เปน็ ก๊าซท่ีไมม่ ีสีรสและกลนิ่ เบากวา่ อากาศทั่วไป เมื่อหายใจเขา้ ไปกา๊ ซน้จี ะรวมตวั ฮโี มโกลบิน (haemoglobin) ใน เม็ดเลอื ดแดงได้มากกว่าออกซเิ จนถึง 200-250 เท่า เกดิ เป็นคารบ์ อกซฮี โี มโกลบนิ (Carboxyhemoglobin) ทา ใหเ้ ม็ดเลือดแดงไม่สามารถรบั O 2 ไดต้ ามปกติร่างกายได้รับ O 2 น้อยลงและหวั ใจต้องสูบฉดี โลหิตมาก ข้ึน เพ่อื ทาใหโ้ ลหิตผ่านปอดมากขน้ึ จะได้มีการรบั O 2 ให้มากขึน้ หวั ใจและปอดจะตอ้ งทางานหนกั ขน้ึ อาการ ทัว่ ไปเมอ่ื ร่างกายไดร้ ับ CO คือ วิงเวยี นศีรษะหายใจอึดอัด คลนื่ ไส้อาเจียน ปวดศรี ษะมนึ งง หากรา่ งกายไดร้ บั คารบ์ อนไดออกไซดม์ ากอาจช็อกหมดสติหรอื ตายได้ 2. ก๊าซออกไซด์ของไนโตรเจน ออกไซดข์ องไนโตรเจนประกอบด้วยไนตรสั ออกไซด์ ( N 2O) ไนตริกออก ไซด์ (NO) ไดไนโตรเจน ไตรออกไซด์ ( N 2O 3) ไนโตรเจนไดออกไซด(์ N 2O) ไดไนโตรเจนเตตราออกไซด(์ N 2O 4) และไดไนโตรเจนเพนตะออกไซด์ ( N 2O 5) โดยทั่วไปก๊าซที่ทาใหเ้ กิดมลพษิ ทางอากาศ คือ ก๊าซไนตริกอ อกไซด์ (NO) และกา๊ ซไนโตรเจนไดออกไซด์ ( NO 2) 3. ก๊าซไนตริกออกไซด์ (NO) เป็นกา๊ ซเฉื่อยมีคุณสมบัติเป็นยาสลบ เป็นก๊าซไม่มสี ีและกลิ่น ใน ธรรมชาติทวั่ ไปพบในปรมิ าณนอ้ ยกว่า 0.5 ppm. ละลายน้าไดเ้ ลก็ นอ้ ย ส่วนไนโตรเจนไดออกไซด์ ( NO 2) เป็น กา๊ ซสนี ้าตาล ถ้ามีจานวนมากจะมองเห็น กา๊ ซท้ังสองชนดิ จะเกิดข้นึ เองตามธรรมชาติ ไดแ้ ก่ ฟ้าผ่า ฟา้ แลบ ภูเขาไฟระเบิด หรืออาจเกดิ จากกลไกของจุลนิ ทรยี ์ และนอกจากนี้อาจเกดิ จากมนุษย์ เช่น อุตสาหกรรม 13

ห น ้ า | 14 ผลติ กรดไนตริก และกรดกามะถนั และโรงงานผลิตวตั ถรุ ะเบดิ และการเผาไหม้เของเครอื่ งยนต์ เป็นตน้ กา๊ ซไน ตริกออกไซด์ทาปฏกิ ิริยากบั โอโซนในบรรยากาศจะเกิดเปน็ ไนโตเจนไดออกไซด์และออกซิเจน ในทางตรงกนั ขา้ ม เมอ่ื มแี สงแดดจะทาให้ไนโตรเจนออกไซดเ์ กดิ ปฏิกิริยาผันกลับ โดยท่ัวไป กา๊ ซ NO 2 ไมเ่ ป็นอันตรายต่อร่างกาย เกดิ อันตราย แต่ NO 2 จะรวมตัวกับนา้ ในอากาศเป็น H NO 3 (กรดไนตริก) ซง่ึ มีฤทธ์กิ ัดกรอ่ 4. ซัลเฟอร์ออกไซด์ (SO x ) ออกไซดซ์ ลั เฟอร์ประกอบด้วย SO 2 และ SO 3 โดยทวั่ ไปมกั เขยี นแทนซัลเฟอร์ออกไซด์ ดว้ ย SO x ซัลเฟอรไ์ ดออกไซด์ ( SO 2) เป็นกา๊ ซไม่มีสี ไม่ติดไฟ มกี ล่ินแสบ จมกู ละลายไดด้ ใี นนา้ โดยจะเปลยี่ นเป็นกรดซัลฟรู ิก ในธรรมชาตทิ ่วั ไปจะมปี ริมาณนอ้ ยในบรรยากาศ คือ 0.02 - 0.1 ppm. แต่ถ้าพบในปริมาณสงู แลว้ ส่วนมากจะเกิดจากการเผาไหม้ โดยใช้เชื้อเพลงิ หรือวัสดุทม่ี ี กามะถนั เป็นส่วนประกอบปฏิกิริยาการเกดิ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ( SO 2) ถา้ SO 2 ทาปฏิกรยิ ากบั O 2 ในอากาศจะได้ SO 3 ย่ิงถา้ ในบรรยากาศมตี วั เรง่ ปฏิกริ ิยา เชน่ มังกานสี เหล็ก หรือกลุ่ม metallic oxide จะทา ให้ปฏกิ ริยาเร็วข้ึน ถา้ ในบรรยากาศ มีละอองนา้ หรือความชื้นสงู SO 2 จะเกดิ การรวมตัวเปน็ ฝนกรด (acid rain) ซึ่งจะสง่ ผล กระทบตอ่ ระบบนิเวศ ปา่ ไม้ แหล่งน้า สิ่งมชี วี ติ และมีฤทธ์กิ ดั กรอ่ นอาคาร ปรากฏการณ์เรือนกระจก ปรากฏการณเ์ รือนกระจก (Greenhouse effect) คือ ปรากฏการณ์ที่โลกมอี ุณหภมู ิสูงข้นึ เนอื่ งจาก พลงั งานแสงอาทติ ย์ ในชว่ งความยาวคล่นื อินฟราเรดท่สี ะทอ้ นกลับถูกดูดกลนื โดยโมเลกลุ ของไอ นา้ คารบ์ อนไดออกไซด์ C 2O มีเทน (CH 4) ไนตรัสออกไซด์ ( N 2O) และ CFCs ในบรรยากาศทาให้โมเลกลุ เหลา่ นี้มีพลงั งานสูงขน้ึ มกี ารถา่ ยเทพลังงานซงึ่ กันและกันทาใหอ้ ุณหภมู ิในชั้นบรรยากาศสูงขนึ้ การถ่ายเทพลังงาน และความยาวคลน่ื ของโมเลกลุ เหลา่ นต้ี ่อๆ กันไป ในบรรยากาศทาใหโ้ มเลกุลเกิดการสนั่ การเคลอื่ นไหวตลอดเวลา และมาชนถกู ผวิ หนงั ของเราทาให้เรารู้สึกรอ้ น ดงั ภาพ 14

ห น ้ า | 15 เรือนกระจก ในประเทศในเขตหนาวมกี ารเพาะปลกู พืชโดยอาศยั การควบคมุ อุณหภมู ิความร้อนโดยใชห้ ลักการทพี่ ลงั งาน ความร้อนจากแสงอาทิตย์ส่องผ่านกระจก แตค่ วามร้อนทอ่ี ย่ภู ายในเรือนกระจกไมส่ ามารถสะท้อนกลับออกมา ทาให้อุณหภมุ ภิ ายในสงู ขนึ้ เหมาะแกก่ ารเพาะปลูกของพืช จึงมีการเปรยี บเทียบปรากฏการณ์ท่อี ุณหภูมขิ องโลก สงู ขึน้ นีว้ า่ ภาวะเรือนกระจก (Greenhouse effect) ดังภาพ ก๊าซที่มบี ทบาทในการทาให้เกดิ ปรากฏการณโ์ ลกมอี ณุ หภูมิสงู ข้นึ - กา๊ ซคาร์บอนไดออกไซด์ ( CO 2) เป็นกา๊ ซท่ีสะสมพลงั งานความรอ้ นในบรรยากาศโลกไว้มากทีส่ ุด และมีผล ทาให้อุณหภูมิของโลกสูงขึ้นมากท่ีสุด ในบรรดากา๊ ซเรอื นกระจกชนิดอื่นๆ CO 2 สว่ นมากเกิดจากการกระทา ของมนษุ ย์ เชน่ - การเผาไหมเ้ ช้อื เพลงิ - การผลิตซีเมนต์ - การเผาไม้ทาลายป่า - ก๊าซมีเทน ( CH 4) เปน็ กา๊ ซทีเ่ กิดขน้ึ เองตามธรรมชาติ จากมูลสัตว์เลย้ี ง เช่น ววั ควาย การเผาไหม้ เชื้อเพลงิ ถา่ นหิน และกา๊ ซธรรมชาติ - กา๊ ซไนตรัสออกไซด์ ( N 2O) เกดิ ข้นึ เองตามธรรมชาติ การใชป้ ุ๋ย มูลสัตว์ทย่ี อ่ ยสลาย การสันดาปของน้ามัน เช้ือเพลงิ จากอตุ สาหกรรมท่ใี ช้กรดไนตริกในขบวนการผลติ เชน่ อุตสาหกรรมเคมี อุตสาหกรรมพลาสตกิ บาง ชนิด อุตสาหกรรมผลติ เส้นใยไนลอน 15

ห น ้ า | 16 - คลอโรฟลโู อโรคาร์บอน (Chlorofluorocarbon-CFCs) เป็นสารสงั เคราะหท์ ่ใี ชใ้ นอตุ สาหกรรม ประกอบดว้ ย คารบ์ อน (C) คลอรนี (Cl) และฟลอู อรนี (F) ซ่งึ เป็นสารทที่ าลายชัน้ บรรยากาศโอโซนเปน็ สาเหตุ ทาให้อุณหภมู ิโลกสงู ขนึ้ รงั สเี หนือมว่ งชนิด B หรือ Ultraviolet B สง่ มายงั ผิวโลกมากขนึ้ ซ่งึ ส่วนใหญ่ใชใ้ น อุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เครื่องทาความเยน็ ในตู้เย็น เครื่องปรับอากาศ โฟม กระป๋องสเปรย์ สารดับเพลงิ สาร ชะลา้ ง ในอุตสาหกรรมอิเล็คทรอนิคส์ ในปจั จุบนั มกี ารตระหนกั ถงึ ความสาคัญของชั้นโอโซนมากขึ้นและพบวา่ สาเหตหุ ลกั ของปัญหาชนั้ โอโซน ถูกทาลายนั้นมาจากสารกลุ่ม CFCs เปน็ หลกั นอกจากนยี้ งั เก่ยี วข้องกบั สารเคมใี นกลุ่มแฮโลคารบ์ อน ซ่ึง ประกอบดว้ ยอะตอมของคลอรีน ฟลูออรีน โบรมนี คารบ์ อน และไฮโดรเจน ภาพแสดงการถกู ทาลายของช้ันโอโซนจากสารกลุ่ม CFCs จากการสารวจโอโซนทบี่ รเิ วณขว้ั โลกใต้ ในปี พ. ศ. 2528 พบหลมุ โอโซนท่ีขว้ั โลก ใต้ (Antartic ozone hole) ซึ่งการถกู ทาลายน้ีจะเกยี่ วขอ้ งกับสารคลอรนี เสมอ ทาใหป้ ระเทศในกลุ่มซกี โลก ตะวันตกและองค์การสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติมีมาตรการดาเนนิ การเพอ่ื ป้องกนั และมขี อ้ กาหนดต่างๆ ข้ึน 16

