จาก "เครื่องอบแห้งข้าว - เตาเผาแกลบ"
สู่ เครื่องอบแห้งผลไม้ เนื้อสัตว์
สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.)
ในวงการปลูกข้าวแล้ว "เครื่องอบแห้งข้าวเปลือกแบบฟลูอิไดซ์-เบด" และ "เตาเผาแกลบแบบไซโคลน" คือผลเครื่องจักรกลการเกษตรที่สามารถช่วยแก้ปัญหาคอขวดของการปลูกข้าวในยุคปัจจุบัน
"จุดเด่นของเครื่องอบแห้งข้าวเปลือกแบบฟลูอิไดซ์เบด ก็คือ สามารถที่จะลดความชื้นของข้าวจาก 25-28 เปอร์เซ็นต์ ลงมาเหลือ 18 เปอร์เซ็นต์ ได้ในระยะเวลาเพียง 1-3 นาที ซึ่งเร็วกว่าเครื่องอบแห้งข้าวแบบเก่ามากและสามารถอบลดความชื้นข้าวได้ถึงชั่วโมงละ 20 ตัน ส่วนเตาเผาแกลบแบบไซโคลนนั้น ทำให้สามารถใช้แกลบที่เป็นของเหลือจากการสีข้าวมาเผาเป็นความร้อนแทนการใช้น้ำมันดีเซล ซึ่งสามารถลดต้นทุนค่าน้ำมันไปได้มากกว่า 120 บาทต่อการอบแห้งข้าว 1 ตัน" ศ.ดร. สมชาติ โสภณรณฤทธิ์ เมธีวิจัยอาวุโส สกว. ประจำปี 2546 กล่าวถึงคุณสมบัติของเครื่องจักรกลการเกษตรทั้ง 2 ตัวที่พัฒนาขึ้น
จากจุดเด่นของงานวิจัยเพื่อพัฒนาเครื่องอบแห้งข้าวเปลือกนี้ เป็นการแก้ปัญหาอุตสาหกรรมปลูกข้าวของไทยในปัจจุบันได้อย่างตรงจุด เนื่องจากปัจจุบัน เกษตรกรนิยมเกี่ยวข้าวโดยใช้ "เครื่องเกี่ยวนวด" แทนการใช้แรงงานคน ซึ่งแม้จะเกี่ยวข้าวได้เร็วก็ต้องเกี่ยวในขณะที่เมล็ดข้าวความชื้นสูงเพื่อป้องกันการแตกหักของเมล็ดข้าว ซึ่งหากข้าวเหล่านี้ไม่ได้รับการอบลดความชื้นในเวลา 24-48 ชั่วโมง ก็จะกลายเป็นข้าวคุณภาพต่ำทันที แต่หากใช้การอบแห้งแบบเก่ากับข้าวลักษณะนี้จะต้องเสียเวลาลดความชื้นถึง 24 ชั่วโมง ขณะที่หากมีเครื่องอบข้าวแบบฟลูอิไดซ์-เบดด้วยแล้ว จะลดเวลาการอบแห้งจนสามารถนำไปเก็บเข้ายุ้งฉางได้ในเวลาเพียง 4 ชั่วโมง หรือเร็วกว่าถึง 6 เท่า
สำหรับการพัฒนาเตาเผาแกลบแบบไซโคลน ที่ใช้การเผาแกลบแทนการใช้น้ำมันเพื่อสร้างลมร้อนไปกับเครื่องอบข้าวเพื่อไล่ความชื้นในข้าวนั้น หากใช้กับเครื่องอบข้าวแบบฟลูอิไดซ์-เบดขนาด 20 ตันที่ทำงานวันละ 20 ชั่วโมง จะสามารถประหยัดค่าน้ำมันไปได้ถึงวันละกว่า 50,000 บาทเลยทีเดียว นอกจากนี้ยังสามารถนำแกลบที่เคยเป็นขยะเหลือทิ้งกลับมาสร้างค่าได้เกือบ 100 เปอร์เซ็นต์
การที่ผลงานวิจัยทั้ง 2 เรื่องซึ่งได้รับทุนวิจัยจากสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัยมาตั้งแต่ 10 กว่าปีก่อนจนถึงปัจจุบัน เป็นงานวิจัยที่มีการต่อทำวิจัยร่วมกับภาคเอกชน ซึ่งทำให้มีการนำผลงานวิจัยนี้ไปสู่ไปถึงการผลิตและนำไปใช้จริง ทำให้ตั้งแต่เริ่มทำตลาดเครื่องอบแห้งข้าวในปี 38 และเตาเผาแกลบในปี 2543 จนถึงปัจจุบันนั้น สามารถขายเครื่องลดความชื้น และเตาเผาแกลบแบบไซโคลน ไปได้แล้วกว่า 400 เครื่อง ซึ่งรวมถึงการส่งออกยังกว่า 10 ประเทศ เช่น มาเลเซีย อินโดนีเซีย เม็กซิโก สเปน
