กลุ่มดาวปู หรือ กลุ่มดาวกรกฎ (♋) เป็นกลุ่มดาวหนึ่งในกลุ่มดาวจักรราศี มีขนาดเล็กและไม่สว่าง อยู่ระหว่างกลุ่มดาวคนคู่ทางทิศตะวันตก และกลุ่มดาวสิงโตทางทิศตะวันออก ทางเหนือคือกลุ่มดาวแมวป่า ทางใต้ คือ กลุ่มดาวหมาเล็กและกลุ่มดาวงูไฮดรา
หรือ กลุ่มดาวกรกฎ (♋) เป็นกลุ่มดาวหนึ่งในกลุ่มดาวจักรราศี มีขนาดเล็กและไม่สว่าง อยู่ระหว่างกลุ่มดาวคนคู่ทางทิศตะวันตก และกลุ่มดาวสิงโตทางทิศตะวันออก ทางเหนือคือกลุ่มดาวแมวป่า ทางใต้ คือ กลุ่มดาวหมาเล็กและกลุ่มดาวงูไฮดรา
วันเสาร์ที่ 17 กันยายน พ.ศ. 2559
สหพันธ์ดาราศาสตร์สากล
สหพันธ์ดาราศาสตร์สากล (อังกฤษ: The International Astronomical Union - IAU) ได้แบ่งกลุ่มดาวบน
ท้องฟ้าเป็น 88 กลุ่ม = 89 พื้นที่ แต่ละกลุ่มมีเขตแดนอย่างชัดเจน
(กลุ่มดาวงูแบ่งเขตแดนเป็นฝั่งตะวันออกและตะวันตกของกลุ่มดาวคนแบกงู)
- กลุ่มดาวแอนดรอเมดา Andromeda
- กลุ่มดาวเครื่องสูบลม Antlia
- กลุ่มดาวนกการเวก Apus
- กลุ่มดาวคนแบกหม้อน้ำ (กลุ่มดาวกุมภ์) Aquarius
- กลุ่มดาวนกอินทรี Aquila
- กลุ่มดาวแท่นบูชา Ara
- กลุ่มดาวแกะ (กลุ่มดาวเมษ) Aries
- กลุ่มดาวสารถี Auriga
- กลุ่มดาวคนเลี้ยงสัตว์ Boötes
- กลุ่มดาวสิ่ว Caelum
- กลุ่มดาวยีราฟ Camelopardalis
- กลุ่มดาวปู (กลุ่มดาวกรกฎ) Cancer
- กลุ่มดาวสุนัขล่าเนื้อ Canes Venatici
- กลุ่มดาวสุนัขใหญ่ Canis Major
- กลุ่มดาวสุนัขเล็ก Canis Minor
- กลุ่มดาวแพะทะเล (กลุ่มดาวมกร) Capricornus
- กลุ่มดาวกระดูกงูเรือ Carina
- กลุ่มดาวแคสซิโอเปีย (กลุ่มดาวค้างคาว) Cassiopeia
- กลุ่มดาวคนครึ่งม้า Centaurus
- กลุ่มดาวซีฟิอัส Cepheus
- กลุ่มดาวซีตัส (กลุ่มดาววาฬ) Cetus
- กลุ่มดาวกิ้งก่าคะมีเลียน Chameleon
- กลุ่มดาววงเวียน Circinus
- กลุ่มดาวนกเขา Columba
- กลุ่มดาวผมเบเรนิซ Coma Berenices
- กลุ่มดาวมงกุฎใต้ Corona Australis
- กลุ่มดาวมงกุฎเหนือ Corona Borealis
- กลุ่มดาวนกกา Corvus
- กลุ่มดาวถ้วย Crater
- กลุ่มดาวกางเขนใต้ Crux
- กลุ่มดาวหงส์ Cygnus
- กลุ่มดาวโลมา Delphinus
- กลุ่มดาวปลากระโทงแทง Dorado
- กลุ่มดาวมังกร Draco
- กลุ่มดาวม้าแกลบ Equuleus
- กลุ่มดาวแม่น้ำ Eridanus
- กลุ่มดาวเตาหลอม Fornax
- กลุ่มดาวคนคู่ (กลุ่มดาวเมถุน หรือดาวโลง) Gemini
- กลุ่มดาวนกกระเรียน Grus
- กลุ่มดาวเฮอร์คิวลีส Hercules
- กลุ่มดาวนาฬิกา Horologium
- กลุ่มดาวงูไฮดรา Hydra
- กลุ่มดาวงูไฮดรัส Hydrus
- กลุ่มดาวอินเดียนแดง Indus
- กลุ่มดาวกิ้งก่า Lacerta
- กลุ่มดาวสิงโต (กลุ่มดาวสิงห์) Leo
- กลุ่มดาวสิงโตเล็ก Leo Minor
- กลุ่มดาวกระต่ายป่า Lepus
- กลุ่มดาวคันชั่ง (กลุ่มดาวตุลย์) Libra
- กลุ่มดาวหมาป่า Lupus
- กลุ่มดาวแมวป่า Lynx
- กลุ่มดาวพิณ Lyra
- กลุ่มดาวภูเขา Mensa
- กลุ่มดาวกล้องจุลทรรศน์ Microscopium
- กลุ่มดาวยูนิคอร์น Monoceros
- กลุ่มดาวแมลงวัน Musca
- กลุ่มดาวไม้ฉาก Norma
- กลุ่มดาวออกแทนต์ Octans
- กลุ่มดาวคนแบกงู Ophiuchus
- กลุ่มดาวนายพราน (กลุ่มดาวไถ) Orion
- กลุ่มดาวนกยูง Pavo
- กลุ่มดาวม้าบิน Pegasus
- กลุ่มดาวเพอร์ซิอัส Perseus
- กลุ่มดาวนกฟีนิกซ์ Phoenix
- กลุ่มดาวขาตั้งภาพ Pictor
- กลุ่มดาวปลา (กลุ่มดาวมีน) Pisces
- กลุ่มดาวปลาใต้ Pisces Austrinus
- กลุ่มดาวท้ายเรือ Puppis
- กลุ่มดาวเข็มทิศ Pyxis
- กลุ่มดาวตาข่าย Reticulum
- กลุ่มดาวลูกธนู Sagitta
- กลุ่มดาวคนยิงธนู (กลุ่มดาวธนู) Sagittarius
- กลุ่มดาวแมงป่อง (กลุ่มดาวพิจิก) Scorpius
- กลุ่มดาวช่างแกะสลัก Sculptor
- กลุ่มดาวโล่ Scutum
- กลุ่มดาวงู Serpens
- กลุ่มดาวเซกซ์แทนต์ Sextans
- กลุ่มดาววัว (กลุ่มดาวพฤษภ หรือดาวธง) Taurus
- กลุ่มดาวกล้องโทรทรรศน์ Telescopium
- กลุ่มดาวสามเหลี่ยม Triangulum
- กลุ่มดาวสามเหลี่ยมใต้ Triangulum Australe
- กลุ่มดาวนกทูแคน Tucana
- กลุ่มดาวหมีใหญ่ (กลุ่มดาวจระเข้) Ursa Major
- กลุ่มดาวหมีเล็ก Ursa Minor
- กลุ่มดาวใบเรือ Vela
- กลุ่มดาวหญิงสาว (กลุ่มดาวกันย์) Virgo
- กลุ่มดาวปลาบิน
- กลุ่มดาวสุนัขจิ้งจอก Vulpecula
ฝนดาวตก
ฝนดาวตก
คือดาวตกหลาย ดวงที่เหมือนกันออกมาจากบริเวณเดียวกันในท้องฟ้าช่วงเวลาเดียวกันของปี ซึ่งเกิดจากเศษชิ้นส่วนในอวกาศที่พุ่งเข้าบรรยากาศโลกด้วยอัตราเร็วสูง แต่ละคราวที่ดาวหางเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์ จะมีเศษชิ้นส่วนขนาดเล็กของดาวหางถูกสลัดทิ้งไว้ตามทางโคจร เรียกว่า "ธารสะเก็ดดาว" หากวงโคจรของโลกและของดาวหางซ้อนทับกัน โลกจะเคลื่อนที่ผ่านธารสะเก็ดดาวในช่วงวันเดียวกันของแต่ละปี ทำให้เกิดฝนดาวตก
การที่สะเก็ดดาวในธารเดียวกัน เคลื่อนที่ขนานกันและมีอัตราเร็วเท่ากัน ดาวตกที่เราเห็นจึงดูเหมือนพุ่งออกมาจากจุดเดียวกันในท้องฟ้า ซึ่งเป็นผลจากทัศนมิติ (perspective) เปรียบเหมือนกับที่เราเห็นรางรถไฟไปบรรจบกันที่ขอบฟ้า เมื่อยืนดูจากกลางราง