ห น ้ า | 17 ความหมาย ความสาคญั และประเภทของชวี มวล ชีวมวล (Biomass) คอื สารอนิ ทรยี ท์ ีเ่ ปน็ แหล่งกักเก็บพลังงานจากธรรมชาติและสามารถนามาใชผ้ ลิต พลังงานได้ สารอินทรีย์เหลา่ น้ไี ด้มาจากพืชและสัตวต์ ่างๆ เช่น เศษไม้ ขยะ วสั ดเุ หลอื ใชท้ างการเกษตร การใช้งาน ชีวมวลเพอื่ ทาใหไ้ ด้พลงั งานอาจจะทาโดยนามาเผาไหม้เพ่ือนาพลงั งานความรอ้ นทไี่ ดไ้ ปใชใ้ นกระบวนการผลิต ไฟฟา้ ทดแทนพลังงานจากฟอสซลิ (เช่น นา้ มัน) ซ่ึงมีอยู่อย่างจากัดและอาจหมดลงได้ ชีวมวลเล่านมี้ ีแหล่งที่มาต่าง ๆ กนั อาทิ พชื ผลทางการเกษตร (agricultural crops) เศษวสั ดเุ หลอื ทง้ิ การเกษตร (agricultural residues) ไม้ และเศษไม้ (wood and wood residues) หรอื ของเหลือจากจากอุตสาหกรรมและชมุ ชน ประเภทของชีวมวล ประเภทของชีวมวลแบง่ ออกเปน็ 6 ประเภทจากแหล่งกาเนิดของชวี มวลนน้ั ๆ (Hoogwijk et al., 2003 และ นคร, 2553) ซ่งึ ได้แก่ 1. ชวี มวลท่ีเกดิ จากการเพาะปลูก ซึ่งชีวมวลประเภทน้มี กี ารปลกู ขึ้นมาแลว้ เหลือจากใช้ในจุดประสงค์ หลักของการปลกู เชน่ ปลกู เพ่ือเป็นอาหารแก่คนหรือสัตว์ หรือปลกู ข้ึนมาเพอ่ื ใช้เป็นเชือ้ เพลิงชวี มวลโดยตรง ชวี มวลประเภทนี้ เช่น ปาล์มน้ามัน, ข้าวโพด, ถว่ั เหลอื ง และ มันสาปะหลงั เป็นต้น 2. ชวี มวลที่เกิดขึ้นหลงั การเกดิ ไฟไหมป้ ่า ชวี มวลชนดิ นีจ้ ะเกิดขึน้ หลงั มกี ารเกิดไฟไหมป้ ่าท่ีเกดิ ข้นึ เองตาม ธรรมชาติเปน็ ประจา โดยชวี มวลประเภทนีส้ ว่ นใหญเ่ ป็นพวกเศษกง่ิ ไม้ และลาต้น ของต้นไม้ทีห่ ลงเหลือจากไฟ ไหมป้ า่ 3. ชีวมวลที่เกดิ ขึน้ จากของเสียทางการเกษตร ชีวมวลประเภทนีจ้ ะเกิดขนึ้ ระหวา่ งการเกบ็ เกยี่ วและการ แปรรปู พชื ผลทางการเกษตร เช่น แกลบ, ฟางข้าว, กะลาปาลม์ และ กาบ 4. ชีวมวลท่ีเกิดขน้ึ ในป่าและอุตสาหกรรมป่าไม้ ชีวมวลประเภทน้สี ามารถหาได้ในปา่ เช่น เศษใบไม้ กิ่งไม้ ทีห่ ักจากตน้ ไม้ ต้นไม้ท่ีตายไปแลว้ หรอื แมก้ ระทัง้ ของเสียท่ีเกิดจากอุตสาหกรรมการแปรรูปไม้ เชน่ ข้เี ล้อื ย และ ปีกไมเ้ ป็นตน้ 5. ชีวมวลจากมูลสตั ว์ ชีวมวลประเภทนีเ้ ป็นสิง่ ปฏิกลู ท่เี กิดจากการขับถ่ายของสตั ว์ เชน่ มลู วัว มูลแพะ มูลไก่ เป็นตน้ ซ่ึงชวี มวลเหล่านจ้ี ะมีความชน้ื ท่ีสงู มาก 6. ชีวมวลจากขยะชุนชน ชีวมวลประเภทนี้คือขยะท่ีเราทง้ิ กันทุก ๆ วนั ซึ่งสามารถเรียกอกี ชือ่ หน่งึ วา่ ขยะชมุ ชน (Municipal Solid Waste) 17

ห น ้ า | 18 กระบวนการแยกสลายด้วยความรอ้ น (Pirolysis) ไพโรไลซิส (Pyrolysis) ไพโรไลซสี (Pyrolysis) คือกระบวนการกลั่นสลาย (Destructive distillation) ในท่ีทไี่ มม่ อี อกซิเจน ผลผลติ ของการไพโรไลซสิ จะประกอบด้วย ของแข็ง ของเหลว และแกส๊ โดยของแข็งท่ีได้กค็ ือคาร์บอน ของเหลวก็ คือเอท็ ทีลีน และแก๊ส คอื มีเทน ทั้งหมดจะเป็นเช้ือเพลงิ ทีส่ ามารถนาไปใช้ไดต้ อ่ ไป กระบวนการไพโรไลซิสที่ แท้จรงิ จะตอ้ งปอ้ นความรอ้ นใหส้ ารอินทรียห์ รือสารประกอบไฮโดรคารบ์ อนทีป่ อ้ นเข้าส่รู ะบบทไี่ ม่มแี กส๊ ออกซเิ จน การประยกุ ตใ์ ช้กระบวนการไพโรไลซิสก็คอื กระบวนการแก๊สซิฟิเคชนั (Gasification) ซงึ่ เป็นการปอ้ นออกซเิ จน จานวนจากัดเข้าสูร่ ะบบ ออกซิเจนท่ีปอ้ นเขา้ อาจเปน็ ออกซเิ จนบริสุทธิ์หรืออากาศ กระบวนการเติมออกซิเจนจะ ช่วยให้ระบบสามารถผลิตความรอ้ นไดพ้ อทจี่ ะทาใหร้ ะบบเดินไดด้ ้วยตัวเองอย่างตอ่ เน่ือง เน่ืองจากปฏิกิรยิ าในการ เติมออกซิเจนจะเปน็ ปฏิกริ ิยาคายความร้อน สว่ นปฏิกริ ยิ าในการลดออกซิเจนจะเปน็ ปฏิกิรยิ ารับความร้อน ซ่ึงจะ ข้นึ อยู่กบั ปรมิ าณความร้อนหรือออกซิเจนท่ีป้อนเขา้ ตวั แปรสาคญั 2 ตวั ในระบบ ไพโรไลซิสคอื อุณหภมู ขิ องการ ไพโรไลซ์ และอัตราความเรว็ ในการทาให้เชอ้ื เพลิงมีอุณหภมู ถิ ึงระดบั ไพโรไลซ์ท่ตี ้องการ การเลอื กของตวั แปรด้าน ระดบั อณุ หภมู แิ ละอตั ราความเร็วของการให้ความร้อนจะเปน็ ตัวกาหนดลกั ษณะผลผลิตท่ีได้ ระบบไพโรไลซสิ ทใี่ ช้ อณุ หภมู ิสงู และอตั ราการเพมิ่ อณุ หภมู ชิ า้ ผลผลิตทไ่ี ด้ส่วนใหญ่จะเป็นแก๊ส ส่วนระบบทีใ่ ช้อณุ หภูมิต่าและการเพ่มิ อณุ หภูมชิ ้า ผลผลิตที่ได้สว่ นใหญจ่ ะเปน็ ของแขง็ (ถา่ น) เทคนิคในการควบคมุ อุณหภูมิของระบบทาได้ไม่ยาก แต่ เทคนคิ ในการ8 ควบคุมอัตราความเรว็ ในการให้ความรอ้ นยังถอื ว่าเปน็ เรอ่ื งท่ที าได้คอ่ นข้างยาก ไพโรไลซสิ (และ แก๊สซิฟิเคชนั ) มีข้อดีในการกาจัดขยะมูลฝอยทางทฤษฎีหลายประการ โดยเฉพาะมีผลดที างสิง่ แวดลอ้ มมาก เนอ่ื งจาก เกดิ มลพษิ น้อย และผลผลติ ไดเ้ ปน็ เช้อื เพลิงทใี่ ช้ประโยชนไ์ ดห้ ลายชนดิ ด้วยเหตุน้ีจงึ ดเู หมอื นวา่ การ ประยุกต์ใช้ระบบไพโรไลซิสกบั ขยะมูลฝอยแหง้ นา่ จะเป็นวิธกี ารท่เี หมาะสมมาก การสร้างเครื่องจักรที่มรี ะบบ รว่ มกนั ทัง้ ไพโรไลซิสและแกส๊ -ซิฟเิ คชั่นจะชว่ ยใหร้ ะบบมีความเสถียรมากข้ึน และยงั เปน็ การใช้พลงั งานหมุนเวยี น ในตวั เองโดยไมต่ ้องพึ่งพลงั งานจากภายนอกอกี ดว้ ย โดยสรปุ กระบวนไพโรไลซีสมจี ุดดีหลายประการ โดยเฉพาะ อยา่ งยงิ่ กระบวนการแกส๊ ซิฟเิ คชนั สามารถผลติ ก๊าซเชื้อเพลงิ ท่ีมคี ุณค่าและมลู ค่าสูง ข้อได้เปรียบของระบบแก๊สซิฟิ เค-ชัน คือระบบสามารถสนองขอ้ กาหนดดา้ นอากาศเสยี ของการเผาขยะ ตลอดจนมาตรฐานเร่อื งไดออ๊ กซินไดเ้ ป็น อยา่ งดี 18

