การเพิ่มมูลค่าของเหลือใช้ทางการเกษตรจากแกลบข้าวและกระดูกสัตว์เพื่อผลิตเป็นแก้วคริสตัลสีสำหรับอุตสาหกรรมอัญมณี

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์ที่จะทำการเพิ่มมูลค่าของเหลือใช้ทางการเกษตรจากแกลบข้าวและกระดูกสัตว์เพื่อผลิตเป็นแก้วคริสตัลสีสำหรับอุตสาหกรรมอัญมณี โดยเริ่มการนำขี้เถ้าแลบจากการเกษตร และขี้เถ้าจากการเผาวัสดุชีวมวลจากโรงไฟฟ้ามาใช้ทดแทนสารประกอบหลักในการผลิตแก้วคริสตัลได้แก่ ซิลิกามาเปรียบเทียบกัน รวมถึงการสังเคราะห์แคลเซียมจากกระดูกสัตว์ซึ่งได้แก่ กระดองหมึก จากนั้นจะทำการวัดสมบัติต่างๆที่เกี่ยวข้อง จากผลการทดลองพบว่า ซิลิกาที่สังเคราะห์จากทั้งขี้เถ้าแกลบจากการเกษตรและขี้เถ้าจากโรงไฟฟ้าชีวมวลมีปริมาณซิลิกาที่สังเคราะห์ได้ใกล้เคียงกัน โดยปริมาณซิลิกาได้มากที่สุดจากเงื่อนไขการกัดกรดที่ความเข้มข้น 6 โมลาร์ก่อนที่จะนำไปเผาอีกครั้งที่อุณหภูมิ 1000 องศาเซลเซียส โดยมีปริมาณเท่ากับ 96.9 และ 97.6 ร้อยละโดยน้ำหนัก ตามลำดับ อย่างไรก็ตามการสังเคราะห์ด้วยวิธีการใช้ความร้อนเพียงอย่างเดียวนั้นได้ปริมาณซิลิกาลดลงเพียงเล็กน้อยนั่นคือ 94.5 และ 95.1 ร้อยละโดยโมลตามลำดับ จากผลดังกล่าวจึงทำให้ผู้วิจัยเลือกใช้สารตั้งต้นจากขี้เถ้าต่างๆที่เงื่อนไขการเผาที่อุณหภูมิ 1200 องศาเซลเซียส เนื่องจากเป็นการลดขั้นตอนในการเตรียม กรณีของการสังเคราะห์แคลเซียมจากกระดองหมึกพบว่าเงื่อนไขที่ดีที่สุดในการเตรียมได้มาจากการเผากระดองหมึกด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 1000-1200 องศาเซลเซียส โดยให้ปริมาณแคลเซียมที่ 99.02 ร้อยละโดยน้ำหนัก และเมื่อนำสารตั้งต้นจากขี้เถ้าและกระดองสัตว์ที่สังเคราะห์ได้มาทำการหลอมแก้วคริสตัลที่อุณหภูมิ 1400 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 2 ชั่วโมงสีพบว่า สามารถหลอมได้สีใกล้เคียงกับการใช้สารเคมีทางการค้า และเมื่อมีการเติมสารให้สีต่างๆได้แก่ คอปเปอร์ออกไซด์ เหล็กออกไซด์ และแมงกานีสออกไซด์ พบว่า แก้วที่หลอมได้มีสีที่แตกต่างกัน และมีความแวววาว รวมถึงเมื่อทำการทดสอบสมบัติทางกายภาพได้แก่ ค่าความหนาแน่น ค่าดัชนีหักเหของแสง รวมไปถึงสมบัติทางกลด้านความแข็งพบว่า ชิ้นงานแก้วที่มีการเติมสารโลหะหนักข้างต้น มีสมบัติต่างๆที่เพิ่มมากขึ้นตามปริมาณโลหะหนักที่เจือเข้าไปในแก้วและมากกว่าชิ้นงานแก้วที่ใช้สารเคมีเป็นสารตั้งต้น จึงสามารถเลือกใช้ขี้เถ้าและกระดูกสัตว์ทดแทนสำหรับการผลิตแก้วคริสตัลสีได้อย่างแน่นอน

คำสำคัญ

ระดับความพร้อมของโครงการ