กลุ่มดาว
คือ กลุ่มของดาวฤกษ์ ที่สามารถเชื่อมต่อกันเป็นรูปร่างต่าง ๆ ตามแต่จินตนาการในอวกาศสามมิติ. ส่วนใหญ่แล้ว ดาวฤกษ์ในกลุ่มดาวเดียวกันที่เราเห็นอยู่ใกล้กันบนทรงกลมฟ้า ไม่ได้มีความเกี่ยวข้องกัน และห่างไกลกันมากในอวกาศ. กลุ่มดาวอย่าง "ไม่เป็นทางการ" ที่เป็นที่รู้จักกันอย่างกว้างขวาง แต่ไม่ได้รับการรับรองโดยนักดาราศาสตร์ หรือสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล เรียกว่า ดาวเรียงเด่น (asterism) ตัวอย่างเช่น กระบวยใหญ่
คนไทยรู้จักและตั้งชื่อกลุ่มดาวอยู่บ้าง แต่ไม่ทั่วทั้งทรงกลมฟ้า ส่วนใหญ่เป็นกลุ่มดาวที่มีดาวฤกษ์สว่างเป็นสมาชิก และมักใช้คำว่า "ดาว" นำหน้า เช่น ดาวจระเข้ ดาวเต่า ดาวไถ ดาวโลง เป็นต้น
สหพันธ์ดาราศาสตร์สากล (IAU) แบ่งพื้นที่ในท้องฟ้าออกเป็นกลุ่มดาว 88 กลุ่ม โดยกำหนดเขตแดนที่แน่นอนและแม่นยำ กลุ่มดาวในซีกฟ้าเหนือส่วนใหญ่มาจากกรีกโบราณจนถึงสมัยกลาง
ประวัติกลุ่มดาว
ในยุคกรีกโบราณ, นอกจากกลุ่มดาวจักรราศี 12 กลุ่ม, ทอเลมีได้ แสดงรายการกลุ่มดาวอีก 36 กลุ่ม. รายชื่อกลุ่มดาวในปัจจุบัน ส่วนหนึ่งตกทอดมาจากกรีกโบราณ ที่เพิ่มเข้ามาใหม่เป็นกลุ่มดาวที่เติมลงในช่องว่างระหว่างกลุ่มดาวของทอเล มี. กลุ่มดาว 12 กลุ่ม ในซีกฟ้าใต้ ไม่สามารถมองเห็นได้จากกรีซ จึงตั้งชื่อโดยนักเดินเรือชาวดัตช์ ปีเตอร์ ดีร์กโซน ไกเซอร์ (Pieter Dirkzoon Keyser) และ เฟรดริก ดี เฮาต์มัน (Fredrick de Houtman) ในปลายศตวรรษที่ 16
กลุ่มดาวโบราณบางกลุ่มถูกยกเลิกไป เช่น กลุ่มดาว Quadrans Muralis ซึ่งปัจจุบันอยู่ในพื้นที่ของกลุ่มดาวคนเลี้ยงสัตว์ แต่ยังหลงเหลือร่องรอยในชื่อของ ฝนดาวตกควอดแดรนต์, กลุ่มดาวเรืออาร์โก (Argo Navis) มีขนาดใหญ่มาก ภายหลังจึงถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มดาวใหม่ 3 กลุ่ม ได้แก่ กลุ่มดาวกระดูกงูเรือ กลุ่มดาวท้ายเรือ และกลุ่มดาวใบเรือ
เคมีอินทรีย์
เคมีอินทรีย์ (: Organic chemistry)
เป็นสาขาย่อยในวิชาเคมี ที่ว่าด้วยการศึกษาโครงสร้าง คุณสมบัติ องค์ประกอบ ปฏิกิริยา และการเตรียม (ด้วยการสังเคราะห์หรือด้วยวิธีการอื่น) สารประกอบที่มีธาตุคาร์บอนเป็นหลัก ไฮโดรคาร์บอนและอนุพันธ์ของพวกมันอย่างเป็นวิทยาศาสตร์ สารประกอบเหล่านี้อาจมีธาตุอื่นอีกจำนวนหนึ่งด้วยก็ได้ เช่น ไฮโดรเจน ไนโตรเจน ออกซิเจน แฮโลเจน เช่นเดียวกับฟอสฟอรัส ซิลิกอนและซัลเฟอร์
สารประกอบอินทรีย์เป็น พื้นฐานกระบวนการของสิ่งมีชีวิตบนโลกแทบทั้งสิ้น (โดยมีข้อยกเว้นเล็กน้อยมาก) สารประกอบเหล่านี้มีโครงสร้างหลากหลายมาก ลักษณะการนำไปใช้ของสารประกอบอินทรีย์ก็มีมากมาย โดยเป็นได้ทั้งพื้นฐานของ หรือเป็นองค์ประกอบสำคัญของผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ เช่น พลาสติก ยา สารที่ได้จากน้ำมันปิโตรเคมี อาหาร วัตถุระเบิด และสี
เคมีอินทรีย์
เป็นวิทยาศาสตร์สาขาหนึ่งของวิชาเคมีที่เริ่มต้นเมื่อเฟรดริช วูห์เลอร์ (Friedrich Woehler) สามารถสังเคราะห์สารประกอบยูเรียได้เป็นผลสำเร็จโดยบังเอิญจากการระเหยสารละลายแอมโมเนียมไซยาเนต (ammonium cyanate) NH4OCN เคมีอินทรีย์เข้าใจกันว่าเป็นสารเคมีที่ประกอบด้วยสายโซ่ของธาตุคาร์บอนและเกิดจากสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แต่เมื่อเราสามารถสังเคราะห์สารประกอบประเภทนี้ได้ มันจึงเป็นจุดเริ่มต้นของการสังเคราะห์สารประกอบประเภทเดียวกันนี้อีกมากมาย
คุณสมบัติของสารอินทรีย์
สารประกอบเคมีอินทรีย์เป็นสารประกอบที่มีโมเลกุลเกิดจากการดึงดูดกันระหว่างอะตอมของธาตุต่างๆ ด้วยพันธะโคเวเลนต์ (covalent bond) เนื่องจากธาตุคาร์บอนมีอะตอมที่เชื่อมต่อกันเองและธาตุอื่นๆ ด้วยพันธะโคเวเลนต์แล้วมีความเสถียรสูงมากซึ่งจะเห็นได้การต่อกันเองของธาตุ คาร์บอนเป็นโซ่ยาวๆ หรือต่อกันเป็นวงกลมก็ได้ ทำให้สารประกอบเคมีอินทรีย์มีความแตกต่างจากสารประกอบอนินทรีย์เคมีดังนี้
- สารประกอบเคมีอินทรีย์จะหลอมเหลวหรือสะลายตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่า 300 °C
- สารประกอบเคมีอินทรีย์ที่เป็นกลางจะละลายในน้ำได้น้อยกว่าสารประกอบอนินทรีย์เคมีประเภทเกลือยกเว้นสารประกอบเคมีอินทรีย์ประเภทไอออนิก และประเภทน้ำหนักโมเลกุลต่ำๆอย่างแอลกอฮอล์และกรดคาร์บอกซิลิก (carboxylic acids)
- สารประกอบเคมีอินทรีย์ละลายได้ดีในตัวทำละลายที่เป็นสารอินทรีย์เช่นอีเทอร์ (ether) หรือแอลกอฮอล์แต่การละลายมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับฟังชั่นแนลกรุ๊ป (functional groups) และโครงสร้างทั่วไปของสารด้วย