ห น ้ า | 19 ความหมาย ความสาคัญ และประโยชนข์ องไบโอชาร์ ไบโอชาร์ (Biochar) คอื วสั ดุทอี่ ุดมด้วยคาร์บอน ผลิตจากการให้ความร้อนมวลชีวภาพ (biomass) โดย ไม่ใชอ้ อกซิเจนหรอื ใช้น้อยมาก เรียกกระบวนการนว้ี ่าการแยกสลายดว้ ยความรอ้ น (pyrolysis) ซึ่งมีสองวธิ ีหลกั ๆ คอื การแยกสลายอย่างเร็วและอยา่ งชา้ การผลิตไบโอชาร์ด้วยวธิ ีการแยกสลายอย่างช้าทีอ่ ุณหภูมเิ ฉลีย่ 500 องศา เซลเซียส จะได้ผลผลิตของไบโอชาร์มากกว่า 50% แต่จะใช้เวลาเป็นชัว่ โมง ซึง่ ตา่ งจากวิธีการแยกสลายอย่างเร็วที่ อุณหภมู ิเฉล่ีย 700 องศาเซลเซยี ส ซ่ึงใช้เวลาเป็นวินาที ผลผลิตทีไ่ ด้จะเปน็ นา้ มันชวี ภาพ (bio-oil) 60% แก๊ส สังเคราะห์ (syngas) ได้แก่ H2, CO และ CH4 รวมกัน 20% และ ไบโอชาร์ 20% (Winsley, 2007; Zafar,2009) ถา่ นชีวภาพ (Biochar) มีความหมายแตกต่างจากถา่ นทว่ั ไป (Charcoal) ตรงจุดมุง่ หมายของการใช้ ประโยชน์ คอื เมอ่ื กลา่ วถึง Charcoal จะหมายถงึ ถ่านทใ่ี ช้เปน็ เชอื้ เพลงิ ขณะท่ี Biochar คือถา่ นท่ีใช้ประโยชนเ์ พอื่ กกั เก็บคารบ์ อนลงดินและปรับปรุงดิน (Ricks,2007) การกกั เกบ็ คาร์บอนในดินดว้ ยการแยกสลายมวลชวี ภาพดว้ ย ความร้อนจะได้คาร์บอนถึง 50% ของคารบ์ อนทม่ี ีอยใู่ นมวลชีวภาพ คารบ์ อนทไ่ี ด้จากการเผามวลชีวภาพจะเหลอื เพียง 3% และจากการย่อยสลายโดยธรรมชาตหิ ลังจาก 5-10 ปี จะไดค้ ารบ์ อนน้อยกว่า 20% ปรมิ าณของ คาร์บอนท่ีไดจ้ ะขึน้ กับชนดิ ของมวลชวี ภาพ สาหรับอณุ หภูมจิ ะมผี ลนอ้ ยมากถ้าอยู่ระหวา่ ง 350-500 องศา เซลเซียส (Lehmann et al.,2006) ความสาคญั ของไบโอชาร์ 1. เปน็ ด่างชว่ ยปรบั สภาพความเปน็ กรดในดิน 2. มีรูพรุนสาหรบั เกบ็ น้าและเปน็ ทอี่ ยู่ของจุลนิ ทรีย์ ประโยชนข์ องถา่ นชีวภาพ สามารถสรุปได้ 4 ประการหลักดังนี้ 1. ชว่ ยบรรเทาการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ เนอื่ งจากถา่ นชวี ภาพสามารถลดคาร์บอนไดออกไซดใ์ นชน้ั บรรยากาศในระยะยาวได้ดว้ ยการกกั เกบ็ คารบ์ อนในดนิ 2. ช่วยปรบั ปรงุ ดินและผลผลิตทางการเกษตร เนื่องจากเมื่อนาถา่ นชวี ภาพลงดนิ ลกั ษณะความเป็นรพู รนุ ของถา่ นชีวภาพจะชว่ ยกักเกบ็ น้าและอาหารในดนิ และเป็นทอ่ี ยใู่ หก้ ับจุลนิ ทรีย์สาหรับทากจิ กรรมเพ่อื สร้างอาหาร ให้ดิน เมอ่ื ดินอดุ มสมบูรณจ์ ะส่งผลให้ผลผลิตทางการเกษตรเพมิ่ ขน้ึ 3. ช่วยผลิตพลงั งานทดแทน เนอื่ งจากกระบวนการผลติ ถ่านชีวภาพจากมวลชวี ภาพด้วยการแยกสลาย ดว้ ยความรอ้ นจะให้พลังงานชวี ภาพทส่ี ามารถใช้เปน็ พลังงานทดแทนเพื่อการขนส่งและในระบบอุตสาหกรรมได้ 4. ช่วยในกระบวนการจดั การของเสียประเภทอนิ ทรยี ์วตั ถไุ ด้ เน่ืองจากเทคโนโลยไี บโอชาร์มศี ักยภาพใน การกาจัดของเสยี ท่ีทาใหส้ ิ่งแวดล้อมเปน็ มิตรได้ ท่มี า: คัดลอกจาก อรสา สุกสว่าง. 2552. เทคโนโลยีถ่านชวี ภาพ: วิธีแกป้ ญั หาโลกรอ้ น ดิน และความยากจนใน ภาคเกษตรกรรม. การประชุมวชิ าการเรือ่ ง สภาวะโลกร้อน: ความหลากหลายทางชวี ภาพและการใชป้ ระโยชน์ อย่างย่ังยนื , 5-6 พฤศจกิ ายน 2552 ณ มหาวทิ ยาลยั เกษตรศาสตรว์ ทิ ยาเขตกาแพงแสน 19

ห น ้ า | 20 สว่ นประกอบเตาเผาไบโอชาร์ ส่วนประกอบเตาเผาไบโอชาร์ 1. ส่วนบรรจุชีวมวลทีต่ ้องการแยกแก๊สและเปลย่ี นเปน็ ถา่ นไบโอชาร์ เป็นการนาเอาถังเหลก็ แบบมีฝาปดิ ขนาดเทา่ ถงั สที ่ัวไปมาดดั แปลงเปน็ เตาเผา ซ่ึงจะเจาะรูเพือ่ สวมท่อตรงกลางสาหรับบรรจุเชอื้ เพลงิ แตก่ บั ชีวมวลท่ี จะเผาเปน็ ถ่านจะบรรจุอย่รู อบชอ่ งวา่ งของถังท่เี หลอื 2. สว่ นบรรจุชวี มวลที่ใชเ้ ป็นเชอ้ื เพลงิ เปน็ เหมือนทอ่ กลางเตาทใี่ ช้บรรจุชวี มวลท่ีจะเปน็ เชอ้ื เพลงิ ขนาด เสน้ ผา่ ศนู ยก์ ลางของสว่ นนส้ี ามารถปรบั หรอื ลดขนาดได้ ซงึ่ มีผลต่างกนั เมอ่ื ใช้งาน จากการทดสอบพบวา่ ขนาดเสน้ ผ่าศูนยก์ ลาง 10 ซม.จะเหมาะกบั การใช้งานเพือ่ หุงตม้ อาหารปกติในครัวเรอื น ขนาดเส้นผา่ ศูนย์กลาง 12 ซม. ให้เปลวไฟที่คอ่ นข้างแรง ขนาดเส้นผา่ ศนู ย์กลาง 15 ซม. ใหเ้ ปลวไฟที่แรงสงู มคี วามสงู ขนึ้ มาราว 1 ฟุต 3. สว่ นทมี่ กี ารลุกไหมข้ องแก๊สที่ผ่านการแยกออกมาจากชวี มวล เปน็ รทู ่ีเชอ่ื มกันระหวา่ งเตาบรรจุ เชอ้ื เพลงิ ชีวมวลและเตาบรรจุชีวมวลเผาถ่าน เพอ่ื ให้แก๊สท่ีเกิดขน้ึ จากกระบวนการแยกสลายด้วยความรอ้ น สามารถไหลจากส่วนบรรจุชวี มวลเผาถ่านไปยังสว่ นบรรจเุ ชอ้ื เพลงิ ซง่ึ กาลงั เผาไหม้อยไู่ ด้ แก๊สจงึ ติดไฟและเกดิ การ ลกุ ไหม้ตอ่ ไปได้ 20

ห น ้ า | 21 ใบความรสู้ าหรับผจู้ ดั กิจกรรม เร่อื งการผลติ ไบโอชาร์ การบรรจวุ ัตถุดิบในเตา 1. นาเตาเหลก็ ทบ่ี รรจุชวี มวลและเชื้อเพลงิ มา ตง้ั ส่วนตวั เตาให้หงายขนึ้ นาท่อกลางที่เป็นท่อบรรจุ เชือ้ เพลิงสวมลงไปทีค่ อเดือยท่มี ีอยู่โดยใหร้ ทู เ่ี จาะไวร้ อบท่อคอ่ นมาทางปากเตา 2. บรรจชุ ีวมวลทตี่ ้องการจะเผาเปน็ ถ่านไบโอชาร์ทช่ี ่องวา่ งให้รอบทอ่ กลาง บรรจไุ ม่ให้สูงเกิดปากเตา เพราะจะทาให้ปิดฝาไม่ได้ 3. นาไมเ้ ชื้อเพลิงบรรจลุ งในทอ่ กลางที่ว่างอูยจ่ นเต็ม เสรจ็ แล้วใหน้ าฝาปิดเตามาครอบปิดโดยให้คอเดือย ทีฝ่ าถังสวมติดกบั ปากท่อกลางพอดี จากนีไ้ ปสามารถจดุ ไฟใหต้ ดิ เช้ือเพลิงเพื่อเผาให้เกิดแก๊สชวี มวลมาใชห้ ุงตม้ ได้ เม่อื เผาเสร็จก็จะไดถ้ ่านไบโอชารเ์ ป็นผลผลติ อีกอยา่ งหนง่ึ หมายเหตุ : ชีวมวลที่นามาบรรจเุ พ่ือเป็นเช้ือเพลิงในการเผาไหม้ใหค้ วามรอ้ นควรทีจ่ ะเป็นขนาดกลางถงึ ใหญ่ เพื่อท่จี ะเผาไหมต้ ิดไฟไดย้ าวนานจนกระบวนการไพโรไลซสิ ชวี มวลทีต่ อ้ งการเปลยี่ นเปน็ ถา่ นไบโอชาร์สาเรจ็ เสรจ็ ดี หากใชช้ ีวมวลชิน้ เลก็ เกนิ ไป การเผาไหมเ้ พ่อื เดินระบบเตาจะเกิดขน้ึ เพยี งไม่นาน กลา่ วคือตดิ ไฟเรว็ และดับเร็ว ซ่งึ ทาให้การถ่ายเทความร้อนไปส่ชู ีวมวลท่ีตอ้ งการเปลีย่ นให้เป็นถา่ นไบโอชารไ์ ม่สมบูรณ์ กล่าวคอื ชีวมวลไม่ กลายเป็นถา่ นท้ังหมด แต่สามารถเผาโดยวธิ เี ดิมอีกคร้ังเพ่อื ใหช้ ีวมวลท่ยี ังไมก่ ลายเป็นถา่ นถูกเปลยี่ นเปน็ ถา่ น ทั้งหมดได้ เม่อื เชื้อเพลิงชวี มวลทอ่ี ยู่ในชอ่ งบรรจเุ ช้ือเพลงิ ทแ่ี กนกลางคอ่ ยๆ ถกู เผาไหม้จนมวลลดลงไปแลว้ หาก เตมิ เช้ือเพลิงใหมเ่ ขา้ ไปกลางครนั จะทาให้เกิดควนั เพราะเปน็ การแทรกกระบวนการเผาไหมไ้ มส่ มบูรณ์ท่กี าลัง ดาเนนิ อยู่ หากตอ้ งการให้เชื้อเพลิงใหมท่ ่ีใส่เขา้ ไปเกิดกระบวนการเผาไหมแ้ ละควนั หายไปเร็วสามารถใช้ปล่อง สงั กะสมี ว้ นมาสวมท่ปี ากช่องบรรจเุ ชอ้ื เพลิง ปลอ่ งจะดงึ อากาศจากดา้ นล่างมาช่วยเผาไหม้ ทาให้ชีวมวลใหม่ติดไฟ เร็ว ควันหมดในเวลาไมน่ าน เมอ่ื ไม่มีควนั เกดิ ขนึ้ แลว้ จงึ ยกปลอ่ งสังกะสีออกได้ สามารถเพิม่ ความแรงของเปลวไฟท่ีเกิดขึน้ จากการเผาไหมแ้ กส๊ ชีวมวลในเตาไดโ้ ดยนาเตาที่จดุ ไฟแล้วมาตัง้ ซ้อน กนั สองใบ เปลวไฟจะรวมกนั เป็นสองเทา่ ซึ่งจะเหน็ ความแรงของไฟทเ่ี พม่ิ ขน้ึ ไดอ้ ย่างชัดเจน 21

