story of YEAST............????????

ยีสต์ (Yeast) เป็นจุลินทรีย์ที่ให้ทั้งคุณและโทษ ยีสต์เป็นจุลินทรีย์ชนิดแรกที่มนุษย์นำมาใช้ประโยชน์ รายงานเรื่องแรกเกี่ยวกับการใช้ยีสต์คือ การหมักเบียร์ชนิดหนึ่งที่เรียกว่า Boozah เมื่อประมาณ 6,000 ปีก่อนคริสตกาลยีสต์มีคุณสมบัติเปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์และแอลกอฮอล์ คนไทยใช้ประโยชน์จากยีสต์ในการทำเครื่องดองของเมา อาทิ กระแช่ สาโท ข้าวหมาก โดยเรียกมันว่า เชื้อหมักหรือส่าเหล้า ขนมปังที่เป็นอาหารหลักของคนหลาย ๆ ประเทศ ก็เชื่อกันว่า เกิดขึ้นครั้งแรกบนโลกด้วยความบังเอิญ โดยพ่อครัวชาวอียิปต์ได้ทิ้งแป้งที่นวดไว้เพื่อปรุงอาหาร แล้วต่อมาพบว่า แป้งนั้นมีการพองตัวขึ้นซึ่งเกิดจากกระบวนการย่อยสลายแป้งของยีสต์ในธรรมชาติ เมื่อนำแป้งไปอบจึงได้กลายเป็นอาหารชนิดหนึ่งที่รสชาติดีหรืออีกนัยหนึ่งก็คือขนมปังก้อนแรกของโลกนั่นเอง ปัจจุบันมีการนำยีสต์มาใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมหลายประเภท เป็นต้นว่าการผลิตเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ ชนิดต่าง ๆ เช่น เบียร์ ไวน์ และ วิสกี้ การผลิตเอธิลแอลกอฮอล์เพื่อใช้เป็นสารเคมีและเชื้อเพลิง การผลิตเซลล์ยีสต์ เพื่อใช้เป็นยีสต์ขนมปังและเป็นโปรตีนเซลล์เดียว บริวเวอร์ยีสต์ (BRE-WER iS YEAST) หรือโปรตีนเซลล์เดียว ค้นพบจากการทำอุตสาหกรรมเบียร์ บริวเวอร์ยีสต์จะมีกรดอะมิโน ถึง 16 ตัว มีแร่ธาตุอื่น ๆ เช่น โครเมียมและซิเลเนียม นอกจากนี้ยังมีวิตามินอื่น ๆ เช่น วิตามินบี ที่สำคัญ ๆ อีกหลายตัว ปัจจุบันจึงมีผู้นำมาทำเป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหารออกมาขายเนื่องจากมีวิตามิน บี คอมเพล็กซ์ อยู่มาก จึงมีการกล่าวอ้างว่า บริวเวอร์ยีสต์จะช่วยบรรเทาเรื่องโรคเก๊าต์ได้ แต่ไม่น่าจะเป็นเช่นนั้นเพราะ ขนาดในการใช้ที่เหมาะสมยังไม่มีข้อมูลแน่นอนกำหนดไว้ และควรหลีกเลี่ยงการใช้กับผู้ป่วยที่เป็นโรคเก๊าท์ เนื่องจากบริวเวอร์ยีสต์นี้มีปริมาณ กรดนิวคลิอิก (neucleic acid) อยู่สูง ซึ่งนำไปสู่การสร้างพิวรีน (purine) ที่เป็นสารซึ่งเราไม่ต้องการให้มีมากในผู้ป่วยโรคเก๊าต์ ยีสต์กับการมีผิวสวย ไม่เพียงบริวเวอร์ยีสต์ที่มีคนนำมาขายเป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร ยังมียีสต์ในอีกรูปแบบหนึ่ง คือ “เบต้า กลูแคน” ซึ่งเป็นสารที่สกัดได้จากผนังเซลล์ของยีสต์ที่ใช้หมักขนมปังหรือการผลิตเบียร์ จากการทดลองเบื้องต้นพบว่า เบต้ากลูแคนนี้มีคุณสมบัติกระตุ้นระบบภูมิต้านทานโรคช่วยเยียวยาสมานแผล จึงมีการกล่าวอ้างสรรพคุณว่า เบต้ากลูแคนจะช่วยทำให้ผิวพรรณสวยงามขึ้น ซึ่งยังไม่มีผลทดสอบที่ชัดเจนในเรื่องปริมาณการใช้ อีกทั้งการทดสอบทั้งในแง่ประโยชน์และผลข้างเคียงดังนั้นผู้บริโภคควรระมัดระวัง อย่าเพิ่งหลงเชื่อโฆษณาหมายเหตุ...ยีสต์ คือรากลุ่มหนึ่งที่ส่วนใหญ่เป็นเซลล์เดี่ยว มีรูปร่างหลายแบบเช่น รูปร่างกลม รี สามเหลี่ยม รูปร่างแบบมะนาวฝรั่ง เป็นต้น ส่วนใหญ่มีการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศโดยวิธีการแตกหน่อ พบทั่วไปในธรรมชาติในดิน ในน้ำ ในส่วนต่าง ๆ ของพืช ยีสต์บางชนิดพบอยู่กับแมลงและในกระเพาะของสัตว์บางชนิด แต่แหล่งที่พบยีสต์อยู่บ่อย ๆ คือแหล่งที่มีน้ำตาลความเข้มข้นสูง เช่น น้ำผลไม้ น้ำผึ้ง และผลไม้ที่มีรสหวาน ยีสต์ที่มีอยู่ตามธรรมชาติมักจะปนลงไปในอาหารเป็นเหตุทำให้อาหารเน่าเสียได้

ยีสต์ใช้เป็นแหล่งอาหารโปรตีนสำหรับมนุษย์และสัตว์และมีประโยชน์ในอุตสาหกรรมหลายชนิด เช่น อุตสาหกรรมแอลกอฮอล์ สุรา ไวน์ ขนมปัง แต่ยีสต์บางสายพันธุ์ก่อให้เกิดโทษได้ด้วย เช่น เป็นสาเหตุของโรคหลาย ชนิดทั้งที่เกิดกับอวัยวะภายในและภายนอก ได้แก่ Cryptococcus meoformans เป็นสาเหตุของโรคเยื่อสมองอักเสบ
ยีสต์ คือสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่มองด้วยตาเปล่าไม่เห็น ต้องอาศัยกล้องจุลทรรศน์ส่องดู ยีสต์จัดเป็นราจำพวกหนึ่ง มีทั้งอยู่ ในคลาสแอสโคไมซีติส (Ascomycetes class) และคลาสเบสิดิโอไมซีติส (Basidiomycetes class) ยีสต์ส่วน ใหญ่จะเป็น เซลล์เดียวที่มีรูปร่างแตกต่างกันออกไปตามสายพันธุ์ เช่น ทรงกลม รี ทรงกระบอก และสามเหลี่ยม บางสายพันธุ์จะมี ลักษณะของเซลล์ยืดยาวออกและต่อกันเป็นสายคล้ายเส้นใย (pseudomycelium)
การสืบพันธุ์ เนื่องจากยีสต์เป็นจุลินทรีย์ที่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ด้วยเซลล์ๆ เดียว ดังนั้น การสืบพันธุ์จึงไม่ยุ่งยาก ซับซ้อน เหมือนสิ่งมีชีวิตชั้นสูง การสืบพันธุ์มีทั้งแบบไม่อาศัยเพศและแบบอาศัยเพศ ดังนี้
1. การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ เมื่อเซลล์ของยีสต์เจริญเติบโตเต็มที่ก็จะมีการแตกหน่อ (budding) ให้เซลล์ใหม่ ซึ่งมีโครง สร้าง และองค์ประกอบทุกอย่างเหมือนเซลล์แม่แต่มีขนาดเล็กกว่า ตำแหน่งของเซลล์ที่จะมีการแตกหน่อจะขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ บางสายพันธุ์จะแตกหน่อบริเวณปลายขั้วข้างใดข้างหนึ่ง หรือแตกหน่อที่ปลายทั้ง 2 ข้าง หรืออาจจะแตกหน่อได้รอบเซลล์ แต่มี บางสายพันธุ์เมื่อเซลล์เจริญเติบโตเต็มที่แล้วก็จะแบ่งตัวออกเป็น 2 ส่วนเท่าๆ กัน (fission) คล้ายแบคทีเรีย ได้เซลล์ใหม่ 2 เซลล์
2. การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ เป็นการสืบพันธุ์ที่อาศัยเซลล์สืบพันธุ์ 2 ชนิด ซึ่งจะไม่ยุ่งยากและซับซ้อนเหมือนในสิ่งมี ชีวิตชั้นสูง ตลอดจนเซลล์สืบพันธุ์ในกรณีของยีสต์ยังไม่สามารถแบ่งแยกออกอย่างเด่นชัดว่าเป็นเพศผู้หรือเพศเมีย ดังนั้น จึงแบ่งเรียกว่า a และ a การสืบพันธุ์แบบมีเพศของยีสต์นี้แบ่งออกได้ เป็น 2 กลุ่มใหญ่ๆ คือ
* ในกลุ่มแอสโคไมซีติส สปอร์ของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะเกิดในโครงสร้างที่มีลักษณะคล้ายถุงที่เรียกว่า “แอสคัส” (ascus) ส่วนใหญ่จะมีปริมาณตั้งแต่ 1 ถึง 4 สปอร์ แต่ก็มีบางสายพันธุ์จะมีปริมาณสปอร์ตั้งแต่ 8 ถึง 16 สปอร์ ซึ่งไม่มากนัก ได้แก่ ยีสต์ในกลุ่ม Lipomyces
ในกลุ่มเบสิดิโอไมซีติส สปอร์ของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะเกิดอยู่ในโครงสร้างที่เรียกว่า เบสิเดียม (basidium)
การจัดจำแนกชนิด
การจัดกลุ่มและจำแนกชนิดของยีสต์ อาศัยคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และโภชนาการที่แตกต่างกัน ดังนี้
1. รูปร่างลักษณะของเซลล์ เช่น รูปกลม รูปรี รูปทรงกระบอกสามเหลี่ยม เส้นใย
2. ลักษณะการสืบพันธุ์ แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท ดังนี้
* ลักษณะการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ เช่น การแตกหน่อ (budding) และแบ่งเซลล์เป็น
2 ส่วน (fission)
* ลักษณะการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ เช่น ลักษณะรูปร่างของสปอร์
3. ความต้องการอาหาร ชนิดของน้ำตาล ชนิดของแหล่งอาหารไนโตรเจนในการดำรงชีวิต เป็นต้น
4. ชนิดของน้ำตาลที่สายพันธุ์ยีสต์หมักได้ (fermentedsugar)