สารประกอบแอลิแฟติก (: Aliphatic Compound IPA: [ˌæləˈfætɪk]; G. aleiphar, fat, oil) คือสารประกอบในศาสตร์เคมีอินทรีย์ที่ประกอบด้วยคาร์บอนและไฮโดรเจน (สารประกอบไฮโดรคาร์บอน) ประเภทที่ไม่มีวงอโรมาติก สารประกอบแอลิแฟติกสามารถประกอบด้วยวง (cyclic) ดั่งไซโคลเฮกเซนหรืออไซคลิก สารประกอบอาจอยู่ในรูปอิ่มตัว เช่น เฮกเซนหรือไม่อิ่มตัว เช่น เฮกซีน ก็ได้ในสารประกอบแอลิแฟติก อะตอมของคาร์บอนจะสร้างพันธะแก่กันอาจอยู่ในแบบโซ่ตรง (straight chains), โซ่กิ่ง (branched chains), หรือไม่เป็นวงอโรมาติกก็ได้ (อลิไซคลิก) และอาจสร้างพันธะเดี่ยว (แอลเคน), พันธะคู่ (แอลคีน) หรือพันธะสาม (แอลไคน์) นอกเหนือจากไฮโดรเจนนั้น ยังมีอะตอมของธาตุอื่นๆสามารถสร้างพันธะกับคาร์บอนได้ โดยส่วนมากจะได้แก่อะตอมของออกซิเจน, ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ และโคลรีนสารประกอบแอลิแฟติกอย่างง่ายที่สุดคือมีเทน (CH4) อลิฟาติยังรวมไปถึงสารจำพวกแอลเคน อาทิ พาราฟิน ไฮโดรคาร์บอน, แอลคีน อาทิ เอทิลีน และแอลไคน์ เช่น อะเซทิลีน กรดไขมัน ซึ่งจะประกอบด้วยแอลิแฟติกแบบไม่มีกิ่งต่อเข้ากับหมู่คาร์บอกซิล
ก๊าซชีวภาพ
ก๊าซชีวภาพ
(Biogas)
คือ ก๊าซที่เกิดจากกระบวนการย่อยสลายสารอินทรีย์ ด้วยแบคทีเรียชนิดไม่อาศัยออกซิเจน (Anaerobic) ทำให้เกิดกลุ่มก๊าซขี้นขณะเกิดการย่อยสลาย กลุ่มก๊าซนี้ เรียกว่า ก๊าซชีวภาพ
ก๊าซชีวภาพ ประกอบด้วย ก๊าซมีเทน (CH4) ประมาณร้อยละ 60 – 70 คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ประมาณร้อยละ 30 – 40 ทีเหลือจะเป็นก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) และก๊าซไนโตรเจน (N2) ซึ่งก๊าซมีเทนมีคุณสมบัติติดไฟได้จึงสามารถนำมาเป็นพลังงานทดแทนเชื้อเพลิง ต่างๆ เช่น การหุงต้ม เชื้อเพลิงรถยนต์ เชื้อเพลิงในภาคอุตสาหกรรม เป็นต้น
การย่อยสลายอินทรีย์วัตถุสามารถให้ก๊าซชีวภาพ แต่จะเกิดก๊าซมากน้อยเพียงใด ขึ้นอยู่กับชนิดของอินทรีย์วัตถุที่ย่อยสลาย เช่น พืชสดจะเกิดก๊าซยากกว่ามูลสัตว์ เนื่องจากมูลสัตว์มีการย่อยสลายมาบ้างแล้วจากสัตว์ ทำให้แบคทีเรียสามารถย่อยสลายได้รวดเร็วขึ้น
ดังนั้น การนำพืชสดมาใช้กระบวนการหมักให้ได้ก๊าซชีวภาพจะต้องทำการสับให้มีขนาดเล็ก และหมักทิ้งไว้ก่อน สำหรับวัสดุที่นำมาหมัก นอกจากจะมีพืชสด และมูลสัตว์แล้ว ยังสามารถนำของเสียหรือน้ำเสียจากกระบวนการต่าง ๆมาใช้หมักได้ด้วย เช่น น้ำเสียจากโรงงานแป้งมันสำปะหลัง น้ำเสียจากฟาร์มสุกร เศษอาหารตามบ้านเรือน เป็นต้น
องค์ประกอบของก๊าซชีวภาพ
– ก๊าซมีเทน: 50-60%
– ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์: 25-35%
– ก๊าซไนโตรเจน: 2-7%
– ก๊าซไฮโดรเจน: 1-5%
– ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์: มีน้อย
– ก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์: มีน้อย
– ก๊าซอื่น ๆ: มีน้อย
ประโยชน์ก๊าซชีวภาพ
– เป็นก๊าซใช้สำหรับการหุงต้มแทนเตาแก๊ส
– ใช้สำหรับเป็นแสงสว่าง และให้ความร้อน
– ใช้เป็นเชื้อเพลิงเครื่องยนต์ดูดน้ำ เครื่องยนต์รถยนต์
– ใช้เป็นเชื้อเพลิงเพื่อให้ความร้อนสำหรับการอบแห้งผลิตภัณฑ์ หรือให้ความอบอุ่นแก่ลูกสัตว์ตามฟาร์มต่างๆ เช่น ไก่ สุกร เป็นต้น
– ใช้เป็นเชื้อเพลิงให้ความร้อนในภาคอุตสาหกรรม เช่น หม้อไอน้ำ
-ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับโรงงานผลิตไฟฟ้า
ฉะนั้น ก๊าซชีวภาพจึงสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้หลายประการ นอกจากนี้ยังมีการนำก๊าซชีวภาพมาใช้ร่วมกับ Dual Fuel Engine คือ การนำก๊าซชีวภาพมาใช้ร่วมกับน้ำมัน หรืออาจกล่าวได้ว่าใช้ส่วนผสมของก๊าซชีวภาพและอากาศผ่านเข้าไปตามท่อไอดีไป ยังกระบอกสูบ เมื่ออัดได้อุณหภูมิและความดันก็ฉีดน้ำมันเข้าไปทำการเผาไหม้กับเครื่องยนต์ ดีเซลต่าง ๆ เมื่อก๊าซ ชีวภาพมีประโยชน์ต่อชีวิตประจำวันอย่างมาก เราจึงควรมีการศึกษาทางด้านนี้อย่างจริงจัง ประกอบกับพยายามนำมาประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้
ซึ่ง กระบวนการหมักเพื่อผลิตก๊าซชีวภาพ เป็นปฏิกิริยาการย่อยสลายสารอินทรีย์ในสภาวะไร้ออกซิเจนโดยจุลินทรีย์หลาย ชนิดผลิตภัณฑ์ที่ได้ในขั้นตอนสุดท้ายเป็นก๊าซมีเทนและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เป็นส่วนใหญ่ กระบวนการย่อยสลายในสภาวะไร้ออกซิเจนเป็นกระบวนการหมุนเวียนคาร์บอนและธาตุ อื่น ๆ ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่สะอาด ปลอดภัย มีการเจริญเติบโตของเซลล์น้อย ทำให้ลดการกำจัดตะกอนจุลินทรีย์ ขั้นตอนกระบวนการเกิดก๊าซชีวภาพ มีดังนี้
กระบวนการเกิดก๊าซชีวภาพ
1. การย่อยสลายในสภาวะไร้ออกซิเจน (Anaerobic Digestion)
การย่อยสลายสารอินทรีย์ในสภาวะไร้ออกซิเจนเป็นกระบวนการเปลี่ยนสารอินทรีย์เป็นก๊าซชีวภาพ ในสภาวะที่ไม่มี
แบคทีเรียผลิตก๊าซชีวภาพ
1. Hydrolytic Bacteria