ห น ้ า | 22 กระบวนการเผาถ่านไบโอชาร์ผลิตแก๊สชีวมวล จดุ ไฟให้ติดทีไ่ มเ้ ช้อื เพลิงซึ่งอยู่ในท่อกลางของเตา เมื่อเชอ้ื เพลิงเรม่ิ ตดิ ไฟแลว้ ทอ่ กลางท่ีบรรจุเชอื้ เพลิงจะ มีลักษณะอับอากาศ ออกซิเจนเข้าไปชว่ ยในการเผาไหม้ไดน้ อ้ ย จึงทาใหเ้ กิดการเผาไหมไ้ มส่ มบรู ณ์เกิดขน้ึ เชน่ เดียวกับเตาชวี มวลท่มี ีการใช้กันอยู่ ไม่นานจึงเกิดแกส๊ จากชวี มวลทใี่ ชเ้ ปน็ เชือ้ เพลิงซึ่งถกู เผาไหม้เกิดขนึ้ เปลว ไฟแรง มคี วามรอ้ นสงู เม่อื เกิดพลงั งานความร้อน ความรอ้ นจากทอ่ แกนกลางทีเ่ ผาไหม้เชือ้ เพลิงชีวมวลหมู่จะ ถา่ ยเทความร้อนเหลา่ นี้ไปสชู่ วี มวลท่ีลอ้ มอยู่รอบข้างในเตาวงนอก ทาให้เกดิ กระบวนการไพโรไลซีส (Pyrolysis) จนทาให้เกิดแก๊สชีวมวลอยู่ภายในและไหลออกมาตามรทู ี่เจาะของท่อกลาง แก๊สชีวมวลทีไ่ หลออกมาจะไปเจอกับ เปลวไฟที่เผาไหมอ้ ยู่ด้านนอกพอดที าให้เกดิ การลุกติดไฟข้นึ อกี เมื่อเผาเชอ้ื เพลิงจนเสรจ็ ส้ิน ชวี มวลที่อยู่ในช่อง บรรจุรอบนอกจะกลายเป็นถา่ นไบโอชาร์ การใชถา่ นชวี ภาพในการเกษตร การเตรียมถ่านชวี ภาพเพอื่ ลงดนิ มขี นั้ ตอนดงั ตอไปนี้ 1. ทาใหถ่านชวี ภาพมีขนาดเลก็ ท่ีสุด โดยเฉลีย่ ไมใ่ หญ่กว่า 1 เซนติเมตรเพื่อให คลุกเคลา้ เขากบั ดินไดง้ า่ ย หากขนาดถ่านใหญ่เกนิ ไปจะเป็นอปุ สรรคตอรากพืชในการ เจริญเติบโต อาจใชวธิ ีการทบุ หรือบีบใหแตก 2. ผสมถ่านชวี ภาพกับปยุ๋ หมกั หรอื ปยุ๋ คอก ในอตั ราสวน 50% โดยนา้ หนัก คลกุ ให เปน็ เน้อื เดียวกัน 3. นาถ่านชีวภาพผสมปยุ๋ หมกั ไปโรยลงดนิ ในข้ันตอนการเตรียมดนิ กอ่ นปลูกพืช รด น้าใหชุมเพ่อื ใหถา่ น ชวี ภาพดูดซมึ น้า แลวพรวนดินใหลึก 10-20 เซนตเิ มตร ทาการรดนา้ ใหชมุ อกี คร้ัง 4. ปลูกพชื ผกั ในแปลงได ตามขน้ั ตอนการปลกู ผักท่วั ไป 22

ใบความร้ขู แผนผังกระบวนการและเนื้อหา สะเตม็ ศกึ ษาบรู ณาการวฒั ความเช่ือมโยงสะเต็มศกึ ษากับการบรู ณาการวัฒนธรรมท้องถิ่น S : Science T : Technology E : Engin วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วศิ วกรรม ความรู้ ประโยชน์ที่ได้รบั กระบวนก 1. ก๊าซ 1. แปลงฟางขา้ ว ออกแบบ 2. การถา่ ยเท ใบไม้ กงิ่ ไมเ้ ปน็ แก๊ส 1. การระบ ความรอ้ น หงุ ต้มและถ่านไบ 2. การคน้ ห 3. กระบวนการ โอชาร์ปรบั ปรุงดิน ท่ีเกี่ยวข้อง แยกสลายดว้ ย แทนการเผาทงิ้ 3. การวางแ ความรอ้ น 2. ลดมลพษิ ทาง การพัฒนา (Pyrolysis) อากาศและภาวะ 4. การทดส 4. กรด - เบส โลกรอ้ น การประเม 3. ลดการใชป้ ๋ยุ เคมี 5. การนาเ ผลลัพธ์ แผนผังความเชื่อมโยงสะเตม็ ศกึ ษากบั การบรู ณาการวัฒนธรรม

ห น ้ า | 23 ของผูจ้ ดั กิจกรรม ฒนธรรมทอ้ งถิน่ “ไบโอชาร์ ถา่ นชวี ภาพเพื่อการเกษตร” นท่ีสอดคลอ้ งกับเน้อื หา “ไบโอชาร์ ถ่านชีวภาพเพือ่ การเกษตร\" neering M : Mathematics C : Culture มศาสตร์ คณิตศาสตร์ วัฒนธรรม การ ความรู้ ท้องถิน่ บการผลติ 1. การช่งั ปรมิ าณของ ต้นกาเนดิ บปุ ญั หา ถ่านไบโอชารท์ จ่ี ะ ภมู ิปัญญาการเผา หาแนวคดิ ผสม ชวี มวล เช่น ใบไม้ ง 2. การวัดอุณหภูมิ ก่ิงไม้ แกลบ แล้ว งแผนและ ขณะการเผา นาขีเ้ ถ้าหรือผง า ถา่ นทไี่ ด้ไปผสม สอบและ ดนิ ปลูกเพื่อเพม่ิ มนิ ผล ความร่วนซยุ และ เสนอ ธาตอุ าหารในดนิ เพ่อื ใหด้ ินอุม้ นา้ ได้ ดี มท้องถน่ิ ทีส่ อดคล้องกับเนือ้ หา “ไบโอชาร์ ถา่ นชวี ภาพเพ่ือการเกษตร” 23

ห น ้ า | 24 ใบความร้สู าหรับผรู้ บั บริการ เรอื่ ง ไบโอชาร์ “ถา่ นชวี ภาพเพื่อการเกษตร” ปัญหาการเกษตรและสิ่งแวดล้อมของเกษตรกร กา๊ ซ อากาศ เป็นหน่งึ ในปจั จัยสาคญั ทค่ี นเราไมอ่ าจขาดได้ ซึ่งในอากาศท่หี ายใจทุกวนั มที ้งั ฝ่นุ ละออง ก๊าซ ต่างๆ ทีป่ ลดปล่อยจากยวดยานพาหนะ ปลอ่ งโรงงานอุตสาหกรรมการกอ่ สร้าง รวมถงึ การเผาตอซัง ฟางขา้ วและ วสั ดทุ างการเกษตร จะมผี ลกระทบตอ่ สขุ ภาพของประชาชน โดยเฉพาะอยา่ งยงิ่ ในชมุ ชนเมืองใหญท่ ี่แออดั ไปด้วย ผูค้ น โดยแหลง่ กาเนดิ ในแต่ละพ้นื ท่ีจะแตกตา่ งกันไป โดยเขตเมอื งจะมแี หลง่ กาเนิดจากยานพาหนะ พน้ื ทชี่ นบท หรอื ชุมชนในตา่ งจังหวดั จะมปี ัญหาฝุ่นละอองจากการเผาในทีโ่ ล่งท้ังจากพน้ื ที่การเกษตร การเผาขยะในชมุ ชน และไฟปา่ การเผาตอซงั ฟางข้าวและเศษวสั ดุทางการเกษตร เปน็ แหล่งกาเนดิ ของมลพิษทางอากาศหลกั แหลง่ หนึ่งท่ีก่อให้เกิดสารมลพิษทางอากาศ และทาลายส่ิงแวดล้อม ได้แก่ ทาให้เกิดกา๊ ซต่างๆ ท่เี กดิ จากการเผาไหม้ เช่น กา๊ ซคาร์บอนมอนอกไซด์ กา๊ ซไนโตรเจนไดออกไซด์ สารอนิ ทรยี ร์ ะเหย รวมทง้ั ฝุน่ ละออง ควัน เถ้า เขม่า ซงึ่ ลว้ นแตม่ ีผลกระทบต่อสขุ ภาพอนามยั ของมนุษย์ กอ่ ให้เกดิ ความเดือดร้อนราคาญและเปน็ สาเหตุของการเกิด อุบตั เิ หตุ โดยเฉพาะอยา่ งยิง่ การเผาหญา้ หรอื ขยะรมิ ทางจราจรจะเปน็ สาเหตขุ องอบุ ัติเหตุบนท้องถนน ทาให้ สญู เสียชีวิตและทรพั ยส์ นิ นอกจากน้ีการเผาตอซงั และฟางขา้ วเปน็ สาเหตุหน่ึงท่ีทาใหเ้ กิดไฟปา่ เผาไหมแ้ หลง่ ทรพั ยากรธรรมชาติในพืน้ ทก่ี วา้ ง ผลกระทบของก๊าซมลพษิ 1. คารบ์ อนมอนอกไซด์ เปน็ กา๊ ซทีเ่ กิดขึน้ จากการเผาไหมไ้ ม่สมบูรณ์ของสารประกอบคารบ์ อน เปน็ กา๊ ซท่ไี ม่มสี รี สและกลิน่ เบากว่าอากาศทว่ั ไป เมอ่ื หายใจเขา้ ไปกา๊ ซน้จี ะรวมตัวฮโี มโกลบิน (haemoglobin) ใน เม็ดเลอื ดแดงได้มากกว่าออกซิเจนถึง 200-250 เท่า เกิดเป็นคาร์บอกซฮี โี มโกลบนิ (Carboxyhemoglobin) ทา ใหเ้ ม็ดเลือดแดงไมส่ ามารถรบั O 2 ได้ตามปกติร่างกายไดร้ บั O 2 น้อยลงและหวั ใจต้องสบู ฉีดโลหติ มาก ขึน้ เพอื่ ทาใหโ้ ลหติ ผา่ นปอดมากขน้ึ จะได้มีการรบั O 2 ใหม้ ากข้นึ หัวใจและปอดจะต้องทางานหนกั ข้นึ อาการ ทวั่ ไปเม่ือรา่ งกายได้รบั CO คอื วิงเวียนศีรษะหายใจอดึ อดั คล่ืนไสอ้ าเจียน ปวดศรี ษะมนึ งง หากรา่ งกายไดร้ ับ คาร์บอนไดออกไซดม์ ากอาจชอ็ กหมดสตหิ รอื ตายได้ 2. กา๊ ซออกไซดข์ องไนโตรเจน ออกไซด์ของไนโตรเจนประกอบด้วยไนตรัสออกไซด์ ( N 2O) ไนตรกิ ออก ไซด์ (NO) ไดไนโตรเจน ไตรออกไซด์ ( N 2O 3) ไนโตรเจนไดออกไซด(์ N 2O) ไดไนโตรเจนเตตราออกไซด(์ N 2O 4) และไดไนโตรเจนเพนตะออกไซด์ ( N 2O 5) โดยท่วั ไปก๊าซทีท่ าใหเ้ กิดมลพิษทางอากาศ คือ ก๊าซไนตริกอ อกไซด์ (NO) และก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ ( NO 2) 3. กา๊ ซไนตริกออกไซด์ (NO) เป็นกา๊ ซเฉอื่ ยมคี ุณสมบัติเป็นยาสลบ เปน็ ก๊าซไมม่ สี แี ละกลิน่ ใน ธรรมชาติทวั่ ไปพบในปริมาณน้อยกวา่ 0.5 ppm. ละลายน้าได้เล็กนอ้ ย สว่ นไนโตรเจนไดออกไซด์ ( NO 2) เป็น กา๊ ซสนี า้ ตาล ถา้ มีจานวนมากจะมองเหน็ ก๊าซทัง้ สองชนิดจะเกดิ ขนึ้ เองตามธรรมชาติ ไดแ้ ก่ ฟ้าผ่า ฟ้า แลบ ภูเขาไฟระเบิด หรืออาจเกิดจากกลไกของจุลนิ ทรยี ์ และนอกจากนอ้ี าจเกิดจากมนษุ ย์ เช่น อุตสาหกรรม