CHART BIOGAS..............??????????

แบบถังที่ทำใน powerpoint

COMBINED GAS LAW...................???????

กฎรวมของแก็สเป็นการรวมเอากฎของ Boyle และ กฎของ Charles เข้าด้วยกัน
การรวมกฎทั้ง 2 สามารแจกแจงได้ดังนี้
จากกฎของ Boyle V แปรผันตาม 1/P
จากกฎของ Charles V แปรผันตาม T
ดังนั้น V แปรผันตาม T/P ===> V = kT/P
PV/T = k
เมื่อปริมาตร gas คงที่ จึงได้สูตรรวมว่า

P1V1/T1 = P2V2/T2

โดยที่ V = ปริมาตร gas (cm^3)
P = ความดัน gas (mmHg)
T = อุณหภูมิ (K)
K = ค่าคงที่

ในสัปดาห์นี้ดูเหมือนว่างานของเราไม่ค่อยคืบหน้าสักเท่าไร อาจเป็นเพราะเวลาที่จะได้ทำงานในชั่วโมงน้อยลงไปจากการแลกคาบ และอาจเป็นเพราะเรามีปัญหาเรื่องถังที่ว่าถังหมักเก่าไม่สามารถใช้ได้เพราะถูกสนิมขึ้นจนผุ เราจึงต้องทำถังใหม่ การทำถังใหม่นั้นตอนแรกเราก็คิดว่าคงไม่มีปัญหาอะไร แค่เขียนแบบถังไปให้พี่ก้องก็พอ แต่ในความเป็นจริงนั้น แบบถังก็ต้องปรับหลายครั้ง และเรายังต้องไปหาซื้ออุปกรณ์มาเอง ไม่ว่าจะเป็นถัง ท่อ PVC หรือเหล็ก ซึ่งในการหาซื้อนั้นเราก็ต้องเสียเวลาไปเกือบอาทิตย์ เพราะเกิดปัญหามากมายเช่นร้ายปิดบ้าง หาซื้อไม่ได้บ้าง ทำให้เสียเวลาในการทำงานไปค่อนข้างมาก นอกจากถังแล้ว อีกอย่างที่พวกเราได้ทำก็คือ Bio-ethanol ซึ่งก็ค่อนข้างล่าช้าเช่นกัน

KNOWLEDGE WEEK 2............????

ในสัปดาห์นี้ เราเริ่มทำงานในภาคปฏิบัติกันมากขึ้น ไม่ว่าจะเป็นการจัดการกับถังหมัก ซึ่งพวกเราล้างจนเสร็จทั้งหมด โดยเราพบว่าปัญญาหาที่เกิดขึ้นคือ ถังหมักที่เป็นเหล็กนั้นจะขึ้นสนิมและถูกัดกร่อนจนผุ ทำให้เราจำเป็นจะต้องทำถังใหม่เป็นพลาสติกหรือไฟเบอร์กลาส ส่วนทางด้าน Bio-ethanol นั้น ในสัปดาห์นี้เราได้ไปที่กรมวิทยาศาสตร์บริการเพื่อหาข้อมูลเกี่ยวกับเรื่องนี้ให้ละเอียดมากยิ่งขึ้น ซึ่งการไปหาข้อมูลในครั้งนี้ทำให้เราได้เรียนรู้ที่จะทำความเข้าใจกับเนื้อหา แล้วหยิบเอาส่วนสำคัญของข้อมูลแต่ละชุดมารวมกัน จนได้เป็นชุดข้อมูลใหม่ของเราเอง จากนั้นเราก็ได้เริ่มเก็บใบไม้และลองทำ Bio-ethanol จริงเป็นครั้งแรก
จากการทำงานทั้งหมดในสัปดาห์นี้ ทำให้ได้เรียนรู้ว่า การลงมือปฏิบัติจริงจะทำให้เราได้เรียนรู้อย่างดีที่สุด ในตอนแรก พวกเราคิดว่าจะหาข้อมูลให้ได้มากที่สุดและละเอียดที่สุด เพื่อจะได้ลงมือทำได้รวดเร็ว แต่ในที่สุด การจะหาข้อมูลที่ครบถ้วนสมบูรณ์และบอกขั้นตอนในการทำทุกอย่างนั้น ก็เป็นไปไม่ได้ การที่จะรู้วิธีการทำอย่างละเอียดได้นั้น มีอยู่ทางเดียวคือลงมือทำ การลงมือทำจริงจะช่วยตอบปัญหาที่เราเคยไม่รู้ได้ เพราะการลงมือทำนั้นหมายความว่าเราจะต้องทดลอง ถ้าไม่ลงมือทำ ก็จะไม่รู้ว่าสิ่งที่เราคิดว่าใช่นั้นถูกต้องจริงหรือไม่ ถ้าไม่ลงมือทำก็จะไม่รู้ว่าจริงๆแล้วต้องทำอย่างไรแน่ ถ้าไม่ลงมือทำ ก็จะไม่รู้ว่าข้อผิดพลาดและอุปสรรคอยู่ตรงไหน ถ้าไม่ลงมือทำ ก็ยังไม่รู้จริง

ณิชาลักษณ์ เลิศประพันธ์

REVIEW WEEK 1.................????????

สิ่งที่ได้เรียนรู้ประจำสัปดาห์ที่ 1

สิ่งที่คิดว่าได้เรียนรู้มากที่สุดในสัปดาห์แรกของการทำงานนี้คือ ได้เข้าใจความยากลำบากของนักวิทยาศาสตร์มากขึ้น นักวิทยาศาสตร์จะต้องค้นหาข้อมูล คิด และลองผิดลองถูกทำด้วยตัวเอง การทำ Bio-ethanol นี้ เรียกได้ว่าเป็นครั้งแรกในชีวิต ที่ได้ทำโครงงานโดยที่ต้องหาข้อมูลและคิดวิธีการทดลองเอง เหมือนเริ่มจากศูนย์ เพราะ project Bio-ethanol จากใบไม้นี้ไม่ใช่โครงงานที่มีคนวิจัยกันแพร่หลาย และยังไม่มีใครในโรงเรียนเคยทำเหมือนอย่าง Biogas การทำ Biogas นั้น การหาข้อมูลด้วยตัวเองส่วนหนึ่ง แต่ก็ยังมีรุ่นพี่ ม.5 และครูอีกหลายคนให้สอบถามรายละเอียดเพิ่มเติม ถังหมักก็ยังไม่ต้องทำเองเพราะมีของเก่าอยู่แล้ว ต่างจาก Bio-ethanol ที่ต้องหาข้อมูลและเข้าไปเรียนรู้ด้วยตัวเองทุกอย่าง ไม่ว่าจะเป็นเรื่องของสารชีวโมเลกุล ซึ่งจะเน้นไปที่เรื่อง carbohydrate เรื่องใบไม้ enzyme และการหมัก โดยข้อมูลที่หาได้นั้น ไม่ใช่ข้อมูลที่จะเอาไปใช้และทำตามได้เลย เพราะสิ่งที่หาได้จากทั้งในหนังสือและใน internet นั้นเป็นเพียงทฤษฎี ซึ่งการที่มีแต่ทฤษฎีนั้น ทำให้ได้เรียนรู้ที่จะคิดวิเคราะห์จากข้อมูลที่มีอยู่ พยายามคิดหาวิธีของตัวเองให้ได้ และได้เรียนรู้ที่จะวางแผนจัดการทำงาน ให้ใช้เวลาได้อย่างคุ้มค่ามากที่สุด ซึ่งตรงส่วนนี้คิดว่ายังต้องปรับปรุงอีก เพราะมีหลายอย่างที่ทำไม่ได้ตามที่วางแผนไว้ในตอนแรกจนต้องเปลี่ยนแผนอยู่บ่อยๆ

ณิชาลักษณ์ เลิศประพันธ์

FROM EARSHAR TO BIOGAT MEM.

to saskia
เอาที่พิมพ์วันนี้ที่โรงเรียนที่ print มาแล้วมาลง blog หน่อยนะ เราจะไปจัดหน้าใหม่และเอารูปลง เพื่อความสวยงสมที่ความหนาของรายงานเรา
to whisky, lassie and peter
ข้อมูลทั้งหมดที่จะเอาลงรายงานช่วย post ให้ด้วยนะ เผื่อเราจะใส่รูปและระ print สีไปให้
to everyone
อย่าลืมเขียนสิ่งที่ได้เรียนรู้ประจำอาทิตย์นี้ของตัวเองกันด้วยน้า แล้วก็อย่าลืม post ล่ะ

summerize ethanol transition step by step thai ver.