เป็นแบคทีเรียกลุ่มที่ไม่ใช้ออกซิเจนที่สามารถย่อยสลายสารอินทรีย์โมเลกุล ใหญ่ให้เล็กลง เช่น ย่อยสลายโปรตีน เซลลูโลส ลิกนิน และไขมัน ไปเป็นสารโมเลกุลเดี่ยวที่ละลายน้าได้ เช่น กรดอะมิโน กรดไขมัน กลูโคส และกลีเซอรอล สำหรับสารอินทรีย์ที่มีองค์ประกอบของลิกนิน เช่น พืชต่างๆ จะเกิดการย่อยสลายได้ช้ากว่าสารอินทรีย์ที่ได้จากมูลสัตว์
2. Acidogenic Bacteria
Acidogenic หรือ acid foming bacteria เป็นแบคทีเรียที่ย่อยสลายสารย่อยสลายสารจำพวกน้ำตาล กรดอะมิโน และกรดไขมันให้เป็นกรดอะซิเตท ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซไฮโดรเจน
3. Acetogenic Bacteria
แบคทีเรียชนิดนี้สามารถย่อยสลายกรดอินทรีย์ระเหยง่าย และแอลกอฮอล์ได้เป็นอะซิเตท ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซไฮโดรเจน แบคทีเรียกลุ่มนี้ต้องการสภาวะที่มีความดันย่อยของไฮโดรเจน (H2 partial pressure) ความดันย่อยของก๊าซไฮโดรเจนที่สูงมีผลทำให้ปริมาณการเกิดกรดอะซิเตทลดลง โดยสารอินทรีย์จะถูกเปลี่ยนเป็นกรดโพรไพโอนิก บิวทีริก และเอทานอลเพิ่มขึ้น ทำให้ระบบมีค่าพีเอชลดลงไม่เหมาะสมสำหรับ Acetogenic แต่แบคทีเรีย Methanogens สามารถดึงไฮโดรเจนไปใช้งานได้ ทำให้มีค่าความดันย่อยของไฮโดรเจนลดลง
4. Methanogenic Bacteria
แบคทีเรียกลุ่ม methanogenic Bacteria เป็นกลุ่มที่พบได้ที่ชั้นตะกอนของแม่น้ำลำคลอง หรือกระเพาะสัตว์เคี้ยวเอื้อง มีทั้งชนิดแกรมบวก และแกรมลบ แบ่งเป็น 2 กลุ่มคือ
– Hydrogenotrophic Methanogens หรือ hydrogen utilizing chemolithotrophs เป็นกลุ่มที่สามารถเปลี่ยนไฮโดรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซมีเทน ดังสมการ ถือเป็นกลุ่มที่ทำหน้าที่ลดความดันย่อยของก๊าซไฮโดรเจนในระบบเพื่อให้เอื้อ ต่อแบคทีเรียกลุ่มอื่นๆ
CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O
– Acetotrophic Methanogens หรือ acetate splitting bacteria เป็นกลุ่มที่ทำหน้าที่เปลี่ยนอะซิเตทเป็นก๊าซมีเทน และคาร์บอนไดออกไซด์ ดังสมการ
CH3COOH CH4 + CO2 (2.10)
คือ ก๊าซที่เกิดจากกระบวนการย่อยสลายสารอินทรีย์ ด้วยแบคทีเรียชนิดไม่อาศัยออกซิเจน (Anaerobic) ทำให้เกิดกลุ่มก๊าซขี้นขณะเกิดการย่อยสลาย กลุ่มก๊าซนี้ เรียกว่า ก๊าซชีวภาพ
ก๊าซชีวภาพ ประกอบด้วย ก๊าซมีเทน (CH4) ประมาณร้อยละ 60 – 70 คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ประมาณร้อยละ 30 – 40 ทีเหลือจะเป็นก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) และก๊าซไนโตรเจน (N2) ซึ่งก๊าซมีเทนมีคุณสมบัติติดไฟได้จึงสามารถนำมาเป็นพลังงานทดแทนเชื้อเพลิง ต่างๆ เช่น การหุงต้ม เชื้อเพลิงรถยนต์ เชื้อเพลิงในภาคอุตสาหกรรม เป็นต้น
การย่อยสลายอินทรีย์วัตถุสามารถให้ก๊าซชีวภาพ แต่จะเกิดก๊าซมากน้อยเพียงใด ขึ้นอยู่กับชนิดของอินทรีย์วัตถุที่ย่อยสลาย เช่น พืชสดจะเกิดก๊าซยากกว่ามูลสัตว์ เนื่องจากมูลสัตว์มีการย่อยสลายมาบ้างแล้วจากสัตว์ ทำให้แบคทีเรียสามารถย่อยสลายได้รวดเร็วขึ้น
ดังนั้น การนำพืชสดมาใช้กระบวนการหมักให้ได้ก๊าซชีวภาพจะต้องทำการสับให้มีขนาดเล็ก และหมักทิ้งไว้ก่อน สำหรับวัสดุที่นำมาหมัก นอกจากจะมีพืชสด และมูลสัตว์แล้ว ยังสามารถนำของเสียหรือน้ำเสียจากกระบวนการต่าง ๆมาใช้หมักได้ด้วย เช่น น้ำเสียจากโรงงานแป้งมันสำปะหลัง น้ำเสียจากฟาร์มสุกร เศษอาหารตามบ้านเรือน เป็นต้น
องค์ประกอบของก๊าซชีวภาพ
– ก๊าซมีเทน: 50-60%
– ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์: 25-35%
– ก๊าซไนโตรเจน: 2-7%
– ก๊าซไฮโดรเจน: 1-5%
– ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์: มีน้อย
– ก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์: มีน้อย
– ก๊าซอื่น ๆ: มีน้อย
ประโยชน์ก๊าซชีวภาพ
– เป็นก๊าซใช้สำหรับการหุงต้มแทนเตาแก๊ส
– ใช้สำหรับเป็นแสงสว่าง และให้ความร้อน
– ใช้เป็นเชื้อเพลิงเครื่องยนต์ดูดน้ำ เครื่องยนต์รถยนต์
– ใช้เป็นเชื้อเพลิงเพื่อให้ความร้อนสำหรับการอบแห้งผลิตภัณฑ์ หรือให้ความอบอุ่นแก่ลูกสัตว์ตามฟาร์มต่างๆ เช่น ไก่ สุกร เป็นต้น
– ใช้เป็นเชื้อเพลิงให้ความร้อนในภาคอุตสาหกรรม เช่น หม้อไอน้ำ
-ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับโรงงานผลิตไฟฟ้า
ฉะนั้น ก๊าซชีวภาพจึงสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้หลายประการ นอกจากนี้ยังมีการนำก๊าซชีวภาพมาใช้ร่วมกับ Dual Fuel Engine คือ การนำก๊าซชีวภาพมาใช้ร่วมกับน้ำมัน หรืออาจกล่าวได้ว่าใช้ส่วนผสมของก๊าซชีวภาพและอากาศผ่านเข้าไปตามท่อไอดีไป ยังกระบอกสูบ เมื่ออัดได้อุณหภูมิและความดันก็ฉีดน้ำมันเข้าไปทำการเผาไหม้กับเครื่องยนต์ ดีเซลต่าง ๆ เมื่อก๊าซ ชีวภาพมีประโยชน์ต่อชีวิตประจำวันอย่างมาก เราจึงควรมีการศึกษาทางด้านนี้อย่างจริงจัง ประกอบกับพยายามนำมาประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้