ห น ้ า | 25 ผลิตกรดไนตรกิ และกรดกามะถนั และโรงงานผลติ วตั ถรุ ะเบดิ และการเผาไหมเ้ ของเครอื่ งยนต์ เป็นตน้ กา๊ ซไน ตริกออกไซดท์ าปฏิกิรยิ ากบั โอโซนในบรรยากาศจะเกิดเป็นไนโตเจนไดออกไซด์และออกซเิ จน ในทางตรงกนั ขา้ ม เม่อื มีแสงแดดจะทาให้ไนโตรเจนออกไซดเ์ กดิ ปฏกิ ิริยาผันกลับ โดยท่ัวไป ก๊าซ NO 2 ไม่เป็นอนั ตรายตอ่ รา่ งกาย เกิดอนั ตราย แต่ NO 2 จะรวมตัวกับนา้ ในอากาศเป็น H NO 3 (กรดไนตริก) ซึ่งมีฤทธิก์ ดั กรอ่ 4. ซัลเฟอรอ์ อกไซด์ (SO x ) ออกไซด์ซัลเฟอรป์ ระกอบด้วย SO 2 และ SO 3 โดยทัว่ ไปมกั เขียนแทนซลั เฟอร์ออกไซด์ ดว้ ย SO x ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ( SO 2) เปน็ กา๊ ซไมม่ สี ี ไมต่ ิดไฟ มีกล่นิ แสบ จมูก ละลายได้ดีในน้าโดยจะเปลี่ยนเป็นกรดซัลฟรู ิก ในธรรมชาติทว่ั ไปจะมีปรมิ าณน้อยในบรรยากาศ คือ 0.02 - 0.1 ppm. แต่ถ้าพบในปริมาณสงู แลว้ สว่ นมากจะเกิดจากการเผาไหม้ โดยใช้เชื้อเพลงิ หรอื วัสดุทม่ี ี กามะถันเปน็ ส่วนประกอบปฏิกิริยาการเกิดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ( SO 2) ถา้ SO 2 ทาปฏิกรยิ ากับ O 2 ในอากาศจะได้ SO 3 ยงิ่ ถา้ ในบรรยากาศมีตวั เร่งปฏิกริ ยิ า เช่น มงั กานสี เหลก็ หรือกล่มุ metallic oxide จะทา ให้ปฏิกริยาเรว็ ขึน้ ถ้าในบรรยากาศ มีละอองนา้ หรือความชื้นสงู SO 2 จะเกดิ การรวมตวั เปน็ ฝนกรด (acid rain) ซ่งึ จะส่งผล กระทบตอ่ ระบบนิเวศ ปา่ ไม้ แหล่งนา้ สิง่ มชี วี ติ และมฤี ทธ์กิ ัดกรอ่ นอาคาร ปรากฏการณเ์ รือนกระจก ปรากฏการณ์เรอื นกระจก (Greenhouse effect) คอื ปรากฏการณ์ท่โี ลกมีอณุ หภมู ิสูงขน้ึ เนื่องจาก พลังงานแสงอาทิตย์ ในช่วงความยาวคล่นื อินฟราเรดท่สี ะทอ้ นกลบั ถกู ดูดกลืน โดยโมเลกลุ ของไอ น้า คาร์บอนไดออกไซด์ C 2O มีเทน (CH 4) ไนตรสั ออกไซด์ ( N 2O) และ CFCs ในบรรยากาศทาให้โมเลกุล เหลา่ นีม้ ีพลังงานสูงขึน้ มกี ารถา่ ยเทพลังงานซง่ึ กนั และกนั ทาให้อณุ หภูมิในชั้นบรรยากาศสูงขน้ึ การถา่ ยเทพลงั งาน และความยาวคลน่ื ของโมเลกุลเหล่านีต้ ่อๆ กนั ไป ในบรรยากาศทาใหโ้ มเลกุลเกดิ การสั่นการเคล่ือนไหวตลอดเวลา และมาชนถกู ผวิ หนังของเราทาให้เรารสู้ ึกรอ้ น ดงั ภาพ

ห น ้ า | 26 เรือนกระจก ในประเทศในเขตหนาวมกี ารเพาะปลกู พืชโดยอาศัยการควบคมุ อณุ หภมู ิความรอ้ นโดยใชห้ ลักการท่ีพลังงาน ความรอ้ นจากแสงอาทิตย์สอ่ งผา่ นกระจก แตค่ วามร้อนที่อยภู่ ายในเรอื นกระจกไม่สามารถสะท้อนกลับออกมาทา ให้อณุ หภมุ ิภายในสงู ข้ึนเหมาะแก่การเพาะปลกู ของพชื จงึ มีการเปรยี บเทียบปรากฏการณท์ อี่ ณุ หภูมิของโลกสูงขึ้น นว้ี ่าภาวะเรอื นกระจก (Greenhouse effect) ดังภาพ ก๊าซที่มบี ทบาทในการทาให้เกดิ ปรากฏการณโ์ ลกมีอณุ หภมู สิ ูงข้นึ - กา๊ ซคารบ์ อนไดออกไซด์ ( CO 2) เปน็ กา๊ ซท่ีสะสมพลงั งานความร้อนในบรรยากาศโลกไวม้ ากทส่ี ุด และมีผล ทาใหอ้ ุณหภูมิของโลกสงู ขึ้นมากท่ีสุด ในบรรดากา๊ ซเรือนกระจกชนดิ อน่ื ๆ CO 2 ส่วนมากเกดิ จากการกระทา ของมนุษย์ เชน่ - การเผาไหมเ้ ชอ้ื เพลงิ - การผลิตซีเมนต์ - การเผาไม้ทาลายป่า - ก๊าซมีเทน ( CH 4) เป็นกา๊ ซท่ีเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ จากมูลสัตวเ์ ลีย้ ง เช่น ววั ควาย การเผาไหม้ เช้อื เพลงิ ถา่ นหนิ และก๊าซธรรมชาติ - ก๊าซไนตรัสออกไซด์ ( N 2O) เกดิ ขึ้นเองตามธรรมชาติ การใช้ปุ๋ย มูลสตั ว์ทยี่ ่อยสลาย การสันดาปของนา้ มนั เช้อื เพลิงจากอุตสาหกรรมทใ่ี ช้กรดไนตริกในขบวนการผลติ เชน่ อตุ สาหกรรมเคมี อตุ สาหกรรมพลาสตกิ บาง ชนิด อตุ สาหกรรมผลิตเสน้ ใยไนลอน

ห น ้ า | 27 - คลอโรฟลโู อโรคาร์บอน (Chlorofluorocarbon-CFCs) เปน็ สารสงั เคราะห์ทีใ่ ชใ้ นอตุ สาหกรรม ประกอบด้วย คาร์บอน (C) คลอรีน (Cl) และฟลูออรีน (F) ซ่ึงเป็นสารทที่ าลายชน้ั บรรยากาศโอโซนเป็นสาเหตุ ทาใหอ้ ุณหภูมิโลกสูงข้นึ รงั สเี หนอื มว่ งชนดิ B หรือ Ultraviolet B ส่งมายังผิวโลกมากขึ้น ซงึ่ สว่ นใหญใ่ ช้ใน อตุ สาหกรรมตา่ งๆ เชน่ เคร่ืองทาความเยน็ ในตเู้ ย็น เครอ่ื งปรบั อากาศ โฟม กระปอ๋ งสเปรย์ สารดบั เพลิง สาร ชะล้าง ในอตุ สาหกรรมอเิ ล็คทรอนิคส์ ในปจั จุบนั มกี ารตระหนักถงึ ความสาคัญของช้ันโอโซนมากขึน้ และพบว่า สาเหตหุ ลกั ของปัญหาชั้นโอโซน ถูกทาลายนั้นมาจากสารกลุ่ม CFCs เป็นหลัก นอกจากน้ยี งั เก่ียวข้องกบั สารเคมใี นกลมุ่ แฮโลคาร์บอน ซง่ึ ประกอบด้วยอะตอมของคลอรีน ฟลอู อรีน โบรมนี คาร์บอน และไฮโดรเจน ภาพแสดงการถกู ทาลายของชน้ั โอโซนจากสารกลมุ่ CFCs จากการสารวจโอโซนท่บี ริเวณขว้ั โลกใต้ ในปี พ. ศ. 2528 พบหลุมโอโซนท่ีขัว้ โลก ใต้ (Antartic ozone hole) ซึง่ การถกู ทาลายนี้จะเกี่ยวข้องกบั สารคลอรนี เสมอ ทาใหป้ ระเทศในกลมุ่ ซกี โลก ตะวนั ตกและองคก์ ารสิ่งแวดล้อมแหง่ สหประชาชาตมิ มี าตรการดาเนินการเพอ่ื ปอ้ งกนั และมขี ้อกาหนดต่างๆ ขึ้น