ขั้นตอนการเปลี่ยนใบไม้เป็น ethanol
1. รวบรวมใบไม้
2. ตัดใบไม้ให้เป็นชิ้นเล็กลง
3. แยก hemicelluloses, lignin และวัสดุอื่นๆในใบไม้ออกจาก cellulose โดยการให้ความร้อนและสารเคมีบางชนิด (ยังไม่รู้กระบวนการที่แน่นอน)
4. แยกสลายพันธะ cellulose ให้เป็น fructose และ glucose โดยการเข้าทำปฏิกิริยากับ enzymes (วิธีนี้ใช้ค่าใช้จ่ายสูง) หรือใช้การ hydrolyze ด้วย sulfuric acid (เราน่าจะใช้วิธีนี้ สำหรับขั้นตอนการ hydrolyze ที่ละเอียดมากขึ้น อ่านใน ethanol production ที่เรา post ไว้)
5. เปลี่ยน glucose และ fructose เป็น ethanol โดยการหมักด้วย yeast (น่าจะเหมือนทำ wine ตอน ม. 2 สำหรับรายละเอียด อ่านใน ethanol production เช่นกัน)

CELLULOSE...................?????????

Cellulose
Cellulose, the most common form of carbon in biomass, is also a biopolymer of glucose. In this case, the glucose moieties are strung together by ß-glycosidic linkages. The ß-linkages in cellulose form linear chains that are highly stable and much more resistant to chemical attack because of the high degree of hydrogen bonding that can occur between chains of cellulose (see Figure 2). Hydrogen bonding between cellulose chains makes the polymers more rigid, inhibiting the flexing of the molecules that must occur in the hydrolytic breaking of the glycosidic linkages.

leave thai ver.

เส้นใยของพืชมีขนาดเล็กกว่าเส้นผม ตรงกลางมีลักษณะกลวง ผนังหนา ส่วนที่เป็นเซลลูโลสทั้งหมดจะอยู่ที่ผนังเซลล์ รวมทั้งส่วนใหญ่ของเฮมิเซลลูโลสด้วย ส่วนที่เป็น lignin จะอยู่ที่ผนังเซลล์เพียงครึ่งเดียว ที่เหลือจะอยู่ระหว่างผนังเซลล์ของ แต่ละเส้นใย lignin ระหว่างผนังเซลล์นี้จะกำจัดออกไปได้ง่าย แต่ lignin ที่ปะปนอยู่ในผนังเซลล์จะกำจัดออกยาก ในกระบวนการ ผลิตกระดาษจึงมุ่งกำจัด lignin ระหว่างผนังเซลล์เป็นสำคัญ lignin ทำหน้าที่คล้ายการช่วยจับยึดเส้นใยเข้าไว้ด้วยกัน lignin ทำให้อ่อนตัวได้ด้วย ความร้อน ช่วยให้เส้นใยแยกออก จากกันได้ ซึ่งหลักการนี้นำไปใช้ในการผลิตเยื่อกระดาษโดยวิธีทางกายภาพ (mechanical pulping) lignin ละลายได้ในน้ำยาต้มเยื่อซึ่งมีทั้งชนิดเป็น กรดและด่างจึงใช้เป็นวิธีผลิตเยื่อกระดาษทางเคมี (chemical pulping)
เซลลูโลส (Cellulose) เป็น polysaccharide ที่ประกอบด้วยกลูโคสหลาย ๆ โมเลกุลเชื่อมต่อกันเป็นสายยาว เซลลูโลสจะเรียงตัวขนานกันและเชื่อมยึดกันด้วยพันธะไฮโดรเจน มีลักษณะเป็นกลุ่มเรียกว่า ไมโครไฟบริล (microfibril)ลิกนิน (lignin) เป็นสารอินทรีย์ที่ทำให้ผนังเซลล์มีความแข็งแรงในเนื้อเยื่อ หรือเนื้อเยื่อ หรือเนื่อไม้ที่มีอายุน้อยจะมี lignin น้อยกว่าที่มีอายุมาก

final main idea..............????????