ซึ่ง กระบวนการหมักเพื่อผลิตก๊าซชีวภาพ เป็นปฏิกิริยาการย่อยสลายสารอินทรีย์ในสภาวะไร้ออกซิเจนโดยจุลินทรีย์หลาย ชนิดผลิตภัณฑ์ที่ได้ในขั้นตอนสุดท้ายเป็นก๊าซมีเทนและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เป็นส่วนใหญ่ กระบวนการย่อยสลายในสภาวะไร้ออกซิเจนเป็นกระบวนการหมุนเวียนคาร์บอนและธาตุ อื่น ๆ ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่สะอาด ปลอดภัย มีการเจริญเติบโตของเซลล์น้อย ทำให้ลดการกำจัดตะกอนจุลินทรีย์ ขั้นตอนกระบวนการเกิดก๊าซชีวภาพ มีดังนี้
กระบวนการเกิดก๊าซชีวภาพ
1. การย่อยสลายในสภาวะไร้ออกซิเจน (Anaerobic Digestion)
การย่อยสลายสารอินทรีย์ในสภาวะไร้ออกซิเจนเป็นกระบวนการเปลี่ยนสารอินทรีย์เป็นก๊าซชีวภาพ ในสภาวะที่ไม่มี
แบคทีเรียผลิตก๊าซชีวภาพ
1. Hydrolytic Bacteria
เป็นแบคทีเรียกลุ่มที่ไม่ใช้ออกซิเจนที่สามารถย่อยสลายสารอินทรีย์โมเลกุล ใหญ่ให้เล็กลง เช่น ย่อยสลายโปรตีน เซลลูโลส ลิกนิน และไขมัน ไปเป็นสารโมเลกุลเดี่ยวที่ละลายน้าได้ เช่น กรดอะมิโน กรดไขมัน กลูโคส และกลีเซอรอล สำหรับสารอินทรีย์ที่มีองค์ประกอบของลิกนิน เช่น พืชต่างๆ จะเกิดการย่อยสลายได้ช้ากว่าสารอินทรีย์ที่ได้จากมูลสัตว์
2. Acidogenic Bacteria
Acidogenic หรือ acid foming bacteria เป็นแบคทีเรียที่ย่อยสลายสารย่อยสลายสารจำพวกน้ำตาล กรดอะมิโน และกรดไขมันให้เป็นกรดอะซิเตท ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซไฮโดรเจน
3. Acetogenic Bacteria
แบคทีเรียชนิดนี้สามารถย่อยสลายกรดอินทรีย์ระเหยง่าย และแอลกอฮอล์ได้เป็นอะซิเตท ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซไฮโดรเจน แบคทีเรียกลุ่มนี้ต้องการสภาวะที่มีความดันย่อยของไฮโดรเจน (H2 partial pressure) ความดันย่อยของก๊าซไฮโดรเจนที่สูงมีผลทำให้ปริมาณการเกิดกรดอะซิเตทลดลง โดยสารอินทรีย์จะถูกเปลี่ยนเป็นกรดโพรไพโอนิก บิวทีริก และเอทานอลเพิ่มขึ้น ทำให้ระบบมีค่าพีเอชลดลงไม่เหมาะสมสำหรับ Acetogenic แต่แบคทีเรีย Methanogens สามารถดึงไฮโดรเจนไปใช้งานได้ ทำให้มีค่าความดันย่อยของไฮโดรเจนลดลง
4. Methanogenic Bacteria
แบคทีเรียกลุ่ม methanogenic Bacteria เป็นกลุ่มที่พบได้ที่ชั้นตะกอนของแม่น้ำลำคลอง หรือกระเพาะสัตว์เคี้ยวเอื้อง มีทั้งชนิดแกรมบวก และแกรมลบ แบ่งเป็น 2 กลุ่มคือ
– Hydrogenotrophic Methanogens หรือ hydrogen utilizing chemolithotrophs เป็นกลุ่มที่สามารถเปลี่ยนไฮโดรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซมีเทน ดังสมการ ถือเป็นกลุ่มที่ทำหน้าที่ลดความดันย่อยของก๊าซไฮโดรเจนในระบบเพื่อให้เอื้อ ต่อแบคทีเรียกลุ่มอื่นๆ
CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O
– Acetotrophic Methanogens หรือ acetate splitting bacteria เป็นกลุ่มที่ทำหน้าที่เปลี่ยนอะซิเตทเป็นก๊าซมีเทน และคาร์บอนไดออกไซด์ ดังสมการ
CH3COOH CH4 + CO2 (2.10)
การย่อยสลายทางชีวภาพ
การย่อยสลายทางชีวภาพ
การย่อยสลายทางชีวภาพ (biodegradation) หรือการสลายตัวทางชีวภาพ คือสารเคมีที่สลายตัวของวัสดุจากเชื้อแบคทีเรียหรือทางชีวภาพอื่นๆ โดยมีความสัมพันธ์กับระบบนิเวศ การจัดการขยะ ชีวการแพทย์ และสภาพแวดล้อมทางชีวภาพ ซึ่งเกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมที่สามารถย่อยสลายกลับ ไปเป็นธาตุตามธรรมชาติ สารอินทรีย์จะถูกย่อยสลายด้วยออกซิเจน หรือไม่ใช้ออกซิเจน
การย่อยสลายทางชีวภาพคือกระบวนการที่นำสารอินทรีย์มาทำปฏิกิริยากับสารอนินทรีย์ ทำให้ย่อยสลายได้ ซึ่งอินทรียวัตถุจะเปลี่ยนเป็นแร่ธาตุ สารลดแรงตึงผิวซึ่งจะหลั่งออกมายังผิวด้านนอกโดยการทำงานของเซลล์จุลินทรีย์ เพื่อเพิ่มกระบวนการย่อยสลายทางชีวภาพ การย่อยสลายทางทั่วไปใช้อินทรีย์วัตถุ เช่น พืช สัตว์ และสารอื่นๆที่เกิดจากสิ่งมีชีวิต หรือวัตถุที่มีความคล้ายคลึงกับพืช และสัตว์ ที่ทำให้จุลินทรีย์สามารถนำไปใช้ได้ จุลินทรีย์บางชนิดเกิดขึ้นตามธรรมชาติ โดยจุลินทรีย์มีความหลากหลายในกระบวนการสร้าง นำไปสู่การย่อยสลาย การเปลี่ยนรูปแบบ หรือสะสมในรูปสารประกอบไฮโดรคาร์บอน เช่น น้ำมัน โพลีคลอริเนตไบฟีนิล (PCBs) โพลิอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (PAHs) สารทางยา สารกัมมันตรังสี และโลหะหนัก
นวัตกรรมวิธีการที่สำคัญในการย่อยสลายของจุลินทรีย์ได้เปิดเผยรายละเอียดด้านข้อมูลทางพันธุกรรม การศึกษาสารพันธุกรรมทั้งหมดของจุลินทรีย์ การศึกษาด้านโปรตีนทั้งหมดที่มีในรหัสพันธุกรรม ชีวสารสนเทศ การวิเคราะห์สิ่งแวดล้อมของจุลินทรีย์ระดับสูง เพื่อนำไปสู่กระบวนการย่อยสลายทางชีวภาพ และความสามารถของจุลินทรีย์เพื่อปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง ผลิตภัณฑ์ที่มีสารย่อยสลายชีวภาพได้ และสารย่อยสลายทางชีวภาพไม่ได้ ในการตลาดมักบอกว่าสลายได้ทางชีวภาพได้