ห น ้ า | 28 ความหมาย ความสาคัญ และประเภทของชวี มวล ชีวมวล (Biomass) คอื สารอินทรีย์ท่ีเป็นแหล่งกกั เกบ็ พลังงานจากธรรมชาติและสามารถนามาใช้ผลิต พลังงานได้ สารอนิ ทรยี ์เหล่านไ้ี ดม้ าจากพืชและสัตวต์ า่ งๆ เช่น เศษไม้ ขยะ วัสดุเหลอื ใชท้ างการเกษตร การใชง้ าน ชีวมวลเพื่อทาให้ไดพ้ ลังงานอาจจะทาโดยนามาเผาไหมเ้ พือ่ นาพลงั งานความร้อนทไ่ี ด้ไปใช้ในกระบวนการผลิต ไฟฟ้าทดแทนพลงั งานจากฟอสซิล (เช่น นา้ มนั ) ซ่ึงมีอยู่อย่างจากัดและอาจหมดลงได้ ชีวมวลเล่านมี้ แี หล่งทมี่ าต่าง ๆ กนั อาทิ พชื ผลทางการเกษตร (agricultural crops) เศษวัสดเุ หลอื ท้ิงการเกษตร (agricultural residues) ไม้ และเศษไม้ (wood and wood residues) หรือของเหลือจากจากอุตสาหกรรมและชมุ ชน ประเภทของชวี มวล ประเภทของชีวมวลแบง่ ออกเป็น 6 ประเภทจากแหล่งกาเนิดของชวี มวลน้ัน ๆ (Hoogwijk et al., 2003 และ นคร, 2553) ซึง่ ไดแ้ ก่ 1. ชีวมวลท่เี กิดจากการเพาะปลกู ซึง่ ชวี มวลประเภทนีม้ ีการปลูกขน้ึ มาแล้วเหลอื จากใช้ในจุดประสงค์ หลักของการปลูก เช่น ปลกู เพอ่ื เป็นอาหารแกค่ นหรอื สัตว์ หรือปลกู ขึ้นมาเพอ่ื ใช้เป็นเชอื้ เพลิงชวี มวลโดยตรง ชวี มวลประเภทนี้ เชน่ ปาล์มน้ามัน, ข้าวโพด, ถ่วั เหลอื ง และ มนั สาปะหลงั เป็นตน้ 2. ชวี มวลทเ่ี กิดขึน้ หลังการเกดิ ไฟไหม้ปา่ ชวี มวลชนิดน้ีจะเกดิ ขน้ึ หลงั มกี ารเกิดไฟไหม้ปา่ ที่เกิดขึ้นเองตาม ธรรมชาติเปน็ ประจา โดยชีวมวลประเภทนสี้ ว่ นใหญ่เปน็ พวกเศษกง่ิ ไม้ และลาต้น ของต้นไม้ทีห่ ลงเหลอื จากไฟ ไหมป้ ่า 3. ชวี มวลท่เี กิดขึ้นจากของเสียทางการเกษตร ชวี มวลประเภทนี้จะเกิดข้ึนระหวา่ งการเกบ็ เกี่ยวและการ แปรรูปพืชผลทางการเกษตร เช่น แกลบ, ฟางข้าว, กะลาปาลม์ และ กาบ 4. ชีวมวลทเ่ี กดิ ข้นึ ในปา่ และอุตสาหกรรมปา่ ไม้ ชีวมวลประเภทนี้สามารถหาได้ในป่า เชน่ เศษใบไม้ กิง่ ไม้ ท่ีหกั จากตน้ ไม้ ตน้ ไม้ทต่ี ายไปแลว้ หรอื แม้กระทัง้ ของเสียทีเ่ กดิ จากอตุ สาหกรรมการแปรรูปไม้ เช่น ข้ีเลื้อย และ ปีกไม้เปน็ ตน้ 5. ชีวมวลจากมูลสัตว์ ชีวมวลประเภทนี้เปน็ สงิ่ ปฏิกูลท่เี กิดจากการขบั ถ่ายของสตั ว์ เชน่ มลู วัว มลู แพะ มลู ไก่ เป็นต้น ซึ่งชวี มวลเหล่าน้ีจะมีความช้ืนที่สูงมาก 6. ชีวมวลจากขยะชุนชน ชวี มวลประเภทน้คี อื ขยะทเ่ี ราทงิ้ กันทกุ ๆ วนั ซงึ่ สามารถเรยี กอีกชื่อหนึง่ วา่ ขยะชมุ ชน (Municipal Solid Waste)

ห น ้ า | 29 กระบวนการแยกสลายด้วยความร้อน (Pirolysis) ไพโรไลซิส (Pyrolysis) ไพโรไลซสี (Pyrolysis) คือกระบวนการกล่ันสลาย (Destructive distillation) ในท่ที ไี่ มม่ ีออกซเิ จน ผลผลิตของการไพโรไลซสิ จะประกอบด้วย ของแข็ง ของเหลว และแก๊ส โดยของแข็งที่ไดก้ ค็ ือคารบ์ อน ของเหลวก็ คอื เอ็ททีลนี และแกส๊ คือ มีเทน ทั้งหมดจะเปน็ เชื้อเพลิงทสี่ ามารถนาไปใช้ไดต้ อ่ ไป กระบวนการไพโรไลซิสที่ แทจ้ ริงจะต้องป้อนความรอ้ นให้สารอินทรียห์ รอื สารประกอบไฮโดรคาร์บอนท่ปี ้อนเขา้ สรู่ ะบบทไ่ี ม่มแี ก๊สออกซิเจน การประยุกตใ์ ชก้ ระบวนการไพโรไลซสิ ก็คอื กระบวนการแก๊สซิฟเิ คชนั (Gasification) ซึ่งเป็นการปอ้ นออกซิเจน จานวนจากดั เข้าส่รู ะบบ ออกซเิ จนทปี่ ้อนเข้าอาจเป็นออกซิเจนบริสทุ ธห์ิ รืออากาศ กระบวนการเติมออกซิเจนจะ ชว่ ยใหร้ ะบบสามารถผลิตความรอ้ นไดพ้ อท่ีจะทาให้ระบบเดินได้ด้วยตวั เองอยา่ งต่อเนื่อง เนือ่ งจากปฏิกิรยิ าในการ เติมออกซเิ จนจะเป็นปฏกิ ิรยิ าคายความร้อน สว่ นปฏกิ ิริยาในการลดออกซิเจนจะเป็นปฏกิ ิริยารับความรอ้ น ซ่ึงจะ ข้นึ อยกู่ ับปรมิ าณความรอ้ นหรือออกซิเจนทป่ี ้อนเขา้ ตวั แปรสาคัญ 2 ตวั ในระบบ ไพโรไลซสิ คอื อณุ หภมู ขิ องการ ไพโรไลซ์ และอัตราความเรว็ ในการทาใหเ้ ชื้อเพลงิ มอี ุณหภมู ถิ งึ ระดับไพโรไลซท์ ต่ี อ้ งการ การเลือกของตวั แปรด้าน ระดบั อณุ หภูมแิ ละอัตราความเรว็ ของการใหค้ วามรอ้ นจะเป็นตวั กาหนดลกั ษณะผลผลิตท่ไี ด้ ระบบไพโรไลซิสทใ่ี ช้ อุณหภูมิสูงและอตั ราการเพิ่มอุณหภูมชิ า้ ผลผลิตท่ีไดส้ ่วนใหญจ่ ะเป็นแก๊ส ส่วนระบบทใ่ี ช้อุณหภมู ิต่าและการเพิม่ อุณหภูมชิ ้า ผลผลิตทไ่ี ดส้ ว่ นใหญ่จะเป็นของแขง็ (ถ่าน) เทคนิคในการควบคมุ อณุ หภมู ิของระบบทาได้ไม่ยาก แต่ เทคนิคในการ8 ควบคมุ อตั ราความเร็วในการให้ความร้อนยงั ถือว่าเปน็ เรอื่ งท่ีทาได้คอ่ นขา้ งยาก ไพโรไลซิส (และ แกส๊ ซฟิ เิ คชนั ) มีขอ้ ดีในการกาจัดขยะมลู ฝอยทางทฤษฎีหลายประการ โดยเฉพาะมผี ลดีทางสิ่งแวดลอ้ มมาก เนอ่ื งจาก เกดิ มลพษิ นอ้ ย และผลผลิตไดเ้ ปน็ เชือ้ เพลงิ ทีใ่ ช้ประโยชน์ได้หลายชนดิ ดว้ ยเหตนุ ี้จงึ ดูเหมอื นวา่ การ ประยุกตใ์ ชร้ ะบบไพโรไลซิสกับขยะมลู ฝอยแห้งนา่ จะเป็นวธิ ีการทีเ่ หมาะสมมาก การสร้างเครือ่ งจกั รท่มี รี ะบบ ร่วมกนั ทงั้ ไพโรไลซสิ และแก๊ส-ซฟิ ิเคชัน่ จะช่วยให้ระบบมคี วามเสถยี รมากขน้ึ และยงั เปน็ การใช้พลงั งานหมนุ เวยี น ในตัวเองโดยไม่ตอ้ งพง่ึ พลังงานจากภายนอกอีกด้วย โดยสรุป กระบวนไพโรไลซีสมีจุดดีหลายประการ โดยเฉพาะ อยา่ งยงิ่ กระบวนการแก๊สซิฟเิ คชันสามารถผลิตกา๊ ซเช้อื เพลิงท่มี ีคุณค่าและมลู ค่าสงู ขอ้ ได้เปรยี บของระบบแก๊สซฟิ ิ เค-ชัน คือระบบสามารถสนองข้อกาหนดดา้ นอากาศเสยี ของการเผาขยะ ตลอดจนมาตรฐานเร่ืองไดออ๊ กซินไดเ้ ปน็ อยา่ งดี