แนวคิดหลักในการทำ Biogas
ในเทอมนี้ เราได้เรียนในเรื่องของภูมิอากาศและปรากฏการณ์ตามธรรมชาติต่างๆ ทั้งในระดับโลก ระดับทวีป จนถึงประเทศไทย ซึ่งจากการศึกษาสิ่งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาตินี้ ทำให้เราได้รู้ว่าโลกที่เป็นอยู่ในปัจจุบันนี้ กำลังถอยห่างจากธรรมชาติออกไปทุกทีๆ และปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงนี้ก็คือ “ภาวะโลกร้อน” เราได้รู้ว่าภาวะโลกร้อนเกิดจากการที่มีก็าซเรือนกระจกถูกปล่อยออกสู่อากาศ ก็าซเหล่านี้จะดูดซับและกักแสงอาทิตย์เอาไว้ภายในโลก ซึ่งก็าซที่ดูดซับแสงอาทิตย์ไว้มากที่สุดก็คือ CO2 นอกจากจะเรียนรู้การเกิดภาวะโลกร้อนแล้ว เราก็ยังได้เรียนรู้ถึงผลกระทบที่ตามมากับภาวะโลกร้อน ไม่ว่าจะเป็นการขยายตัวของทะเลทราย อัตราการเกิดน้ำท่วมที่เพิ่มมากขึ้น หรือการระบาดของเชื้อโรคต่างๆ ซึ่งจากปัญหาเหล่านี้ ถ้าเราไม่ทำอะไรซักอย่างเพื่อช่วยกันชะลอภาวะโลกร้อน โลกของเราก็คงจะต้องเข้าสู่ภาวะวิกฤตที่ร้ายแรงอย่างไม่เคยมีมาก่อน หลังจากได้มองเห็นปัญหาที่เกิดขึ้นกับโลกของเราแล้ว เราก็ได้เรียนในเรื่องของสารประกอบ Hydrocarbon ซึ่งเป็นสารอินทรีย์ชนิดหนึ่ง เราได้เรียนรู้ตั้งแต่การเรียกชื่อสารประกอบ Hydrocarbon ทำให้เราได้รู้ว่าทั้ง Petroleum น้ำมันทั้งเบนซินและดีเซล รวมถึงเชื้อเพลิงต่างๆ ล้วนเป็นสารประกอบ Hydrocarbon ทั้งสิ้น จากนั้น เราก็ได้เรียนปฏิกิริยาการเผาไหม้ของสารประกอบ Hydrocarbon ซึ่งเมื่อเผาไหม้แล้วก็จะได้ CO2 กับน้ำ ดังนั้นการที่เราใช้รถหรือเผาไหม้เชื้อเพลิงต่างๆ ก็ล้วนปล่อย CO2 ออกสู่อากาศทั้งสิ้น เท่ากับว่าเราได้ใช้วิชาเคมีมาอธิบายสิ่งที่เกิดให้ชัดเจนมากยิ่งขึ้น
โลก.. ไม่สามารถหาความแน่นอนได้ว่า จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อไหร่และอย่างไร หลายปีมาแล้ว ที่มนุษย์ใช้ทรัพยากรอย่างสิ้นเปลืองโดยปราศจากการคิดคำนึงถึงเหตุที่จะเกิดในภายภาคหน้า หรือความสำคัญของธรรมชาติ อย่างที่ใครคนหนึ่งเคยกล่าวไว้ โลกในเวลานี้คือเวลาที่จะรับผลจากการกระทำในอดีต โดยไม่สามารถย้อนกลับไปแก้ไขหรือป้องกันไม่ให้เกิดความแปรปรวนได้เลย ที่ทำได้มีเพียงการชะลอให้ภัยพิบัติเกิดขึ้นช้าลงเท่านั้น
ปัจจุบัน เทคโนโลยีใหม่ๆ และการทำอุตสาหกรรม เป็นการสูบใช้พลังงานในปริมาณมหาศาล ซึ่งแน่นอนว่าเป็นการปล่อย CO2 ปริมาณมหาศาลด้วย แต่ในโลกยุคปัจจุบันนี้ การจะให้เลิกใช้พลังงานก็คงเป็นไปไม่ได้ ดังนั้น คงจะดีไม่น้อยถ้าเรามีวิธีเปลี่ยนสารอินทรีย์ให้เป็นพลังงานโดยไม่ต้องเผาไหม้ Biogas จึงเป็นหนึ่งในพลังงานทางเลือกที่น่าจะช่วยโลกของเราได้ เพราะ Biogas นั้น เป็นก็าซที่เกิดจากการหมักสารอินทรีย์ในสภาพไร้ออกซิเจน โดยจะเกิด CH4 เป็นส่วนใหญ่ โดย Biogas สามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงทั้งในการประกอบอาหารและรถยนต์ รวมทั้งนำมาผลิตเป็นไฟฟ้า ไม่เพียงเท่านั้น Biogas ยังถือได้ว่าเป็นการเปลี่ยนขยะเป็นทรัพยากรอย่างแท้จริง เพราะ Biogas นั้นสามารถใช้สารอินทรีย์อะไรก็ได้มาหมัก เศษอาหารและเศษใบไม้ต่างๆที่น่าจะเป็นขยะ จึงกลายมาเป็นพลังงานได้ด้วยการทำ Biogas
ในโรงเรียนรุ่งอรุณเรานี้ วัตถุดิบที่เราสามารถนำมาทำ Biogas ได้คือเศษอาหารเหลือทิ้งปริมาณมหาศาลในโรงเรียนที่มีอยู่ทุกวัน ทั้งที่มาจากอาหารกลางวันของทั้งครูและนักเรียนกว่าพันคนในโรงเรียน และร้านขายขนมทั้งสองที่ นอกจากนี้ เรายังสามารถนำเศษใบไม้ที่มีอยู่ทั่วไปในโรงเรียนมาหมักเป็น Biogas ได้ ถ้าหากเราสามารถทำ Biogas ได้สำเร็จ เราคิดว่าจะนำก็าซที่ได้มาเป็นเชื้อเพลิงหมุนเวียนในการทำอาหาร เพราะ Biogas นั้นสามารถนำมาใช้เป็นพลังงานในการหุงต้มได้โดยตรง และเรายังสามารถนำกากที่เหลือจากการหมักมาใช้เป็นปุ๋ยชีวภาพคุณภาพดีได้อีกด้วย ส่วนปัญหาที่คาดว่าจะพบคือ วัตถุดิบไม่เพียงพอ เนื่องจากต้องใชช้ Biogas ถึง 1 ลูกบาศก์เมตรในการทำอาหาร 3 มื้อ โดยมื้อในที่นี้ก็เป็นเพียงมื้อเล็กๆที่กินกันในครอบครัวเท่านั้น ปัญหาอีกข้อก็คือ โดยปกติแล้ว การทำ Biogas จะใช้มูลสัตว์ซึ่งผ่านการย่อยสลายจนมีอนุภาคเล็กลงมาแล้ว เพื่อให้ย่อยสลายง่ายในขั้นตอนการหมัก แต่เศษอาหารและใบไม้ของเรานั้น มีอนุภาคที่ใหญ่ จึงอาจทำให้ย่อยสลายได้ไม่ดีเท่าใดนัก
ถ้าหากว่าทุกประเทศทั่วโลกหันมาใช้พลังงานทางเลือกอย่าง Biogas กันมากขึ้น ถึงแม้ว่าเราอาจจะไม่สามารถใช้ Biogas เป็นพลังงานแทน Petroleum ได้ทั้งหมด แต่สิ่งที่จะลดลงอย่างแน่นอนหากเราหันมาทำ Biogas ก็คือ CO2 ทั้งจากการเผาขยะและ Petroleum ถึงแม้ว่าขยะกว่า 50% จะไม่ใช้สารอินทรีย์ที่นำมาหมักได้ แต่ก็ยังมีขยะเป็นจำนวนมาก ที่ยังสามารถนำมาหมักเป็น Biogas ได้ หากเราไม่นำขยะเหล่านั้นมาแปรรูป ขยะเหล่านั้นก็คงต้องถูกเผาในโรงกำจัดขยะ นอกจากจะลด CO2 ได้แล้ว ก็ยังจะสามารถลด CH4 ซึ่งเป็นมลพิษและเป็นหนึ่งในก็าซเรือนกระจกได้ โดยการเปลี่ยนให้กลายเป็นพลังงาน ในภาคเกษตรกรรม หากเกษตรกรนำเอามูลสัตว์และเศษใบไม้มาหมัก จะสามารถลดต้นทุนได้ทั้งในการกำจัดขยะและการซื้อปุ๋ยเคมี เพราะกากที่ได้จากการหมัก เป็นปุ๋ยชีวภาพที่ผ่านการหมักและการย่อยสลายมาอย่างเต็มที่แล้ว จึงเป็นปุ๋ยคุณภาพดียิ่งกว่าปุ๋ยเคมีเสียอีก การทำ Biogas ยังช่วยลดมลพิษ กลิ่นเหม็น และควันไฟจากการเผาขยะ รวมถึงช่วยบำบัดน้ำ ทำให้ทัศนียภาพในเมืองหน้าอยู่มากขึ้น เท่ากับว่า Biogas นี้จะสามารถให้ประโยชน์ได้ทั้งด้านสิ่งแวดล้อม พลังงาน และเกษตรกรรม
สำหรับตัวพวกเราเอง สิ่งที่จะเป็นประโยชน์ต่อเราอย่างแน่นอนหากเราทำ Biogas ไม่ว่าจะสำเร็จหรือไม่ก็ตาม คือ เราจะได้ความรู้ใหม่ๆ อย่างแรกเลยก็คือความรู้เรื่องเกี่ยวกับพลังงานทดแทนและ Biogas ความรู้ในวิชาเคมี ในเรื่องของปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นขณะหมัก วิชาชีววิทยา ในเรื่องของจูลินทรีย์ ตลอดจนวิชาฟิสิกส์ ในเรื่องของอุณหภูมิ ความดัน และพลังงาน เป็นต้น นอกจากในด้านความรู้แล้ว เรายังจะได้ฝึกตนเองให้มีความละเอียดรอบคอบ เพราะ Biogas เป็นการทำงานกับก็าซ จึงต้องอาศัยความพิถีพิถันและความละเอียดอ่อนในการทำงาน ได้ฝึกความอดทน รับผิดชอบต่อการทำงาน การแก้ปัญหา และสิ่งที่พวกเราคิดว่าจะเป็นประโยชน์ต่อตัวเรามากที่สุดในการทำ Biogas ครั้งนี้คือ พวกเราจะได้รับรู้ถึงความยากลำบากในการทำงาน ให้เรารับรู้ว่า เวลาที่เราใช้พลังงานมหาศาลนั้น เราทำได้อย่างง่ายดาย แต่การที่เราจะผลิตพลังงานด้วยตัวเองเพียงเล็กน้อยนั้นยากลำบากเพียงใด

“ไม่ต้องคิดว่าอะไรที่ทำแล้วจะดีที่สุดและเป็นประโยชน์มากที่สุดในภายภาคหน้า แต่ให้คิดว่า อะไรที่ไม่ได้ทำแล้วจะเสียดายที่สุดในปัจจุบัน ก็จงทำสิ่งนั้น”

AIM AND STEP............????

จุดประสงค์ในการทำ Biogas และ Bioethanol
- เพื่อเรียนรู้เทคนิควิธีการทำ Biogas และ Bioethanol จากใบไม้
- เพื่อเรียนรู้กระบวนการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน
- เพื่อเรียนรู้ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับการทำ Biogas เช่น สารประกอบชีวโมเลกุล กฎของ gas จุลินทรีย์ การคำนวณความดัน พลังงานความร้อน ปริมาตร gas และ enzymes

ขั้นตอนการดำเนินการ
1. ศึกษาข้อมูลและทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับ Biogas และ Bioethanol
2. สำรวจแหล่งขยะและวิเคราะห์ปริมาณขยะในโรงเรียน โดยสอบถามจากครูดุจและป้าเปรี้ยว
3. สำรวจถังหมักที่มีอยู่เดิม วิเคราะห์ปัญหาที่เกิดขึ้น และออกแบบวิธีการปรับปรุงแก้ไขให้สามารถนำ gas มาใช้ได้จริง
4. ล้างถังหมัก และซ่อมแซมส่วนที่เสียหาย
5. รวบรวมวัตถุดิบที่จะนำมาหมัก ในที่นี้คือเศษอาหาร และขี้หมูแห้ง
6. ทำการหมัก ปรับค่า pH ให้อยู่ระหว่าง 6.5-7.0
7. ระหว่างรอให้เกิด Biogas (คาดว่าใช้เวลาประมาณ 15วัน) รวบรวมข้อมูลและเริ่มออกแบบวิธีการสกัด Bioethanol จากใบไม้
8. เริ่มรวบรวมเศษใบไม้และนำมาทำ Bioethanol
9. หลังจาก 15 วันผ่านไป สังเกตผลที่เกิดจากการหมัก Biogas หากได้ gas ในปริมาณมากพอที่จะทำอาหารหนึ่งมื้อแล้ว จะเริ่มหมัก Biogas ด้วยใบไม่ หากยังไม่สำเร็จ จะติดตามผลและปรับปรุงแก้ไขต่อไป ควบคู่กับการทำ Bioethanol

ETHANOL PRODUCTION............??????