ในธรรมชาติ การย่อยสลายทางชีวภาพด้วยวัสดุที่แตกต่างกัน จะใช้อัตราส่วนที่แตกต่างกันด้วย เพื่อให้สามารถทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจุลินทรีย์ต้องการแสง น้ำ และออกซิเจน ในการช่วยย่อยสลายทางชีวภาพ อุณหภูมิเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดอัตราการย่อยสลายทางชีวภาพ เนื่องจากในสภาพอากาศอบอุ่นทำให้จุลินทรีย์มีแนวโน้มทำงานซ้ำๆได้เร็วขึ้น
การย่อยสลายทางชีวภาพสามารถวัดเป็นจำนวนได้หลายวิธี นักวิทยาศาสตร์มักใช้การทดสอบการหายใจของจุลิทรีย์ที่ใช้ออกซิเจน (Aerobe) ในการหายใจ โดยเก็บตัวอย่างที่เป็นของเสียในรูปของแข็ง ที่ประกอบด้วยจุลินทรีย์และดิน ต่อมาผึ่งลมทิ้งไว้หลายวัน จุลินทรีย์จะทำการย่อยตัวอย่างทีละน้อย และผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งผลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะเป็นตัวบ่งชี้การย่อยสลาย การย่อยสลายทางชีวภาพสามารถวัดโดยจุลินทรีย์ที่ไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic) และจำนวนมีเทน หรือ โลหะผสมที่สามารถผลิตได้ ในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ เรียกว่า กระบวนการการบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพ
พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ (: Biodegradable plastic หรือ Compostable plastic) มักเรียกว่า พลาสติกชีวภาพ พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ จะถูกแตกสลายเป็นเศษเล็กๆ จากการกระทำของน้ำ แสงแดด(ถ้ามี) และออกซิเจน ต่อมาเศษเล็กๆเหล่านั้นจะเป็นอาหารของเชื้อแบคทีเรีย พลาสติกดังกล่าวส่วนใหญ่เป็นโพลีเอสเทอร์ (Polyester)เนื่องจากพันธะของเอสเทอร์ มีความไวต่อการถูกทำลายด้วยน้ำ บางตัวอย่างของโพลีทรีไฮดรอกซิลบิวไทเรด (Poly-3-hydroxybutyratepoly-3-hydroxybutyrate) ในธรรมชาติ มาทดแทนกรดโพลีแลกติก (Polylactic acid) และโพลีคาร์โพรแลกโตน (polycaprolactone)สังเคราะห์ และอื่นๆ เช่น เซลลูโลสอะชีเตด และเซลลูลอยด์หรือเซลลูโลสไนเทรด
ภายใต้ออกซิเจนที่ต่ำ พลาสติกย่อยสลายทางชีวภาพจะย่อยสลายช้าลง และผลิตก๊าซมีเทน เหมือนอินทรียวัตถุอื่นๆ กระบวนการสลายจะเร่งในกองปุ๋ยหมัก พลาสติกที่จะทำจากแป้งจะย่อยสลายภายใน 2-4 เดือนในถังหมักที่บ้าน ขณะที่กรดโพลิแลกติกส่วนใหญ่ไม่ย่อยสลายที่อุณหภูมิที่สูงกว่า ถึงจะย่อยสลายได้โพลีคาร์โพรแลกโตน และแป้งโพลีคาร์โพรแลกโตนจะย่อยสลายช้ากว่า แต่ปริมาณของแป้งจะเร่งการสลายตัวโดยหลังพื้นที่ผิวรูพรุนสูง ใช้เวลาหลายเดือน
ขณะนี้ เทคโนโลยีการย่อยสลายทางชีวภาพมีการพัฒนาในทางการตลาดอย่างสูง ด้วยการใช้งานการผลิตบรรจุภัณฑ์และทางการแพทย์ เทคโนโลยีการย่อยสลายเป็นกังวลกับการผลิตทางวิทยาศาสตร์ของวัสดุที่ย่อยสลาย ได้ทางชีวภาพ กำหนดกลไกทางวิทยาศาสตร์ของพันธุศาสตร์พืชเข้าสู่กระบวนการ นักวิทยาศาสตร์และองค์กรการผลิตสามารถช่วยเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศส่งผล กระทบโดยการพัฒนาพันธุศาสตร์พืชที่จะเลียนแบบเทคโนโลยีในปัจจุบัน โดยมองไปที่พืช เช่น วัสดุเก็บเกี่ยวที่ย่อยสลายได้ผ่านการสังเคราะห์แสง ของเสียและสารพิษในขั้นแรก
เทคโนโลยีการย่อยสลายทางชีวภาพ Oxo นำมาพัฒนาในการผลิตพลาสติกย่อยสลายทางชีวภาพ โดยการคิดผลิตภัณฑ์โมเลกุลขนาดใหญ่พอลิเมอร์ของ พลาสติก ประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจนในอากาศ ผลิตภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้ จากหนึ่งสัปดาห์เป็นหนึ่งปีสองปี ต่อไปเรื่อยๆ กระบวนการเสียภาพทางเคมีเกิดปฏิกิริยาโมเลกุลขนาดใหญ่พอลิเมอร์ของพลาสติก ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นโดยปราศจากการเติมตัวเสียสภาพแต่ก็มีอัตราที่ช้ามาก คือเหตุผลของพลาสติกเมื่อทิ้งไว้ในสิ่งแวดล้อมเป็นเวลานานด้วยปฏิกิริยานี้ จะกระตุ้นและเร่งกระบวนการย่อยสลายทางชีวภาพ
การย่อยสลายทางชีวภาพ (biodegradation) หรือการสลายตัวทางชีวภาพ คือสารเคมีที่สลายตัวของวัสดุจากเชื้อแบคทีเรียหรือทางชีวภาพอื่นๆ โดยมีความสัมพันธ์กับระบบนิเวศ การจัดการขยะ ชีวการแพทย์ และสภาพแวดล้อมทางชีวภาพ ซึ่งเกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมที่สามารถย่อยสลายกลับ ไปเป็นธาตุตามธรรมชาติ สารอินทรีย์จะถูกย่อยสลายด้วยออกซิเจน หรือไม่ใช้ออกซิเจน