ห น ้ า | 30 ความหมาย ความสาคัญ และประโยชน์ของไบโอชาร์ ไบโอชาร์ (Biochar) คือ วสั ดุที่อุดมดว้ ยคาร์บอน ผลิตจากการให้ความร้อนมวลชีวภาพ (biomass) โดย ไมใ่ ชอ้ อกซเิ จนหรอื ใช้นอ้ ยมาก เรยี กกระบวนการนี้ว่าการแยกสลายด้วยความร้อน (pyrolysis) ซ่ึงมสี องวธิ ีหลกั ๆ คอื การแยกสลายอย่างเร็วและอย่างช้า การผลติ ไบโอชาร์ดว้ ยวธิ กี ารแยกสลายอย่างชา้ ที่อุณหภูมเิ ฉล่ยี 500 องศา เซลเซยี ส จะไดผ้ ลผลิตของไบโอชาร์มากกวา่ 50% แต่จะใช้เวลาเปน็ ช่วั โมง ซึ่งตา่ งจากวิธีการแยกสลายอยา่ งเรว็ ท่ี อุณหภูมเิ ฉล่ีย 700 องศาเซลเซยี ส ซ่ึงใช้เวลาเป็นวนิ าที ผลผลิตท่ีได้จะเป็นนา้ มันชวี ภาพ (bio-oil) 60% แกส๊ สังเคราะห์ (syngas) ไดแ้ ก่ H2, CO และ CH4 รวมกนั 20% และ ไบโอชาร์ 20% (Winsley, 2007; Zafar,2009) ถา่ นชีวภาพ (Biochar) มีความหมายแตกต่างจากถ่านทว่ั ไป (Charcoal) ตรงจดุ มุ่งหมายของการใช้ ประโยชน์ คอื เม่อื กลา่ วถงึ Charcoal จะหมายถึงถา่ นท่ใี ช้เปน็ เช้ือเพลงิ ขณะที่ Biochar คือถ่านท่ีใชป้ ระโยชนเ์ พ่ือ กักเก็บคาร์บอนลงดนิ และปรบั ปรงุ ดิน (Ricks,2007) การกักเก็บคารบ์ อนในดนิ ด้วยการแยกสลายมวลชวี ภาพดว้ ย ความรอ้ นจะได้คารบ์ อนถงึ 50% ของคารบ์ อนทมี่ ีอยใู่ นมวลชวี ภาพ คารบ์ อนทีไ่ ด้จากการเผามวลชีวภาพจะเหลอื เพียง 3% และจากการยอ่ ยสลายโดยธรรมชาติหลังจาก 5-10 ปี จะได้คารบ์ อนนอ้ ยกวา่ 20% ปริมาณของ คารบ์ อนท่ีได้จะข้นึ กับชนิดของมวลชีวภาพ สาหรับอณุ หภูมจิ ะมีผลนอ้ ยมากถา้ อยรู่ ะหว่าง 350-500 องศา เซลเซยี ส (Lehmann et al.,2006) ความสาคัญของไบโอชาร์ 1. เป็นด่างชว่ ยปรบั สภาพความเป็นกรดในดิน 2. มีรูพรนุ สาหรับเก็บน้าและเปน็ ทอ่ี ย่ขู องจุลนิ ทรีย์ ประโยชน์ของถ่านชีวภาพ สามารถสรปุ ได้ 4 ประการหลักดังน้ี 1. ช่วยบรรเทาการเปล่ยี นแปลงภูมอิ ากาศ เนือ่ งจากถ่านชีวภาพสามารถลดคารบ์ อนไดออกไซดใ์ นชั้น บรรยากาศในระยะยาวไดด้ ้วยการกักเกบ็ คาร์บอนในดนิ 2. ช่วยปรับปรงุ ดินและผลผลติ ทางการเกษตร เน่ืองจากเมอ่ื นาถา่ นชีวภาพลงดนิ ลักษณะความเป็นรูพรนุ ของถา่ นชีวภาพจะชว่ ยกักเกบ็ น้าและอาหารในดิน และเปน็ ทอ่ี ย่ใู ห้กับจุลนิ ทรยี ์สาหรบั ทากจิ กรรมเพื่อสรา้ งอาหาร ให้ดิน เมอ่ื ดนิ อุดมสมบรู ณ์จะส่งผลให้ผลผลิตทางการเกษตรเพมิ่ ข้ึน 3. ชว่ ยผลิตพลงั งานทดแทน เนือ่ งจากกระบวนการผลิตถ่านชวี ภาพจากมวลชวี ภาพด้วยการแยกสลาย ด้วยความร้อนจะใหพ้ ลงั งานชวี ภาพที่สามารถใชเ้ ปน็ พลังงานทดแทนเพื่อการขนส่งและในระบบอตุ สาหกรรมได้ 4. ช่วยในกระบวนการจดั การของเสยี ประเภทอนิ ทรียว์ ตั ถไุ ด้ เน่ืองจากเทคโนโลยไี บโอชารม์ ศี กั ยภาพใน การกาจัดของเสียท่ีทาใหส้ ่งิ แวดล้อมเป็นมติ รได้ ทีม่ า: คัดลอกจาก อรสา สุกสวา่ ง. 2552. เทคโนโลยีถ่านชีวภาพ: วิธแี ก้ปัญหาโลกรอ้ น ดิน และความยากจนใน ภาคเกษตรกรรม. การประชุมวชิ าการเรอื่ ง สภาวะโลกร้อน: ความหลากหลายทางชีวภาพและการใช้ประโยชน์ อย่างย่ังยนื , 5-6 พฤศจิกายน 2552 ณ มหาวิทยาลยั เกษตรศาสตรว์ ทิ ยาเขตกาแพงแสน

ห น ้ า | 31 สว่ นประกอบเตาเผาไบโอชาร์ สว่ นประกอบเตาเผาไบโอชาร์ 1. ส่วนบรรจชุ วี มวลทีต่ ้องการแยกแกส๊ และเปลี่ยนเปน็ ถา่ นไบโอชาร์ เป็นการนาเอาถังเหล็กแบบมีฝาปิด ขนาดเทา่ ถังสที ว่ั ไปมาดดั แปลงเป็นเตาเผา ซง่ึ จะเจาะรูเพ่อื สวมทอ่ ตรงกลางสาหรบั บรรจุเชอื้ เพลิง แตก่ บั ชวี มวลที่ จะเผาเปน็ ถ่านจะบรรจอุ ยูร่ อบชอ่ งวา่ งของถังทีเ่ หลอื 2. ส่วนบรรจุชีวมวลท่ีใชเ้ ป็นเชือ้ เพลงิ เปน็ เหมอื นท่อกลางเตาทีใ่ ช้บรรจุชวี มวลท่ีจะเปน็ เชอื้ เพลิง ขนาด เส้นผา่ ศนู ยก์ ลางของส่วนนีส้ ามารถปรบั หรอื ลดขนาดได้ ซง่ึ มีผลตา่ งกนั เมอ่ื ใชง้ าน จากการทดสอบพบวา่ ขนาดเส้นผา่ ศนู ย์กลาง 10 ซม.จะเหมาะกบั การใช้งานเพื่อหงุ ตม้ อาหารปกติในครัวเรือน ขนาดเสน้ ผา่ ศูนย์กลาง 12 ซม. ใหเ้ ปลวไฟทคี่ ่อนข้างแรง ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 15 ซม. ใหเ้ ปลวไฟทีแ่ รงสงู มคี วามสูงข้ึนมาราว 1 ฟุต 3. สว่ นที่มีการลกุ ไหมข้ องแก๊สที่ผา่ นการแยกออกมาจากชีวมวล เป็นรูทเี่ ชื่อมกนั ระหว่างเตาบรรจุ เชือ้ เพลิงชวี มวลและเตาบรรจุชวี มวลเผาถ่าน เพ่อื ให้แกส๊ ท่ีเกิดข้นึ จากกระบวนการแยกสลายดว้ ยความร้อน สามารถไหลจากสว่ นบรรจชุ วี มวลเผาถ่านไปยังส่วนบรรจุเช้ือเพลงิ ซึ่งกาลงั เผาไหม้อยู่ได้ แก๊สจึงติดไฟและเกดิ การ ลุกไหม้ตอ่ ไปได้

ห น ้ า | 32 การผลิตไบโอชาร์ การบรรจุวัตถุดิบในเตา 1. นาเตาเหล็กท่บี รรจุชีวมวลและเช้อื เพลงิ มา ตั้งสว่ นตวั เตาใหห้ งายขน้ึ นาท่อกลางท่เี ปน็ ท่อบรรจุ เชอื้ เพลิงสวมลงไปทีค่ อเดือยทม่ี อี ยู่โดยให้รทู ีเ่ จาะไวร้ อบท่อคอ่ นมาทางปากเตา 2. บรรจชุ วี มวลที่ตอ้ งการจะเผาเป็นถา่ นไบโอชาร์ทช่ี อ่ งว่างให้รอบท่อกลาง บรรจไุ ม่ให้สงู เกิดปากเตา เพราะจะทาให้ปดิ ฝาไม่ได้ 3. นาไม้เช้อื เพลงิ บรรจุลงในท่อกลางทีว่ า่ งอยู่จนเตม็ เสร็จแลว้ ใหน้ าฝาปิดเตามาครอบปิดโดยให้คอเดอื ย ท่ีฝาถังสวมติดกับปากทอ่ กลางพอดี จากน้ไี ปสามารถจุดไฟให้ตดิ เชือ้ เพลิงเพื่อเผาให้เกดิ แก๊สชีวมวลมาใชห้ งุ ต้มได้ เมือ่ เผาเสร็จก็จะไดถ้ า่ นไบโอชาร์เปน็ ผลผลิตอีกอยา่ งหนึ่ง หมายเหตุ : ชวี มวลที่นามาบรรจุเพื่อเป็นเช้ือเพลิงในการเผาไหม้ให้ความรอ้ นควรทจ่ี ะเป็นขนาดกลางถึงใหญ่ เพือ่ ทจ่ี ะเผาไหม้ติดไฟไดย้ าวนานจนกระบวนการไพโรไลซสิ ชวี มวลท่ตี อ้ งการเปล่ยี นเปน็ ถ่านไบโอชารส์ าเร็จเสรจ็ ดี หากใชช้ ีวมวลชน้ิ เลก็ เกนิ ไป การเผาไหม้เพ่อื เดนิ ระบบเตาจะเกดิ ข้ึนเพียงไม่นาน กล่าวคือติดไฟเร็วและดบั เร็ว ซึ่ง ทาให้การถ่ายเทความร้อนไปสู่ชวี มวลท่ีต้องการเปล่ียนใหเ้ ป็นถ่านไบโอชารไ์ ม่สมบูรณ์ กล่าวคอื ชวี มวลไม่ กลายเปน็ ถา่ นท้ังหมด แตส่ ามารถเผาโดยวธิ เี ดมิ อีกคร้งั เพื่อใหช้ ีวมวลที่ยังไม่กลายเป็นถ่านถูกเปลย่ี นเปน็ ถา่ น ทงั้ หมดได้ เมือ่ เชอื้ เพลงิ ชวี มวลที่อยใู่ นช่องบรรจุเชอื้ เพลงิ ที่แกนกลางค่อยๆ ถกู เผาไหม้จนมวลลดลงไปแลว้ หาก เตมิ เช้อื เพลิงใหม่เขา้ ไปกลางครันจะทาใหเ้ กิดควัน เพราะเป็นการแทรกกระบวนการเผาไหมไ้ มส่ มบรู ณท์ ี่กาลงั ดาเนินอยู่ หากตอ้ งการใหเ้ ชอ้ื เพลงิ ใหม่ที่ใสเ่ ขา้ ไปเกดิ กระบวนการเผาไหมแ้ ละควันหายไปเร็วสามารถใช้ปล่อง สังกะสีม้วนมาสวมท่ปี ากชอ่ งบรรจเุ ชอ้ื เพลงิ ปลอ่ งจะดึงอากาศจากด้านล่างมาชว่ ยเผาไหม้ ทาใหช้ ีวมวลใหมต่ ิดไฟ เร็ว ควนั หมดในเวลาไม่นาน เมอ่ื ไมม่ คี วันเกิดข้นึ แลว้ จงึ ยกปล่องสังกะสอี อกได้ สามารถเพิม่ ความแรงของเปลวไฟทเ่ี กดิ ขน้ึ จากการเผาไหม้แก๊สชวี มวลในเตาได้โดยนาเตาที่จดุ ไฟแล้วมาตั้งซอ้ น กนั สองใบ เปลวไฟจะรวมกนั เป็นสองเทา่ ซ่งึ จะเหน็ ความแรงของไฟทีเ่ พิม่ ขึ้นไดอ้ ยา่ งชดั เจน