Concentrated Acid Hydrolysis Process The Arkanol process works by adding 70-77% sulphuric acid to the biomass that has been dried to a 10% moisture content. The acid is added in the ratio of 1.25 acid to 1 biomass and the temperature is controlled to 50C. Water is then added to dilute the acid to 20-30% and the mixture is again heated to 100C for 1 hour. The gel produced from this mixture is then pressed to release an acid sugar mixture and a chromatographic column is used to separate the acid and sugar mixture.
Dilute Acid Hydrolysis The dilute acid hydrolysis process is one of the oldest, simplest and most efficient methods of producing ethanol from biomass. Dilute acid is used to hydrolyse the biomass to sucrose. The first stage uses 0.7% sulphuric acid at 190C to hydrolyse the hemi cellulose present in the biomass. The second stage is optimised to yield the more resistant cellulose fraction. This is achieved by using 0.4% sulphuric acid at 215C.The liquid hydrolates are then neutralised and recovered from the process.
Sugar Fermentation Process The hydrolysis process breaks down the cellulostic part of the biomass or corn into sugar solutions that can then be fermented into ethanol. Yeast is added to the solution, which is then heated. The yeast contains an enzyme called invertase, which acts as a catalyst and helps to convert the sucrose sugars into glucose and fructose (both C6H12O6). The chemical reaction is shown below: C12H22011+H2O----->C6H12O6+C6H12O6
sucrose glucose fructose
The fructose and glucose sugars then react with another enzyme called zymase, which is also contained in the yeast to produce ethanol and carbon dioxide. The chemical reaction is shown below: C6H12O6----->2C2H5OH+2CO2
glucose/fructose ethanol
The fermentation process takes around three days to complete and is carried out at a temperature of between 250C and 300C.

เห็นเป็นภาษาอังกฤษก็อย่าเพิ่งตกใจ ส่วนใหญ่อธิบายแค่กระบวนการและวิธีการเปลี่ยน cellulose เป็น ethanol
note 2 กระบวนการแรกเป็นการเปลี่ยน biomass(cellulose hemicellulose lignin) ให้เป็นน้ำตาล เลือกเอาวิธีไหนก็ได้ ส่วนอันสุกท้ายเป็นการเปลี่ยนน้ำตาลเป็น ethanol

ยังไงก็จะลองหาที่เป็น thai มาให้นะ แต่ถ้าจะเอาละเอียดแบบนี้ส่วนใหญ่คงมีแต่ภาษาอังกฤษ

follow this link for more information:http://www.esru.strath.ac.uk/EandE/Web_sites/02-03/biofuels/what_bioethanol.htm

CELLULOSE.........????????? (ENG VER.)

Cellulose is an organic compound with the formula (C6H10O5)n. It is a structural polysaccharide derived from beta-glucose.[1][2] Cellulose is the primary structural component of green plants. The primary cell wall of green plants is made of cellulose; acetic acid bacteria are also known to synthesize cellulose, as well as many forms of algae, and the oomycetes. Cellulose was discovered and isolated in the mid-nineteenth century by the French chemist Anselme Payen[3][1] and, as of the year 2006, the estimated annual production of 1.5x109 tonnes.[4] Some animals, particularly ruminants and termites, can digest cellulose with the help of symbiotic micro-organisms (see methanogen). Cellulose is not digestible by humans and is often referred to as 'dietary fiber' or 'roughage', acting as a hydrophilic bulking agent for feces.

Breakdown (cellulolysis)
Cellulolysis is the process relating to or causing the hydrolysis of cellulose (i.e. cellulolytic bacteria, fungi or enzymes).
Mammals do not have the ability to break down cellulose directly. Typically, this ability is possessed only by certain bacteria (which have specific enzymes) like Cellulomonas etc., and which are often the flora on the gut walls of ruminants like cows and sheep, or by fungi, which in nature are responsible for cycling of nutrients. The enzymes utilized to cleave the glycosidic linkage in cellulose are glycoside hydrolases including endo-acting cellulases and exo-acting glucosidases. Such enzymes are usually secreted as part of multienzyme complexes that may include dockerins and cellulose binding modules, referred to in some cases as cellulosomes.
Many cellulolytic bacteria, fungi or enzymes break down cellulose into shorter linked chains known as cellodextrins.

BIOMOLECULES................??????? (สารชีวโมเลกุล)

please follow this link:
http://192.207.64.23/Chem_Tutor/biomolecules.pdf

read only page 1-8

พอดีมันมีสูตรโครงส้างที่ copy มาไม่ได้อ่านะ ลองไปอ่านดูแล้วกัน ความจริงอันนี้มันก็รวมๆทุกอย่าง แต่ต้องลองดูตรง carbohydrate มันจะมีเรื่องของ cellulose อยู่ มีการสลายพันธะ polysacharide ด้วยกรด ไม่รู้เราจะใช้วิธีนี้ได้ป่าว

main idea for doing biogassssss..........??????

แนวคิดหลักในการทำ Biogas

ในเทอมนี้ เราได้เรียนในเรื่องของภูมิอากาศและปรากฏการณ์ตามธรรมชาติต่างๆ ทั้งในระดับโลก ระดับทวีป จนถึงประเทศไทย ซึ่งจากการศึกษาสิ่งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาตินี้ ทำให้เราได้รู้ว่าโลกที่เป็นอยู่ในปัจจุบันนี้ กำลังถอยห่างจากธรรมชาติออกไปทุกทีๆ และปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงนี้ก็คือ “ภาวะโลกร้อน” เราได้รู้ว่าภาวะโลกร้อนเกิดจากการที่มีก็าซเรือนกระจกถูกปล่อยออกสู่อากาศ ก็าซเหล่านี้จะดูดซับและกักแสงอาทิตย์เอาไว้ภายในโลก ซึ่งก็าซที่ดูดซับแสงอาทิตย์ไว้มากที่สุดก็คือ CO2 นอกจากจะเรียนรู้การเกิดภาวะโลกร้อนแล้ว เราก็ยังได้เรียนรู้ถึงผลกระทบที่ตามมากับภาวะโลกร้อน ไม่ว่าจะเป็นการขยายตัวของทะเลทราย อัตราการเกิดน้ำท่วมที่เพิ่มมากขึ้น หรือการระบาดของเชื้อโรคต่างๆ ซึ่งจากปัญหาเหล่านี้ ถ้าเราไม่ทำอะไรซักอย่างเพื่อช่วยกันชะลอภาวะโลกร้อน โลกของเราก็คงจะต้องเข้าสู่ภาวะวิกฤตที่ร้ายแรงอย่างไม่เคยมีมาก่อน

หลังจากได้มองเห็นปัญหาที่เกิดขึ้นกับโลกของเราแล้ว เราก็ได้เรียนในเรื่องของสารประกอบ Hydrocarbon ซึ่งเป็นสารอินทรีย์ชนิดหนึ่ง เราได้เรียนรู้ตั้งแต่การเรียกชื่อสารประกอบ Hydrocarbon ทำให้เราได้รู้ว่าทั้ง Petroleum น้ำมันทั้งเบนซินและดีเซล รวมถึงเชื้อเพลิงต่างๆ ล้วนเป็นสารประกอบ Hydrocarbon ทั้งสิ้น จากนั้น เราก็ได้เรียนปฏิกิริยาการเผาไหม้ของสารประกอบ Hydrocarbon ซึ่งเมื่อเผาไหม้แล้วก็จะได้ CO2 กับน้ำ ดังนั้นการที่เราใช้รถหรือเผาไหม้เชื้อเพลิงต่างๆ ก็ล้วนปล่อย CO2 ออกสู่อากาศทั้งสิ้น เท่ากับว่าเราได้ใช้วิชาเคมีมาอธิบายสิ่งที่เกิดให้ชัดเจนมากยิ่งขึ้น

ปัจจุบัน เทคโนโลยีใหม่ๆ และการทำอุตสาหกรรม เป็นการสูบใช้พลังงานในปริมาณมหาศาล ซึ่งแน่นอนว่าเป็นการปล่อย CO2 ปริมาณมหาศาลด้วย แต่ในโลกยุคปัจจุบันนี้ การจะให้เลิกใช้พลังงานก็คงเป็นไปไม่ได้ ดังนั้น คงจะดีไม่น้อยถ้าเรามีวิธีเปลี่ยนสารอินทรีย์ให้เป็นพลังงานโดยไม่ต้องเผาไหม้ Biogas จึงเป็นหนึ่งในพลังงานทางเลือกที่น่าจะช่วยโลกของเราได้ เพราะ Biogas นั้นเป็นก็าซที่เกิดจากการหมักสารอินทรีย์ในสภาพไร้ออกซิเจน โดยจะเกิด CH4 เป็นส่วนใหญ่ โดย Biogas สามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงทั้งในการประกอบอาหารและรถยนต์ รวมทั้งนำมาผลิตเป็นไฟฟ้า ไม่เพียงเท่านั้น Biogas ยังถือได้ว่าเป็นการเปลี่ยนขยะเป็นทรัพยาการอย่างแท้จริง เพราะ Biogas นั้นสามารถใช้สารอินทรีย์อะไรก็ได้มาหมัก เศษอาหารและเศษใบไม้ต่างๆที่น่าจะเป็นขยะ จึงกลายมาเป็นพลังงานได้ด้วยการทำ Biogas
ในโรงเรียนรุ่งอรุณของเรานั้น ก็มีขยะมากมายที่สามารถนำมาหมักเป็น Biogas ได้ ไม่ว่าจะเป็นเศษอาหารจากข้าวกลางวันที่พวกเราทานเหลือ ซึ่งเพียงแค่ในระดับมัธยมนั้น ในหนึ่งวัน ก็มีเศษอาหารเหลือทิ้งถึง 6 ถัง ไม่เพียงแค่นั้น เศษอาหารจากร้านในโรบงเรียนเองก็มีมากเช่นกัน นอกจากเศษอาหารแล้ว ใบไม้ที่คุณลุงคุณป้ากวาดอยู่ทุกวันก็มีปริมาณมากเช่นกัน พวกเราคิดว่าถ้าทำ Biogas ได้แล้ว จะนำมาเป็นเชื้อเพลิงในการทำอาหาร เพราะ Biogas นั้นสามารถจะนำมาเป็นเชื้อเพลิงในการประกอบอาหารได้โดยตรง นอกจากจะได้พลังงานแล้ว เรายังสามารถจะนำกากที่เหลือจากการหมักมาทำเป็นปุ๋ยคุณภาพดีได้อีกด้วย