การย่อยสลายทางชีวภาพคือกระบวนการที่นำสารอินทรีย์มาทำปฏิกิริยากับสารอนินทรีย์ ทำให้ย่อยสลายได้ ซึ่งอินทรียวัตถุจะเปลี่ยนเป็นแร่ธาตุ สารลดแรงตึงผิวซึ่งจะหลั่งออกมายังผิวด้านนอกโดยการทำงานของเซลล์จุลินทรีย์ เพื่อเพิ่มกระบวนการย่อยสลายทางชีวภาพ การย่อยสลายทางทั่วไปใช้อินทรีย์วัตถุ เช่น พืช สัตว์ และสารอื่นๆที่เกิดจากสิ่งมีชีวิต หรือวัตถุที่มีความคล้ายคลึงกับพืช และสัตว์ ที่ทำให้จุลินทรีย์สามารถนำไปใช้ได้ จุลินทรีย์บางชนิดเกิดขึ้นตามธรรมชาติ โดยจุลินทรีย์มีความหลากหลายในกระบวนการสร้าง นำไปสู่การย่อยสลาย การเปลี่ยนรูปแบบ หรือสะสมในรูปสารประกอบไฮโดรคาร์บอน เช่น น้ำมัน โพลีคลอริเนตไบฟีนิล (PCBs) โพลิอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (PAHs) สารทางยา สารกัมมันตรังสี และโลหะหนัก
นวัตกรรมวิธีการที่สำคัญในการย่อยสลายของจุลินทรีย์ได้เปิดเผยรายละเอียดด้านข้อมูลทางพันธุกรรม การศึกษาสารพันธุกรรมทั้งหมดของจุลินทรีย์ การศึกษาด้านโปรตีนทั้งหมดที่มีในรหัสพันธุกรรม ชีวสารสนเทศ การวิเคราะห์สิ่งแวดล้อมของจุลินทรีย์ระดับสูง เพื่อนำไปสู่กระบวนการย่อยสลายทางชีวภาพ และความสามารถของจุลินทรีย์เพื่อปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง ผลิตภัณฑ์ที่มีสารย่อยสลายชีวภาพได้ และสารย่อยสลายทางชีวภาพไม่ได้ ในการตลาดมักบอกว่าสลายได้ทางชีวภาพได้
ในธรรมชาติ การย่อยสลายทางชีวภาพด้วยวัสดุที่แตกต่างกัน จะใช้อัตราส่วนที่แตกต่างกันด้วย เพื่อให้สามารถทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจุลินทรีย์ต้องการแสง น้ำ และออกซิเจน ในการช่วยย่อยสลายทางชีวภาพ อุณหภูมิเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดอัตราการย่อยสลายทางชีวภาพ เนื่องจากในสภาพอากาศอบอุ่นทำให้จุลินทรีย์มีแนวโน้มทำงานซ้ำๆได้เร็วขึ้น
การย่อยสลายทางชีวภาพสามารถวัดเป็นจำนวนได้หลายวิธี นักวิทยาศาสตร์มักใช้การทดสอบการหายใจของจุลิทรีย์ที่ใช้ออกซิเจน (Aerobe) ในการหายใจ โดยเก็บตัวอย่างที่เป็นของเสียในรูปของแข็ง ที่ประกอบด้วยจุลินทรีย์และดิน ต่อมาผึ่งลมทิ้งไว้หลายวัน จุลินทรีย์จะทำการย่อยตัวอย่างทีละน้อย และผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งผลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะเป็นตัวบ่งชี้การย่อยสลาย การย่อยสลายทางชีวภาพสามารถวัดโดยจุลินทรีย์ที่ไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic) และจำนวนมีเทน หรือ โลหะผสมที่สามารถผลิตได้ ในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ เรียกว่า กระบวนการการบำบัดสารมลพิษทางชีวภาพ
พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ (: Biodegradable plastic หรือ Compostable plastic) มักเรียกว่า พลาสติกชีวภาพ พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ จะถูกแตกสลายเป็นเศษเล็กๆ จากการกระทำของน้ำ แสงแดด(ถ้ามี) และออกซิเจน ต่อมาเศษเล็กๆเหล่านั้นจะเป็นอาหารของเชื้อแบคทีเรีย พลาสติกดังกล่าวส่วนใหญ่เป็นโพลีเอสเทอร์ (Polyester)เนื่องจากพันธะของเอสเทอร์ มีความไวต่อการถูกทำลายด้วยน้ำ บางตัวอย่างของโพลีทรีไฮดรอกซิลบิวไทเรด (Poly-3-hydroxybutyratepoly-3-hydroxybutyrate) ในธรรมชาติ มาทดแทนกรดโพลีแลกติก (Polylactic acid) และโพลีคาร์โพรแลกโตน (polycaprolactone)สังเคราะห์ และอื่นๆ เช่น เซลลูโลสอะชีเตด และเซลลูลอยด์หรือเซลลูโลสไนเทรด
ภายใต้ออกซิเจนที่ต่ำ พลาสติกย่อยสลายทางชีวภาพจะย่อยสลายช้าลง และผลิตก๊าซมีเทน เหมือนอินทรียวัตถุอื่นๆ กระบวนการสลายจะเร่งในกองปุ๋ยหมัก พลาสติกที่จะทำจากแป้งจะย่อยสลายภายใน 2-4 เดือนในถังหมักที่บ้าน ขณะที่กรดโพลิแลกติกส่วนใหญ่ไม่ย่อยสลายที่อุณหภูมิที่สูงกว่า ถึงจะย่อยสลายได้โพลีคาร์โพรแลกโตน และแป้งโพลีคาร์โพรแลกโตนจะย่อยสลายช้ากว่า แต่ปริมาณของแป้งจะเร่งการสลายตัวโดยหลังพื้นที่ผิวรูพรุนสูง ใช้เวลาหลายเดือน
เทคโนโลยีการย่อยสลายทางชีวภาพ
ในปี 1973 ได้พิสูจน์ครั้งแรกทว่าโพลีเอสเตอร์สามารถย่อยสลายเมื่อกำจัดทางชีวภาพ เช่นดิน ผลคือโพลีเอสเตอร์ทนน้ำและสามารถละลายและขึ้นรูปเป็นแผ่น ขวดและผลิตภัณฑ์อื่นๆ ทำให้พลาสติกบางชนิดเป็นผลิตภัณฑ์ที่ย่อยสลายทางชีวภาพ ต่อมา Polyhydroxylalkanoates (PHAs) ถูกผลิตได้โดยตรงจากทรัพยากรทดแทนโดยจุลินทรีย์ ประมาณ 95% ของเซลล์และแบคทีเรียสามารถจัดการทางพันธุกรรม องค์ประกอบและย่อยสลายทางชีวภาพของ PHAs สามารถควบคุมโดยการผสมกับโพลิเมอร์ธรรมชาติอื่น ๆ ในช่วงปี 1980 บริษัท ไอซีไอ Zenecca เชิงพาณิชย์เกี่ยวกับ PHAs ภายใต้ Biopol ซึ่งมีผลิตภัณฑ์ขวดแชมพูและผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางค์อื่นๆการตอบสนองต่อผู้ บริโภคเป็นเรื่องผิดปกติ ผู้บริโภคก็เต็มใจที่จะจ่ายมากขึ้นสำหรับสินค้านี้เพราะเป็นธรรมชาติและย่อย สลายได้ทางชีวภาพ ซึ่งไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนขณะนี้ เทคโนโลยีการย่อยสลายทางชีวภาพมีการพัฒนาในทางการตลาดอย่างสูง ด้วยการใช้งานการผลิตบรรจุภัณฑ์และทางการแพทย์ เทคโนโลยีการย่อยสลายเป็นกังวลกับการผลิตทางวิทยาศาสตร์ของวัสดุที่ย่อยสลาย ได้ทางชีวภาพ กำหนดกลไกทางวิทยาศาสตร์ของพันธุศาสตร์พืชเข้าสู่กระบวนการ นักวิทยาศาสตร์และองค์กรการผลิตสามารถช่วยเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศส่งผล กระทบโดยการพัฒนาพันธุศาสตร์พืชที่จะเลียนแบบเทคโนโลยีในปัจจุบัน โดยมองไปที่พืช เช่น วัสดุเก็บเกี่ยวที่ย่อยสลายได้ผ่านการสังเคราะห์แสง ของเสียและสารพิษในขั้นแรก
