การพัฒนาส่วนผสมของเนื้อดินด่านเกวียนและกากกาแฟดงมะไฟเพื่อสร้างฟิลเตอร์เซรามิกส์สำหรับดริปกาแฟดงมะไฟ Development of a Mixture of Dan Kwian Clay Body and Dong Ma Fai Coffee Grounds to Create a Ceramic Filter for Dong Ma Fai Coffee Drip

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาอิทธิพลของการเติมกากกาแฟดงมะไฟต่ออัตราการไหลของน้ำร้อนผ่านฟิลเตอร์เซรามิกส์ ซึ่งในการทดลองจะเติมกากกาแฟในปริมาณ ร้อยละ 20, 30 และ 40 โดยน้ำหนัก (โดยกำหนดให้เป็นตัวอย่าง DKS-3, DKS-4 และ DKS-5 ตามลำดับ) และผสมกับดินเหนียวด่านเกวียน ดินขาวลำปาง ทราย และเถ้าไม้รวมด่านเกวียน โดยนำมาขึ้นรูปฟิลเตอร์เซรามิกส์ด้วยเทคนิคการขึ้นรูปด้วยใบมีด (Jigger) และเผาผนึกที่อุณหภูมิ 1,250◦C ผลการทดลองพบว่ามีลักษณะทางกายภาพตามนี้: มีค่าความพรุนตัวปรากฏ อยู่ในช่วง ร้อยละ 48.45 - 55.54 การดูดซึมน้ำ อยู่ในช่วง ร้อยละ 36.30 - 48.48 ความหนาแน่นอยู่ในช่วง 1.15 - 1.33 g/cm³ และความถ่วงจำเพาะ อยู่ในช่วง 2.51 - 2.59 ซึ่งตัวอย่าง DKS-4 มีสมบัติทางกายภาพที่มีความเหมาะสมสำหรับนำไปทำฟิลเตอร์ จากนั้นทดสอบสมบัติทางกายภาพด้วยเทคนิค XRD พบว่าเกิดเฟสของ Cristobalite Silica และ Orthorhombic Mullite ในฟิลเตอร์เซรามิกส์ (DKS-4) และวิเคราะห์ลักษณะของรูพรุนที่เกิดขึ้นในฟิลเตอร์เซรามิกส์ด้วย SEM พบว่าเกิดรูพรุนขนาดเล็กจำนวนมากในโครงสร้างจากการเผาไหม้และหายไปของกากกาแฟและส่งผลต่ออัตราการไหลของน้ำร้อนผ่านฟิลเตอร์ เนื่องจากการเติมกากกาแฟเพิ่มขึ้นจะมีผลทำให้อัตราการไหลของน้ำร้อนผ่านฟิลเตอร์สูงขึ้นและมีค่าสูงสุด 2.30 มิลลิลิตรต่อวินาที ซึ่งนำฟิลเตอร์ไปใช้ในการชงกาแฟแบบดริปแทนการใช้กระดาษกรองเป็นการช่วยลดภาวะโลกร้อนได้

This research aims to study the influence of added Dongmafai coffee grounds on the flow rate of hot water through the ceramic filter. In the experiment, coffee grounds were added in amounts of 20, 30, and 40% by weight (the samples were DKS-3, DKS-4, and DKS-5, respectively) and mixed with Dan Kwian clay, Lampang kaolin clay, sand, and Dan Kwian wood ash. The ceramic filter was formed by the jigger technique and sintered at 1,250°C. The results revealed the following physical characteristics: apparent porosity in the range of 48.45–55.54%, water absorption in the range of 36.30–48.48%, density in the range of 1.15–1.33 g/cm³, and specific gravity in the range of 2.51–2.59. The DKS-4 sample has physical properties that are suitable for filtering. Then, physical properties were examined by the XRD technique. It was found that cristobalite silica and orthorhombic mullite phases were formed in the ceramic filter (DKS-4). The porosity characteristics of the ceramic filters were analyzed by SEM. It was found that many small pores were formed in the structure from the combustion and disappearance of the coffee grounds. And affecting the flow rate of hot water through the filter because the addition of coffee grounds will increase the flow rate of hot water through the filter, which has a maximum value of 2.30 ml/s. Which uses filters to make drip coffee instead of paper filters, helping to reduce global warming.

Keywords: ฟิลเตอร์เซรามิกส์; เนื้อดินด่านเกวียน; กากกาแฟดงมะไฟ; กาแฟแบบดริป; ความพรุนตัว; Ceramic Filter; Dan Kwian clay body; Dong Ma Fai coffee grounds; coffee drip; Porosity