หลักการออกแบบทางเทคโนโลยี และชีวมวล

ข้อมูลเบื้องต้นของเรื่องนี้

หลักการออกแบบทางเทคโนโลยี ชีวมวล หลักการของ EcoDesig

เทคโนโลยี หมายถึง สิ่งที่มนุษย์พัฒนาขึ้น เพื่อช่วยในการทำงานหรือแก้ปัญหาต่าง ๆ เช่น อุปกรณ์ เครื่องมือ เครื่องจักร วัสดุต่าง ๆ หรือกระบวนการต่าง ๆ เช่น กระบวนการเทคโนโลยี เป็นต้น

1. ประโยชน์และผลกระทบจากการใช้เทคโนโลยี
เราสามารถนำเครื่องใช้ที่ได้จากเทคโนโลยีมาใช้ประโยชน์ได้ ดังนี้ค่ะ
1. ตอบสนองความต้องการขั้นพื้นฐาน เช่น
- ใช้รถบรรทุกดินมาถมที่ เพื่อสร้างอาคารบ้านเรือน หรือที่อยู่อาศัย
- ใช้เครื่องจักรและเทคโนโลยีในการผลิตเสื้อผ้า เครื่องนุ่งห่มให้ได้ครั้งละมาก ๆ โดยใช้เวลาน้อยลง
- ใช้เทคโนโลยีในการผลิตอาหารให้ได้ครั้งละมาก ๆ และเก็บไว้ได้นาน ๆ
- นำเทคโนโลยีและกระบวนการทางเทคโนโลยีมาใช้ในการรักษาโรคให้มีประสิทธิภาพดีขึ้น
2. ทำให้มีความสะดวกสบายในชีวิตประจำวัน เช่น
- ขับรถยนต์ไปทำงานหรือไปที่ต่าง ๆ
- ใช้โทรศัพท์เคลื่อนที่ในการติดต่อสื่อสารกับผู้อื่น
- ใช้คอมพิวเตอร์ในการค้นหาข้อมูลเรื่องที่ต้องการทราบ
- ใช้เครื่องซักผ้าแทนการซักผ้าด้วยมือ
- ใช้เครื่องดูดฝุ่นแทนการกวาดพื้นด้วยไม้กวาด

2.กระบวนการเทคโนโลยี
การนำกระบวนการของเทคโนโลยีมาใช้ในการออกแบบ สร้าง และพัฒนาของใช้ มีดังนี้
กระบวนการเทคโนโลยี
1. ค้นหาปัญหาหรือสาเหตุ
2. คิดหาวิธีแก้ปัญหาและเลือกวิธีที่ดีที่สุด
3. ออกแบบและปฏิบัติตามแนวทางที่คิดไว้
4. นำไปใช้และปรับปรุงแก้ไข

3. ความสำคัญและประโยชน์ของกระบวนการเทคโนโลยี
กระบวนการเทคโนโลยีมีความสำคัญและมีประโยชน์ต่อการทำงาน ดังนี้
1) ช่วยให้ได้งานที่มีความสวยงาม ทั้งรูปร่าง รูปทรง โดยอาศัยวิธีการออกแบบในลักษณะต่าง ๆ
2) ช่วยให้ได้สิ่งประดิษฐ์ที่เกิดประโยชน์ และสามารถนำไปใช้ได้จริง เพราะว่ามีการออกแบบและปรับปรุงแก้ไขให้ดียิ่งขึ้น
3) ทำให้เกิดการหมุนเวียนของทรัพยากร โดยนำทรัพยากรที่ใช้แล้วกลับมาใช้ใหม่
4) ช่วยให้ทำงาน และพัฒนางานประดิษฐ์อย่างเป็นขั้นตอนตามลำดับและได้ชิ้นงานที่มีคุณภาพ

หลักการของ Ecodesign

EcoDesign หมายถึง วิธีการออกแบบอย่างครบวงจร เพื่อการอนุรักษ์ธรรมชาติและหลีกเลี่ยงผลกระทบที่จะทำลายสิ่งแวดล้อม

หลักการพื้นฐานของ Ecodesign คือการประยุกต์หลักการของ 4R ในทุกช่วงของวงจร

ชีวิตของผลิตภัณฑั ตั้งแต่ ขั้นตอนการออกแบบ ช่วงของวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์ ที่ว่านี้ ได้แก่ ช่วงการวางแผนผลิตภัณฑ์

Reduce : ลดการใช้

เป็นการลดขยะที่จะทิ้งให้เหลือน้อยลง เลือกซื้อสิ่งของเครื่องใช้ที่ต้องการและบรรจุหีบห่อน้อย อายุการใช้งานนาน

Reuse : ใช้ซ้ำ
นำสิ่งของเครื่องใช้ที่ยังใช้ได้อยู่ มาดัดแปลงเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่

Recycle : ผลิตใช้ใหม่
เป็นการนำวัสดุที่ใช้แล้วกลับไปเข้ากระบวนการผลิตใหม่ ให้เป็นของใหม่ อาจเหมือนหรือไม่เหมือนของเดิมก็ได้

Repair : ซ่อมหรือแก้ไข
นำสิ่งของที่ใช้ที่แตกหักเสียหาย มาซ่อมหรือแก้ไขให้อยู่ในสภาพที่ใช้ได้ต่อไป