เทคโนโลยีการย่อยสลายทางชีวภาพ Oxo นำมาพัฒนาในการผลิตพลาสติกย่อยสลายทางชีวภาพ โดยการคิดผลิตภัณฑ์โมเลกุลขนาดใหญ่พอลิเมอร์ของ พลาสติก ประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจนในอากาศ ผลิตภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้ จากหนึ่งสัปดาห์เป็นหนึ่งปีสองปี ต่อไปเรื่อยๆ กระบวนการเสียภาพทางเคมีเกิดปฏิกิริยาโมเลกุลขนาดใหญ่พอลิเมอร์ของพลาสติก ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นโดยปราศจากการเติมตัวเสียสภาพแต่ก็มีอัตราที่ช้ามาก คือเหตุผลของพลาสติกเมื่อทิ้งไว้ในสิ่งแวดล้อมเป็นเวลานานด้วยปฏิกิริยานี้ จะกระตุ้นและเร่งกระบวนการย่อยสลายทางชีวภาพ
รากศัพท์ของการย่อยสลาย
ใช้ครั้งแรกในบทความทางชีวภาพปี ค.ศ. 1961 ขณะที่ลูกจ้างอธิบายการสลายตัวของวัตถุที่มีส่วนประกอบของคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ด้วยจุลินทรีย์ ในปัจจุับันการย่อยสลายทางชีวภาพมีการส่งเสริมผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรกับสิ่ง แวดล้อมที่เป็นส่วนหนึ่งของวงจรธรรมชาติของโลก และมีความสามารถในการย่อยสลายกลับไปเป็นธาตุธรรมชาติวันศุกร์ที่ 2 กันยายน พ.ศ. 2559
ศักดิ์ไฟฟ้า
ศักย์ไฟฟ้า (อังกฤษ: Electric Potential) (ยังถูกเรียกว่า ศักย์สนามไฟฟ้าหรือศักย์ไฟฟ้าสถิต) เป็นปริมาณของพลังงานศักย์ไฟฟ้าที่ประจุไฟฟ้าที่จุดหนึ่งเดียวนั้นจะพึงมีถ้ามันถูกมองหาตำแหน่งที่จุดใดจุดหนึ่งในที่ว่าง และมีค่าเท่ากับงานที่ถูกกระทำโดยสนามไฟฟ้าหนึ่งในการเคลื่อนย้ายหนึ่งหน่วยของประจุบวกจากที่ห่างไกลไม่สิ้นสุด (อังกฤษ: infinity) มาที่จุดนั้น
ในทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าแบบคลาสสิก ศักย์ไฟฟ้าเป็นปริมาณสเกลาร์แสดงโดย Φ, ΦE หรือ V มีค่าเท่ากับพลังงานศักย์ไฟฟ้า(มีหน่วยเป็นจูล)ของอนุภาคที่มีประจุใด ๆ ที่ตำแหน่งใด ๆ หารด้วยประจุ(มีหน่วยเป็นคูลอมบ์)ของอนุภาคนั้น เมื่อประจุของอนุภาคได้ถูกหารออกไป ส่วนที่เหลือจึงเป็น "คุณสมบัติ" ของตัวสนามไฟฟ้าเอง
ค่านี้สามารถคำนวณได้ในสนามไฟฟ้าที่คงที่(เวลาไม่เปลี่ยน)หรือในสนามไฟฟ้าแบบไดนามิก(เปลี่ยนไปตามเวลา)ในเวลาที่กำหนด และมีหน่วยเป็นจูลต่อคูลอมบ์ (J C–1), หรือ volts (V) ศักย์ไฟฟ้าที่อินฟินิตี้สมมติว่ามีค่าเป็นศูนย์
นอกจากนี้ศักย์ไฟฟ้าแบบสเกลล่าร์ทั่วไปยังถูกใช้ในระบบ electrodynamics เมื่อสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไปตามเวลาปรากฎอยู่ แต่ศักย์ไฟฟ้าทั่วไปนี้ไม่สามารถคำนวนออกมาง่าย ๆ ศักย์ไฟฟ้าและศักย์เวกเตอร์แม่เหล็กรวมเข้าด้วยกันเป็นสี่เวกเตอร์ เพื่อที่ว่าทั้งสองชนิดของศักย์จะถูกนำมาผสมกันภายใต้ Lorentz transformations.
ไฟฟ้าสถิติ
กลศาสตร์แบบคลาสสิกจะสำรวจแนวคิดเช่นแรง, พลังงาน, ศักยภาพ และอื่น ๆ แรงและพลังงานศักย์จะเกี่ยวข้องกันเองโดยตรง แรงสุทธิที่กระทำต่อวัตถุใด ๆ จะทำให้วัตถุนั้นมีการเร่งความเร็ว เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ในทิศทางที่แรงเร่งความเร็วมัน พลังงานศักย์ของมันจะลดลง: เช่นพลังงานศักย์ที่เกิดจากโน้มถ่วงของลูกกระสุนปืนใหญ่ลูกหนึ่งที่ด้านบนของเนินเขาจะมีค่ามากกว่าพลังงานศักย์ที่ฐานของเนินเขา เมื่อมันกลิ้งลงเนินมา พลังงานศักย์ของมันก็ลดลงเปลี่ยนเป็นการเคลื่อนที่ หรือพลังงานเฉื่อย (จลน์)
มันเป็นไปได้ที่จะกำหนดศักยภาพของสนามพลังบางอย่างเพื่อที่ว่าพลังงานศักย์ของวัตถุหนึ่งในสนามนั้นขึ้นอยู่กับตำแหน่งของวัตถุเมื่อเทียบกับสนามเท่านั้น สองสนามพลังดังกล่าวคือสนามแรงโน้มถ่วงและสนามไฟฟ้า (ในกรณีที่ไม่มีสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา) สนามดังกล่าวจะต้องส่งผลกระทบต่อวัตถุเนื่องจากคุณสมบัติที่แท้จริงของวัตถุ (เช่นมวลหรือประจุ) และตำแหน่งของวัตถุ
วัตถุจำนวนมากอาจครอบครองคุณสมบัติที่เรียกว่าประจุไฟฟ้าและสนามไฟฟ้าจะออกแรงบังคับบนวัตถุที่มีประจุนั้น ถ้าวัตถุที่มีประจุมีประจุบวก แรงจะอยู่ในทิศทางของเวกเตอร์สนามไฟฟ้าที่จุดนั้นในขณะที่ถ้าประจุนั้นเป็นลบ แรงจะเป็นไปในทิศทางตรงกันข้าม ขนาดของแรงจะถูกกำหนดโดยปริมาณของประจุคูณด้วยขนาดของเวกเตอร์สนามไฟฟ้า
สมัครสมาชิก:
บทความ (Atom)