ห น ้ า | 33 กระบวนการเผาถ่านไบโอชาร์ผลิตแกส๊ ชีวมวล จุดไฟใหต้ ดิ ท่ีไมเ้ ชอื้ เพลิงซึ่งอยใู่ นท่อกลางของเตา เมอ่ื เชอ้ื เพลงิ เร่ิมติดไฟแล้ว ทอ่ กลางที่บรรจเุ ชือ้ เพลิงจะ มลี ักษณะอบั อากาศ ออกซเิ จนเข้าไปช่วยในการเผาไหม้ได้นอ้ ย จงึ ทาให้เกิดการเผาไหม้ไม่สมบรู ณเ์ กดิ ข้ึน เชน่ เดียวกับเตาชวี มวลทีม่ กี ารใชก้ ันอยู่ ไม่นานจงึ เกดิ แกส๊ จากชีวมวลทีใ่ ชเ้ ป็นเช้อื เพลงิ ซง่ึ ถูกเผาไหม้เกดิ ขึ้น เปลว ไฟแรง มคี วามร้อนสงู เมอื่ เกิดพลังงานความรอ้ น ความรอ้ นจากทอ่ แกนกลางท่ีเผาไหมเ้ ช้ือเพลงิ ชวี มวลหมู่จะ ถ่ายเทความร้อนเหลา่ นี้ไปสชู่ วี มวลที่ลอ้ มอยูร่ อบข้างในเตาวงนอก ทาใหเ้ กิดกระบวนการไพโรไลซสี (Pyrolysis) จนทาให้เกิดแกส๊ ชวี มวลอยภู่ ายในและไหลออกมาตามรูที่เจาะของทอ่ กลาง แก๊สชีวมวลท่ไี หลออกมาจะไปเจอกับ เปลวไฟทเ่ี ผาไหม้อยดู่ ้านนอกพอดีทาให้เกดิ การลุกติดไฟข้นึ อีก เมื่อเผาเชอ้ื เพลิงจนเสร็จสิน้ ชีวมวลท่ีอยใู่ นช่อง บรรจุรอบนอกจะกลายเป็นถา่ นไบโอชาร์ การใชถ่านชวี ภาพในการเกษตร การเตรียมถา่ นชีวภาพเพ่ือลงดินมขี ้นั ตอนดงั ตอไปนี้ 1. ทาใหถ่านชวี ภาพมีขนาดเล็กที่สดุ โดยเฉลี่ยไม่ใหญ่กว่า 1 เซนติเมตรเพอ่ื ให คลกุ เคลา้ เขากับดนิ ไดง้ ่าย หากขนาดถา่ นใหญเ่ กินไปจะเปน็ อปุ สรรคตอรากพืชในการ เจรญิ เติบโต อาจใชวธิ กี ารทุบหรอื บีบใหแตก 2. ผสมถ่านชีวภาพกับปุ๋ยหมัก หรอื ปุ๋ยคอก ในอัตราสวน 50% โดยน้าหนกั คลกุ ให เป็นเนอื้ เดยี วกัน 3. นาถา่ นชีวภาพผสมป๋ยุ หมกั ไปโรยลงดิน ในขน้ั ตอนการเตรียมดินก่อนปลกู พชื รดน้าใหชมุ เพ่ือใหถ่าน ชวี ภาพดูดซมึ นา้ แลวพรวนดนิ ใหลึก 10-20 เซนติเมตร ทาการรดน้าใหชุมอกี คร้งั 4. ปลกู พชื ผักในแปลงได ตามข้นั ตอนการปลกู ผกั ท่วั ไป

ห น ้ า | 34 ใบกิจกรรมสาหรบั ผู้รับบรกิ าร เร่ือง การแบบและปฏิบตั กิ ารผลิตไบโอชาร์ โดยการบรู ณาการสะเต็มศึกษา วตั ถุประสงค์ ออกแบบและทดลองผลติ ไบโอชาร์โดยการบรู ณาการสะเต็มศึกษา คาชแ้ี จง ให้ท่านออกแบบและทดลองผลติ ไบโอชาร์ โดยดาเนนิ การตามขั้นตอนท่กี าหนดให้ ดังน้ี 1. การวางแผนการทดลองไบโอชาร์จากอปุ กรณ์ท่ีเตรยี มให้ โดยการบรู ณาการสะเต็มศกึ ษา 2. ทดลองผลิตไบโอชาร์โดยการบรู ณาการสะเตม็ ศึกษา 3. บนั ทึกผลการทดลองผลติ ไบโอชาร์โดยการบรู ณาการสะเต็มศกึ ษา 4. สรปุ ปญั หา/อปุ สรรค ในการผลิตไบโอชาร์โดยการบรู ณาการสะเต็มศึกษา วัสดแุ ละอุปกรณ์ทเ่ี ตรยี มให้สาหรับการออกแบบและปฏิบตั ิการผลติ ไบโอชาร์ ท่ี รายการ จานวนต่อกล่มุ 1 ฝาปดิ ถงั บรรจชุ วี มวล 1 ฝา 2 ถังบรรจชุ ีวมวล 1 ถงั 3 ท่อบรรจุเชื้อเพลิง 1 ทอ่ 4 ชวี มวล 5 ทจ่ี ดุ ไฟ 1 กระสอบป๋ยุ 6 ตะแกรงเหลก็ 1 อัน 7 อฐิ รองพืน้ 1 อัน 8 ถุงมอื ผ้า 6 กอ้ น 9 เหล็กคบี ถ่าน 1 คู่ 10 มดี 1 อัน 11 ปุย๋ คอก 1 เลม่ 12 ดินปลกู 1 กโิ ลกรมั 2 กิโลกรัม จดุ ประสงคใ์ นการทดลอง ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ห น ้ า | 35 ร่างแบบแผนการทดลองผลิตไบโอชาร์ 1. การระบปุ ัญหา 2. การคน้ หาแนวคิดที่เก่ยี วขอ้ ง 3. การวางแผนและพฒั นา

ห น ้ า | 36 4. การทดสอบและการประเมินผล ผลการทดลอง ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… ตารางบนั ทึกผล ภายหลงั การทดลองผลติ ไบโอชาร์ ประเภทของชวี มวลทใ่ี ชเ้ ผา…………………………………………………………………………………………. จานวนครัง้ ทเ่ี ผา ลักษณะไบโอชาร์ท่สี งั เกตได้ เผาคร้งั ที่ 1 เผาคร้ังท่ี 2 เผาครง้ั ที่ 3 เผาคร้งั ท่ี 4 5. การนาเสนอผลลพั ธ์ จากการทดลองผลิตไบโอชาร์ ครั้งท่ี 1 พบวา่ …………………………………….…………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. คร้งั ท่ี 2 พบว่า…………………………………….…………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ครง้ั ที่ 3 พบวา่ …………………………………….…………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ครั้งท่ี 4 พบว่า…………………………………….…………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. สรปุ จานวนครง้ั ทีเ่ ผาและไดไ้ บโอชารท์ ดี่ ที ี่สุด…………คร้งั ลักษณะของไบโอชาร์………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

ห น ้ า | 37 สรุปปัญหา/อปุ สรรค ในการผลติ ไบโอชาร์ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………

ห น ้ า | 38 PowerPoint เร่ืองการสรปุ ผลการเรยี นรู้เรอ่ื ง เรือ่ งไบโอชาร์ ถา่ นชวี ภาพเพื่อการเกษตร

ห น ้ า | 39

ห น ้ า | 40

ห น ้ า | 41

ห น ้ า | 42

ห น ้ า | 43 แบบทดสอบหลังเรยี น เรื่องไบโอชาร์ “ถา่ นชีวภาพเพื่อการเกษตร” คาชแ้ี จง 1. แบบทดสอบจานวน 10 ขอ้ ข้อละ 1 คะแนน คะแนนเต็ม 10 คะแนน 2. ให้เลือกคาตอบที่ถกู ที่สดุ เพยี งขอ้ เดียว 1. การเผาไหม้ชีวมวลทาให้เกิดก๊าซอะไรลอยข้ึนสูช่ นั้ บรรยากาศ ก. กา๊ ซออกซเิ จน ข. กา๊ ซคารบ์ อนไดออกไซด์ ค. ก๊าซไนโตรเจน ง. ก๊าซซลั เฟอร์ไดออกไซด์ 2. ขอ้ ใดหมายถึง ชีวมวล ก. แกลบ ข. กลอ่ งนม ค. ถงุ พลาสตกิ ง. ถ่านไฟฉาย 3. ก๊าซท่ีมนุษยใ์ ช้สาหรบั หายใจคือก๊าซอะไร ก. ก๊าซออกซิเจน ข. กา๊ ซไนโตรเจน ค. ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ง. กา๊ ซมีเทน 4. ผลผลติ ของการไพโรไลซสิ จะประกอบดว้ ยอะไรบา้ ง ก. กา๊ ซออกซเิ จน ข. ก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์ ค. กา๊ ซไนโตรเจน ง. ของแข็ง ของเหลว และแก๊ส 5. การทาให้ชวี มวลไดร้ ับความร้อนแบบไมไ่ ด้เผาโดยตรง แลว้ เปลี่ยนไปเปน็ ถ่านไบโอชาร์เรียกวา่ อะไร ก. การแช่ความรอ้ น ข. การถ่ายเทความรอ้ น ค. การให้ความร้อน ง. ผิดทกุ ข้อ

ห น ้ า | 44 6. ขอ้ ใดคือดินมีปัญหายาแย่อย่างหนัก ก. มธี าตุอาหารตา่ ข. มคี วามแขง็ มาก ค. การดดู ซึมน้าไม่ด/ี กกั เกบ็ นา้ ได้นอ้ ย ง. ถกู ทกุ ขอ้ 7. ถา่ นไบโอชาร์มคี ณุ สมบัติเปน็ อะไร ก. เบส ข. กรด ค. ด่าง ง. กลาง 8. รพู รนุ ของถ่านไบโอชาร์มีประโยชน์อยา่ งไร ก. สาหรับเก็บน้าและเปน็ ทีอ่ ยู่ของจุลนิ ทรยี ์ ข. เป็นทอ่ี ยขู่ องไส้เดือน ค. เป็นทีอ่ ยู่ของรากพชื ง. ถกู ทุกขอ้ 9. การแยกสลายดว้ ยความรอ้ นตอ้ งใช้ความร้อนก่ีองศา ก. 500 – 700 องศา ข. 400 – 500 องศา ค. 200 – 300 องศา ง. 200 – 500 องศา 10. ขอ้ ใดคือประโยชน์ของถ่านไบโอชาร์ ก. ใชป้ ระกอบอาหาร ข. เป็นส่วนผสมของเครื่องสาอาง ค. ใช้ปรบั ปรุงบารุงดนิ ง. ใช้ผสมกาแฟดา

ห น ้ า | 45 เฉลยแบบทดสอบกอ่ นเรยี น 1. ตอบ ก. แกลบ 2. ตอบ ข. ก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์ 3. ตอบ ก. ก๊าซออกซเิ จน 4. ตอบ ง. ของแขง็ ของเหลว และแกส๊ 5. ตอบ ก. 500 – 700 องศา 6. ตอบ ข. การถา่ ยเทความรอ้ น 7. ตอบ ค. ดา่ ง 8. ตอบ ก. สาหรับเก็บน้าและเป็นท่ีอยู่ของจลุ ินทรยี ์ 9. ตอบ ค. ใช้ปรับปรงุ บารงุ ดิน 10. ตอบ ง. ถกู ทุกข้อ เฉลยแบบทดสอบหลังเรียน 1. ตอบ ข. ก๊าซคารบ์ อนไดออกไซด์ 2. ตอบ ก. แกลบ 3. ตอบ ก. กา๊ ซออกซิเจน 4. ตอบ ง. ของแขง็ ของเหลว และแกส๊ 5. ตอบ ข. การถา่ ยเทความร้อน 6. ตอบ ง. ถูกทุกขอ้ 7. ตอบ ค. ดา่ ง 8. ตอบ ก. สาหรับเก็บนา้ และเปน็ ทอ่ี ยู่ของจลุ นิ ทรยี ์ 9. ตอบ ก. 500 – 700 องศา 10. ตอบ ค. ใช้ปรบั ปรงุ บารุงดิน