ถ้าหากว่าทุกประเทศทั่วโลกหันมาใช้พลังงานทางเลือกอย่าง Biogas กันมากขึ้น ถึงแม้ว่าเราอาจจะไม่สามารถใช้ Biogas เป็นพลังงานแทน Petroleum ได้ทั้งหมด แต่สิ่งที่จะลดลงอย่างแน่นอนหากเราหันมาทำ Biogas ก็คือ CO2 ทั้งจากการเผาขยะและ Petroleum ถึงแม้ว่าขยะกว่า 50% จะไม่ใช้สารอินทรีย์ที่นำมาหมักได้ แต่ก็ยังมีขยะเป็นจำนวนมาก ที่ยังสามารถนำมาหมักเป็น Biogas ได้ หากเราไม่นำขยะเหล่านั้นมาแปรรูป ขยะเหล่านั้นก็คงต้องถูกเผาในโรงกำจัดขยะ นอกจากจะลด CO2 ได้แล้ว ก็ยังจะสามารถลด CH4 ซึ่งเป็นมลพิษและเป็นหนึ่งในก็าซเรือนกระจกได้ โดยการเปลี่ยนให้กลายเป็นพลังงาน ในภาคเกษตรกรรม หากเกษตรกรนำเอามูลสัตว์และเศษใบไม้มาหมัก จะสามารถลดต้นทุนได้ทั้งในการกำจัดขยะและการซื้อปุ๋ยเคมี เพราะกากที่ได้จากการหมัก เป็นปุ๋ยชีวภาพที่ผ่านการหมักและการย่อยสลายมาอย่างเต็มที่แล้ว จึงเป็นปุ๋ยคุณภาพดียิ่งกว่าปุ๋ยเคมีเสียอีก การทำ Biogas ยังช่วยลดมลพิษ กลิ่นเหม็น และควันไฟจากการเผาขยะ รวมถึงช่วยบำบัดน้ำ ทำให้ทัศนียภาพในเมืองหน้าอยู่มากขึ้น

สำหรับตัวพวกเราเอง สิ่งที่จะเป็นประโยชน์ต่อเราอย่างแน่นอนหากเราทำ Biogas ไม่ว่าจะสำเร็จหรือไม่ก็ตาม คือ เราจะได้ความรู้ใหม่ๆ อย่างแรกเลยก็คือความรู้เรื่องเกี่ยวกับพลังงานทดแทนและ Biogas ความรู้ในวิชาเคมี ในเรื่องของปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นขณะหมัก วิชาชีววิทยา ในเรื่องของจูลินทรีย์ ตลอดจนวิชาฟิสิกส์ ในเรื่องของอุณหภูมิ ความดัน และพลังงาน เป็นต้น นอกจากในด้านความรู้แล้ว เรายังจะได้ฝึกตนเองให้มีความละเอียดรอบคอบ เพราะ Biogas เป็นการทำงานกับก็าซ จึงต้องอาศัยความพิถีพิถันและความละเอียดอ่อนในการทำงาน และสิ่งที่พวกเราคิดว่าจะเป็นประโยชน์ต่อตัวเรามากที่สุดในการทำ Biogas ครั้งนี้คือ พวกเราจะได้รับรู้ถึงความยากลำบากในการทำงาน ให้เรารับรู้ว่า เวลาที่เราสามารถใช้พลังงานมหาศาลได้อย่างง่ายดาย แต่การที่เราจะผลิตพลังงานด้วยตัวเองเพียงเล็กน้อยนั้นยากลำบากเพียงใด

BIOGASSSSSSSSS........................?????????

แนวคิดหลัก Biogas
ในขณะที่โลกเรากำลังประสบปัญหาพลังงานขาดแคลน และปัญหาภาวะโลกร้อนอันเกิดมาจากก็าซคาร์บอนไดออกไซด์ปริมาณมหาศาลในบรรยากาศ พลังงานทางเลือกจึงเริ่มเป็นที่สนใจของผู้คนทั่วโลก ซึ่ง Biogas หรือกาซชีวภาพก็เป็นหนึ่งในพลังงานทางเลือกนั้นเช่นกัน
Biogas มีประโยชน์มากมายไม่ว่าจะเป็นด้านพลังงาน สิ่งแวดล้อม หรือด้านการเกษตร หากมองในแง่ของพลังงาน Biogas ก็คือเชื้อเพลิงที่สามารถนำมาใช้แทนน้ำมัน และกาซธรรมชาติได้ Biogas สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในการหุงต้มได้โดยตรง และยังสามารถนำมาผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ ถ้าหากมองในแง่ของการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม Biogas ก็คือระบบกำจัดของเสียดีๆนี่เอง การผลิต Biogas จะเปลี่ยนอินทรียวัตถุใดๆก็ตามที่เคยเป็นขยะ ให้กลายเป็นพลังงาน นอกจากนั้น หากเราหันมาใช้การหมัก Biogas แทนการเผาไหม้เชื้อเพลิง จะช่วยลดกลิ่นเหม็นและควันไฟขณะเผา และแน่นอน ช่วยลดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่จะถูกปล่อยสู่อากาศ
หากจะมองภาพประโยชน์ของ Biogas ให้เป็นรูปธรรมมากขึ้น อาจเริ่มจากการใช้ประโยชน์ Biogas ในชุมชนรุ่งอรุณของเราก่อน ในหนึ่งวัน เศษอาหารเหลือทิ้งในโรงเรียนรุ่งอรุณมีปริมาณมากมาย ซึ่งทางโรงเรียนก็ได้มีการนำมาใช้ประโยชน์โดยการทำปุ่ย แต่ถ้าเราลองนำเศษอาหารเหล่านั้นมาหมักเพื่อผลิต Biogas นอกจากเราจะนำเชื้อเพลิงที่ได้มาหุงต้มได้แล้ว กากจากการหมัก ยังจะเป็นปุ๋ยชีวภาพซึ่งมีคุณภาพดีกว่าปุ๋ยเคมีอีกด้วย เท่ากับว่า ไม่เพียงแต่เราไม่ต้องหาทางกำจัดของเสียอันมากมายมหาศาล เรายังสามารถผลิตพลังงานสะอาดมาใช้เองได้อีกด้วย