ชีวมวล (Biomass)
ชีวมวล(Biomass)หมายถึง พืชและสัตว์ที่เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สำคัญของโลก และถูกจัดเป็นพลังงานทดแทนซ พลังงานจากฟอสซิลซึ่งมีอยู่อย่างจำกัด และอาจหมดลงได้ แบ่งชีวมวลตามแหล่งที่มาได้ดังนี้

1.พืชผลทางการเกษตร(agricultural crops)เช่น อ้อย มันสำปะหลัง ข้าวโพด ข้าวฟ่างหวาน ที่เป็นแหล่งของคาร์โบไฮเดรต แป้งและน้ำตาล รวมถึงพืชน้ำมันต่างๆ ที่สามารถนำน้ำมันมาใช้เป็นพลังงานได้

2.เศษวัสดุเหลือทิ้งการเกษตร(agricultural residues)เช่น ฟางข้าว เศษลำต้นข้าวโพด ซังข้าวโพด เหง้ามันสำปะหลัง

3.ไม้และเศษไม้(wood and wood residues)เช่นไม้โตเร็ว ยูคาลิปตัส กระถินณรงค์ เศษไม้จากโรงงานผลิตเครื่องเรือน และโรงงานผลิตเยื่อกระดาษ เป็นต้น

4.ของเหลือจากจากอุตสาหกรรมและชุมชน(waste streams)เช่น กากน้ำตาล และชานอ้อยจากโรงงานน้ำตาล แกลบ ขี้เลื่อย เส้นใยปาล์ม และกะลาปาล์ม

พลังงานชีวมวล(Bio-energy)หมายถึง พลังงานที่ได้จากชีวมวลชนิดต่างๆ ดังที่กล่าวแล้วข้างต้น โดยกระบวนการแปรรูปชีวมวลไปเป็นพลังงานรูปแบบต่างๆ มีดังนี้คือ

1.การเผาไหม้โดยตรง(combustion)เมื่อชีวมวลมาเผา จะได้ความร้อนออกมาตามค่าความร้อนของชนิดชีวมวล ความร้อนที่ได้จากการเผาสามารถนำไปใช้ในการผลิตไอน้ำที่มีอุณหภูมิ และความดันสูงไอน้ำนี้จะถูกนำไปขับกังหันไอน้ำเพื่อผลิตไฟฟ้าต่อไป ตัวอย่างชีวมวลประเภทนี้คือ เศษวัสดุทางการเกษตร และเศษไม้

2.การผลิตก๊าซ(gasification)เป็นกระบวนการเปลี่ยนเชื้อเพลิงแข็งหรือชีวมวลให้เป็นแก๊สเชื้อเพลิง เรียกว่าแก๊สชีวภาพ(biogas)มีองค์ประกอบของแก๊สมีเทน แก๊สไฮโดรเจน แก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์

สามารถนำไปใช้สำหรับกังหันแก๊ส(gas turbine)

3.การหมัก(fermentation)เป็นการนำชีวมวลมาหมักด้วยแบคทีเรียในสภาวะไร้อากาศ ชีวมวลจะถูกย่อยสลายและแตกตัว เกิดแก๊สชีวภาพ(biogas)ที่มีองค์ประกอบของแก๊สมีเทนและแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ แก๊สมีเทนใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์สำหรับผลิตไฟฟ้า นอกจากนี้สามารถใช้ขยะอินทรีย์ชุมชน มูลสัตว์ น้ำเสียจากชุมชนหรืออุตสาหกรรมเกษตร เป็นแหล่งวัตถุดิบชีวมวลได้

4.การผลิตเชื้อเพลิงเหลวจากพืช มีกระบวนการที่ใช้ผลิตดังนี้

กระบวนการทางชีวภาพ ทำการย่อยสลายแป้ง น้ำตาล และเซลลูโลสจากพืชทางการเกษตร เช่น อ้อย มันสำปะหลัง ข้าวโพด ข้าวฟ่างหวาน กากน้ำตาล และเศษลำต้นอ้อย ให้เป็นเอทานอล เพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงเหลวในเครื่องยนต์เบนซิน

กระบวนการทางฟิสิกส์และเคมี โดยสกัดน้ำมันออกจากพืชน้ำมัน จากนั้นนำน้ำมันที่ได้ไปผ่านกระบวนการทรานส์เอสเตอริฟิเคชั่น(transesterification)เพื่อผลิตเป็นไบโอดีเซล

กระบวนการใช้ความร้อนสูง เช่นกระบวนการไพโรไลซิส เมื่อวัสดุทางการเกษตรได้ความร้อนสูงในสภาพไร้ออกซิเจน จะเกิดการสลายตัว เกิดเป็นเชื้อเพลิงในรูปของเหลวและแก๊สผสมกัน

พลังงานชีวมวลได้แก่ เอทานอล และไบโอดีเซล

แหล่งข้อมูล
http://www1.mod.go.th/opsd/dedweb/energy/about/meaning%20and%20type/biomass.htm
http://www2.mtec.or.th/th/special/fcecolca/pdf/whai_is_EcoDesign_PostDate040707.pdf
http://www.trueplookpanya.com/true/knowledge_detail.php?mul_content_id=1244