ไบโอแก๊ส-แก๊สชีวภาพ-แก๊สขี้หมู สามคำนี้แท้จริงแล้วคือสิ่งเดียวกันต่างกันตรงว่าใครจะเป็นผู้พูด ถ้าเป็นนักวิชาการจะพูดว่า “ ไบโอแก๊ส ” ถ้าเป็น นักอนุรักษ์จะพูดว่า “ แก๊สชีวภาพ ” แต่ถ้าเป็นชาวบ้านโดยทั่วไปจะพูดว่า “ แก๊สขี้หมูหรือไฟขี้หมู ” เนื่องจากส่วนใหญ่จะเห็นว่าแก๊สชนิดนี้ทำมาจากขี้หมู ทั้งที่แท้จริงแล้ว ใช้ขี้อะไรก็สามารถทำได้ เพื่อให้เกิดความครอบคลุมในที่นี้จะขอใช้คำว่า “ แก๊สชีวภาพ ”
แก๊สชีวภาพคืออะไร
แก๊สชีวภาพ คือกลุ่มแก๊สที่เกิดขึ้นจากการย่อยสลายของอินทรีย์วัตถุ เช่นคน สัตว์ พืชและสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ ที่ตายลงแล้วถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์(สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กมาก)กลุ่มหนึ่ง โดยจุลินทรีย์กลุ่มนี้มีชีวิตอยู่ได้โดยไม่ต้องอาศัยออกซิเจน ในขณะที่ทำการย่อยสลายอยู่นั้นจะเกิดแก๊สขึ้นกลุ่มหนึ่ง มีแก๊สมีเทนเป็นแก๊สประกอบหลัก รองลงมาจะเป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์,แก๊สไนโตรเจน,แก๊สไฮโดรเจนและแก๊สชนิดอื่นๆ แก๊สมีเทนซึ่งมีมากที่สุด มีคุณสมบัติไม่มีสีไม่มีกลิ่นและติดไฟได้ แต่ที่เราเปิดแก๊สชีวภาพแล้วจะมีกลิ่นเหม็นนั้นเกิดจากแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์หรือ “ แก๊สใข่เน่า ” เมื่อเราจุดไฟกลิ่นเหม็นจะหายไป
สรุป แก๊สชีวภาพคือแก๊สที่เกิดจากการย่อยสลายของอินทรียวัตถุในสภาพไร้ออกซิเจน
ชนิดของแก๊ส
ปริมาณ
มีเทน
50-60 %
คาร์บอนไดอ๊อกไซด์
25-35 %
ไนโตรเจน
2-7%
ไฮโดรเจน
1-5 %
คาร์บอนมอนนอกไซด์
เล็กน้อย
ไฮโดรเจนซัลไฟด์
เล็กน้อย
แก๊สอื่นๆ
เล็กน้อย
ตารางกลุ่มแก๊สที่เกิดจากการย่อยสลายของอินทรีย์วัตถุ
อะไรบ้างที่นำมาผลิตเป็นแก๊สชีวภาพได้
อินทรีย์วัตถุทุกชนิดที่เน่าเปื่อยได้สามารถนำมาผลิตเป็นแก๊สชีวภาพได้ทั้งสิ้นแต่จะได้จำนวนแก๊สมากหรือน้อยและจะเกิดแก๊สยากหรือง่ายขึ้นอยู่กับอินทรีย์วัตถุชนิดนั้นว่าเป็นอะไร
เช่น ถ้าเราใช้พืชสด การเกิดแก๊สจะเกิดได้ยากกว่าการใช้มูลสัตว์เนื่องจากมูลสัตว์ถูกย่อยมาแล้วจากกระเพาะของสัตว์ทำให้มีขนาดเล็กลงจุลินทรีย์สามารถกัดกินย่อยสลายได้ง่าย ดังนั้นการใช้พืชสด
จะต้องทำการลดขนาดโดยการสับแล้วทิ้งไว้ประมาณ 1สัปดาห์เพื่อลดปริมาณน้ำในพืช นอกจากนี้แล้วน้ำเสียก็สามารถผลิตแก๊สชีวภาพได้เช่น น้ำเสีย,น้ำทิ้งจากโรงฆ่าสัตว์ น้ำเสีย,น้ำทิ้งจากโรงงานแป้งมัน หรือน้ำเสีย,น้ำทิ้งจากโรงงานผลิตเส้นก๋วยเตี๋ยว เป็นต้น
การออกแบบบ่อแก๊สชีวภาพนั้นจะต้องคำนึงถึงอินทรีย์วัตถุหรือวัตถุดิบที่เราจะใช้ในการผลิตแก๊ส เช่นถ้าใช้พืชสด กากจากการย่อยสลายจะมีมากเราจะออกแบบท่อทางออกเพื่อระบายกากอย่างไร หรือวัตถุดิบเป็นของเหลวเราจะออกแบบบ่อให้มีขนาดหรือลักษณะบ่ออย่างไรเป็นต้น

ปัจจัยที่มีอิทธิพลในการผลิตแก๊ส
1. ชนิดและขนาดของอินทรีย์วัตถุหรือวัตถุดิบที่เราใช้ ถ้าผ่านการย่อยมาก่อนแล้วเช่นมูลสัตว์จะทำให้เกิดแก๊สได้ง่ายและมีปริมาณแก๊สมากกว่า
2. อุณหภูมิเป็นตัวช่วยเร่งให้เกิดแก๊สเร็วขึ้นถ้าอุณหภูมิต่ำจุลินทรีย์จะเจริญเติบโตช้าหรือหยุดการเจริญเติบโตทำให้เกิดแก๊สน้อยหรือไม่เกิดแก๊สเลยดังนั้นบ่อแก๊สที่ดีจะต้องมีแสงแดดส่องถึง
3. ความเป็นกรดเป็นด่างภายในบ่อแก๊สถ้าเกิดความเป็นด่างมากจุลินทรีย์จะตายค่าของความเป็นกรดเป็นด่างที่เหมาะสมคือ 6.6-7.6 ph
4 . แบบและชนิดของบ่อแก๊ส
5 . สารเคมีบางอย่าง เช่น ผงซักฟอก ยาฆ่าแมลง จะยับยั้งการเติบโตของจุลินทรีย์
ประโยชน์ของแก๊สชีวภาพ
แก๊สชีวภาพเป็นพลังงานใกล้ตัวที่ให้ประโยชน์กับเราในหลายๆด้านขึ้นอยู่กับเราที่ต้องการนำไปใช้ให้เกิดประโยชน์ด้านใด โดยแบ่งเป็น 3ด้านใหญ่ๆดังนี้
1.ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อม การสร้างบ่อแก๊สชีวภาพแท้จริงแล้ว เป็นการสร้างระบบกำจัดของเสียที่เกิดจากการเลี้ยงสัตว์ หรือระบบกำจัดน้ำเสียจากโรงงานบางประเภท เช่นโรงงานทำเส้นก๋วยเตี๋ยวโรงงานทำแป้งมันเป็นต้น โดยสามารถลดกลิ่นเน่าเหม็น ลดแหล่งเพาะเชื้อโรค ทำให้ทัศนียภาพโดยรอบน่ามองและลดปัญหาสังคมที่อาจจะเกิดขึ้นจากการวิวาทกับเพื่อนบ้านอันเนื่องจากกลิ่นเหม็นของมูลสัตว์
2.ประโยชน์ด้านพลังงาน ไบโอแก๊สสามารถที่จะนำมาเป็นเชื้อเพลิงทดแทนการใช้น้ำมัน, แก๊สธรรมชาติ ,ฟืนหรือถ่าน และเป็นเชื้อเพลิงใช้กับเครื่องยนต์เพื่อผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้าได้
การใช้แก๊สชีวภาพเพื่อเป็นเชื้อเพลิงในการหุงต้มนั้นแก๊สชีวภาพ 1ลบม. สามารถปรุงอาหารได้ 3มื้อต่อหนึ่งครอบครัว แก๊สจะเกิดขึ้นตลอดเวลาเมื่อใช้หมดแล้วจะเกิดขึ้นมาใหม่ตราบใดที่เรายังมีการระบายมูลสัตว์เข้าไปในบ่อหมักอยู่ สำหรับการที่จะนำไปเป็นเชื้อเพลิงใช้ในเครื่องยนต์ก็สามารถทำได้ ปัจจุบันมีการปรับแต่งเครื่องยนต์ดีเซลให้สามารถใช้กับแก๊สชีวภาพได้โดยตรง แต่เนื่องจากแก๊สชีวภาพเป็นกลุ่มแก๊สที่ประกอบไปด้วยแก๊สหลายชนิด แก๊สแต่ละชนิดมีคุณสมบัติแตกต่างกันบางชนิดจะเป็นอันตรายต่อเครื่องยนต์เช่น แก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์มีฤทธิ์เป็นกรดจะเข้าไปกัดกร่อนส่วนที่เป็นโลหะให้สึกหรอ และไอน้ำที่มากับแก๊สจะเข้าไปในเครื่องยนต์ทำให้เครื่องยนต์ขัดข้อง ดังนั้นก่อนที่จะนำแก๊สชีวภาพไปใช้กับเครื่องยนต์ต้องมีการดักไอน้ำและแยกไฮโดรเจนซัลไฟด์เสียก่อน
แก๊สชีวภาพมีสถานะอยู่ในรูปของแก๊สจึงทำให้เสียพื้นที่มากในการกักเก็บ ในอนาคตถ้ามีการแยกให้ได้แก๊สมีเทนบริสุทธิ์ แล้วหาวิธีเปลี่ยนสถานะจากแก๊สให้เป็นของเหลวหรือของแข็งได้พื้นที่ในการกักเก็บจะน้อยลงจะทำให้การใช้ประโยชน์จากแก๊สชีวภาพในรูปของพลังงานกว้างขวางมากกว่านี้
3.ประโยชน์ด้านการเกษตร กากมูลสัตว์ที่ย่อยสลายแล้วจะถูกดันออกมาภายนอกเราสามารถนำไปเป็นปุ๋ยใช้กับพืชได้ทันทีหรืออาจจะตากให้แห้งแล้วบรรจุใส่ถุงเพื่อการจำหน่ายก็ได้ กากมูลสัตว์นี้จะปราศจากเมล็ดพันธุ์พืชและเชื้อโรคบางชนิดหรือใข่แมลงต่างๆเนื่องจากถูกหมักอยู่ในบรรยากาศที่ไร้ออกซิเจนเป็นเวลานาน
แบบและชนิดของบ่อแก๊สชีวภาพ
ตามหลักการของการผลิตแก๊สชีวภาพ คือ การทำให้อินทรีย์วัตถุเกิดการเน่าเปื่อยย่อยสลาย แล้วเกิดกลุ่มแก๊ส ถ้าต้องการที่จะนำแก๊สมาใช้ประโยชน์ จะต้องมีการเก็บกักแก๊สดังกล่าว โดยการหาวัสดุมาคลุมอินทรีย์วัตถุนั้น เมื่อเกิดการเน่าเปื่อยและเกิดแก๊สแล้ว แก๊สจะอยู่ในวัสดุที่คลุมรอการนำไปใช้ประโยชน์ต่อไป พื้นฐานของบ่อแก๊สชีวภาพแต่ละแบบจะเหมือนกันจะแตกต่างกันตรงว่าจะออกแบบบ่อแก๊สอย่างไรให้เหมาะสมกับวัสดุที่ใช้ผลิตแก๊ส สำหรับบ่อแก๊สที่มีการก่อสร้างกันอย่างแพร่หลายในประเทศไทยมีดังนี้
แบบฝาครอบลอย ( floating drum digester ) หรือแบบอินเดียเป็นแบบแรกๆที่มีการนำมาก่อสร้างในประเทศไทยเป็นบ่อขนาดเล็กมีทั้งแบบบ่อ2ชั้นและแบบบ่อชั้นเดียว บ่อหมักมีถังโลหะครอบอยู่ด้านบน ถังโลหะนี้จะเป็นตัวเก็บแก๊สและสามารถเพิ่มแรงดันแก๊สได้โดยการเพิ่มน้ำหนักบนถังโลหะเนื่องจากถังครอบเป็นโลหะการก่อสร้างบ่อขนาดใหญ่จึงทำได้ยาก มีการคิดประยุกต์โดยการขุดบ่อหมัก หลายๆบ่อ ก่ออิฐฉาบปูนหรือใช้ถังซีเมนต์แล้วปิดฝาตายตัว จากนั้นต่อท่อนำแก๊สมายังถังโลหะซึ่งคว่ำอยู่ในบ่อที่ใส่น้ำอีกบ่อหนึ่งให้ถังโลหะทำหน้าที่เป็นถังเก็บแก๊ส บ่อชนิดนี้เป็นบ่อแก๊สที่ไม่สลับซับซ้อนเกษตรกรที่มีความสามารถทางงานปูนมาบ้างก็สามารถก่อสร้างเองได้ การดูแลบำรุงรักษาง่าย อายุการใช้งานขึ้นอยู่กับวัสดุที่นำมาทำถังเก็บแก๊สและการบำรุงรักษา
แบบถุงพลาสติก เป็นการประยุกต์มาจากบ่อแก๊สแบบพลาสติกครอบรางหรือแบบรางขนานโดยการย่อขนาด เหมาะกับเกษตรกรรายย่อย มีวิธีการก่อสร้างดังนี้ เริ่มแรกขุดดินให้เป็นบ่อสี่เหลี่ยมผืนผ้ากว้าง 1เมตรลึกประมาณ 1เมตรความยาวแล้วแต่จะกำหนดจากนั้นเตรียมถุงพลาสติกที่มีลักษณะเป็นท่อ(สั่งจากโรงงานทำถุงพลาสติก)อาจจะซ้อนกันสัก 3ชั้นเพื่อป้องกันการรั่วซึมหรือของแหลมทิ่มแทงจากนั้นนำท่อ PVC ยาว 2เมตรจำนวน2ท่อนท่อนหนึ่งสอดเข้าที่ปลายถุงพลาสติกข้างหนึ่งแล้วมัดด้วยยางในรถยนต์อย่างแน่นหนาให้เป็นทางเข้าของมูลสัตว์ ส่วนท่ออีกท่อนหนึ่งนำมาสอดใส่ที่ปลายถุงที่เหลือแล้วมัดด้วยยางในรถยนต์ ให้เป็นทางออกของมูลสัตว์จากนั้นนำถุงพลาสติกที่ประกอบท่อทางเข้าทางออกแล้ววางลงในบ่อสี่เหลี่ยมที่ขุดไว้ จากนั้นทำรางระบายมูลสัตว์จากคอกสัตว์มายังท่อทางเข้า ต่อท่อนำแก๊ส และสร้างที่เก็บแก๊ส บ่อแก๊สชนิดนี้เป็นบ่อแก๊สชนิดเล็ก ข้อดีคือราคาถูก ง่ายในการก่อสร้าง แต่มีข้อเสียคือเนื่องจากวัสดุที่ใช้ เป็น พลาสติก(ชนิดเดียวกันกับถุงพลาสติกที่เราใช้ใส่ของ ค่อนข้างที่จะบอบบาง และเมื่อใช้ไประยะหนึ่งต้องมีการเปลี่ยนถุงพลาสติกใหม่เนื่องจากในถุงเก่าจะมีมูลสัตว์ตกตะกอนอยู่ภายใน
แบบโดมคงที่ ( fixed dome digester ) เป็นบ่อแก๊สชีวภาพที่มีลักษณะเป็นโดมฝังอยู่ใต้ดิน แบ่งออกเป็น 3ส่วนคือบ่อเติม บ่อหมัก และบ่อล้น โดยบ่อหมักจะมีขนาดใหญ่ที่สุดมีฝาสามารถเปิดลงไปทำความสะอาดหรือซ่อมแซมได้ การก่อสร้างสลับซับซ้อนกว่าสองแบบที่ผ่านมาเนื่องจากเป็นบ่อที่มีขนาดใหญ่กว่า เก็บกักแก๊สได้มากกว่า บ่อหมักจะต้องแข็งแรงทนทานต่อแรงดันแก๊สได้ ดังนั้นการก่อสร้างต้องอาศัยผู้ชำนาญในการควบคุมการก่อสร้าง ขนาดความจุบ่อมีหลายขนาดเหมาะกับเกษตรกรรายเล็ก(สุกรขุนไม่เกิน1000ตัว) ตัวบ่อสร้างด้วยการก่ออิฐแล้วฉาบด้วยปูนซีเมนต์มีการก่อสร้างกันแพร่หลาย
แบบรางขนาน ( plug flow digester ) หรือแบบ พลาสติกคลุมราง(plastic covered ditch )ลักษณะจะเป็นบ่อสี่เหลี่ยมผืนผ้ามีพลาสติกคลุมด้านบนเพื่อเก็บแก๊ส ส่วนใหญ่แล้วจะสร้างเพื่อใช้กับฟาร์มขนาดใหญ่และขนาดกลาง นับว่าบ่อแก๊สชนิดนี้เป็นบ่อแก๊สที่มีประสิทธิภาพ ในการทำให้เกิดแก๊สมากที่สุดเนื่องจากเป็นบ่อที่มีลักษณะยาว มูลสัตว์มีเวลาอยู่ในบ่อนานจุลินทรีย์สามารถย่อยสลายได้อย่างเต็มที่ก่อนที่มูลสัตว์จะถูกผลักออกทางท่อทางออก มีการประยุกต์ปรับปรุงใช้กันอยู่สองแบบคือ
1. แบบพลาสติกคลุมบ่อดิน ( covered lagoon ) ลักษณะเป็นบ่อดินสี่เหลี่ยมผืนผ้าภายในมีมูลสัตว์แล้วมีพลาสติกคลุมด้านบนมีท่อระบายมูลสัตว์เข้าและออก พลาสติกที่ใช้คลุมเป็นพลาสติกคุณภาพดีต้องนำเข้าจากต่างประเทศ ข้อดีของบ่อแก๊สแบบนี้คือมีราคาถูก แต่มีข้อเสียคือจะมีการสะสมของกากมูลสัตว์ภายในบ่อทำให้เมื่อใช้ไปได้ระยะหนึ่งจำเป็นที่จะต้องเปิดพลาสติกออกเพื่อนำกากมูลสัตว์ที่ตกตะกอนออก อีกประการหนึ่งพื้นของบ่อแบบนี้เป็นพื้นดินดังนั้นน้ำมูลสัตว์เข้มข้นจะซึมลงสู่แหล่งน้ำใต้ดินทำให้น้ำใต้ดินเสียเป็นอันตรายกับสิ่งแวดล้อมมาก บางประเทศห้ามไม่ให้มีการก่อสร้างบ่อแก๊สชนิดนี้ แต่ในปัจจุบันมีการปรับปรุงแก้ไขโดยในขณะทำการสร้างบ่อจะมีการบดอัดพื้นพื้นหลุมให้แน่นแล้วปูพื้นด้วยพลาสติกเพี่อป้องกันการซึมผ่านของน้ำมูลสัตว์ซึมลงสู่ชั้นดิน
2. แบบพลาสติกคลุมราง ลักษณะเหมือนแบบพลาสติกคลุมบ่อดินแต่มีการแก้ไขเพื่อไม่ให้ น้ำมูลสัตว์ซึมลงสู่ชั้นดินโดยสิ้นเชิงโดยการทำบ่อให้เป็นซีเมนต์ทั้งหมดแล้วคลุมด้วยพลาสติก หลักการทำงานก็คือมูลสัตว์ก่อนเข้าบ่อหมักจะถูกกวนให้เข้ากับน้ำแล้วแยกกากที่มีขนาดใหญ่ออก จากนั้นน้ำมูลสัตว์จะถูกสูบเข้าไปยังบ่อหมัก ภายในบ่อหมักจะถูกออกแบบให้เป็นห้องเพื่อดักให้กากตกตะกอน และชะลอไม่ให้น้ำมูลสัตว์ไหลออกจากบ่อหมักเร็วเกินไป น้ำที่ออกมาจากบ่อหมักจะถูกปล่อยลงบ่อดินเพื่อทำการบำบัดโดยธรรมชาติและปล่อยลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติหรือนำกลับมาใช้ในฟาร์มต่อไป บ่อแก๊สชนิดนี้จะใช้กับฟาร์มขนาดกลางและขนาดใหญ่ ข้อดีคือสามารถแก้ไขปัญหาได้ครบและให้ประโยชน์ได้อย่างเต็มที่ แต่มีข้อเสียคือราคาในการก่อสร้างค่อนข้างสูง และต้องใช้พื้นที่มากในการที่จะสร้างให้ครบทั้งระบบ