สำหรับสิ่งที่จะดำเนินการวิจัยต่อภายใต้ทุนเมธีวิจัยอาวุโส สกว. ประจำปี 2456 นั้น ศ.ดร. สมชาติ กล่าวว่า ในปัจจุบันเทคนิคการอบแห้งนั้นมีหลากหลายวิธี เช่น การใช้ลมร้อน ไอน้ำร้อนยิ่งยวด ปั๊มความร้อน รังสีอินฟราเรดไกล รังสีไมโครเวฟ เป็นต้น เพราะฉะนั้นการผสมผสานเทคนิคที่หลากหลายนี้จะช่วยให้เกิดการพัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ได้ รวมทั้งจะช่วยในแง่ของการปรับปรุงคุณภาพและช่วยลดต้นทุนการผลิต ซึ่งขณะนี้ทีมวิจัยในขั้นตอนการวิจัยไอน้ำร้อนยวดยิ่ง (ไอน้ำที่เมื่อน้ำเดือดเป็นไอน้ำแล้วทำให้เดือดไปอีก 30-40 องศา) ได้นำไปทดลองกับการผลิตข้าวนึ่ง ซึ่งจากเดิมกรรมวิธีที่โรงสีทำอยู่ตอนนี้คือ จะต้องนึ่งข้าวก่อนอย่างน้อย 10-15 นาที จากนั้นก็จะนำไปอบแห้งอีกหลายชั่วโมงกว่าจะแห้ง แต่เทคนิคที่พัฒนาขึ้นนี้เหมือนกับว่าเราทำ 2 อย่างให้เป็นอย่างเดียวจากหลายชั่วโมงให้เหลือเพียง 6 นาทีเท่านั้น ขณะนี้ได้พัฒนาเครื่องต้นแบบเอาไว้แล้ว อยู่ระหว่างการทดสอบว่าถ้าผลิตในเชิงอุตสาหกรรมและจะทำงานได้ดีหรือไม่ เพราะปัจจุบันเอกชนส่งออกข้าวนึ่งไปจำหน่าย 1 ใน 5 ของข้าวสารที่ส่งออกไป ถ้าลดต้นทุนในส่วนนี้ได้และมี เอกชนร่วมมือด้วย อีกไม่นานงานวิจัยก็จะเป็นจริงอย่างแน่นอน
นอกจากนี้ในส่วนการทดลองกับผักผลไม้ ก็จะใช้เครื่องแบบฮีทปั๊มผสมผสานกันกับรังสีอินฟราเรด ซึ่งเป็นอีกแนวทางหนึ่ง แต่ถ้าลองนำไอน้ำยวดยิ่งมาทดลองอบแห้งพวกเนื้อสัตว์และผลไม้ พบว่าได้ผลดี เพราะเนื้อสัตว์อบแห้งจะไม่เหี่ยวและไม่หดตัว ผลไม้จำพวกทุเรียน เนื้อก็ไม่หดตัว เพราะปกติผลไม้ถ้าเราไม่ทำอะไรกับมันเช่น ไม่แช่อิ่ม และนำมาอบแห้งเลยมันมักจะแห้งเหี่ยวและเหนียว แต่ปรากฏว่าการอบด้วยไอน้ำ เคี้ยวแล้วกรอบอร่อย สามารถนำไปทดแทนผลไม้ที่นำไปทอดในเตาทอดสุญญากาศที่ยังมีน้ำมันอยู่ แต่ถ้าเราใช้วิธีนี้น้ำมันจะไม่มี และยังเป็นข้อดีสำหรับคนที่รักษา สุขภาพและกลัวอ้วนอีกด้วย
ผมว่างานวิจัยจะทำให้สำเร็จต้องอาศัยเวลา เพราะงานวิจัยต้องประกอบด้วยองค์ความรู้ที่จะพัฒนาขึ้นมา และการต่อยอดผลงานที่จะนำไปใช้งานจริงในภาคอุตสาหกรรม ทั้งสองสิ่งเป็นความจำเป็น ถ้าจะให้มีทั้ง 2 อย่างเกิดขึ้นคงไม่ใช้เวลาแค่ปีสองปี เพราะฉะนั้นนักวิจัยต้องทำใจ นอกจากนี้ปัจจุบันทุกเรื่องเป็นสหวิทยาการ มันต้องมีความรู้จากหลากหลายสาขาวิชาเข้ามาช่วยกัน อย่างงานของผม วิศวกรฝ่ายเดียวคงทำไม่ได้ ต้องอาศัยความรู้ทางด้านเคมี เคมีกายภาพ คุณภาพผลิตภัณฑ์และผลิตผลทางเกษตร จึงจะทำให้งานวิจัยออกมาสมบูรณ์แบบ และมีงานออกถึงผู้ใช้ และเป็นที่ยอมรับได้ว่าผลิตภัณฑ์ดีและใช้งานได้ ดังนั้นข้อสำคัญคือการทำงานเป็นทีม ถ้าจะหวังใช้งานใช้ในภาคอุตสาหกรรมได้ก็คือ จะต้องจับมือกับภาคอุตสาหกรรม ตั้งแต่เริ่มต้นไม่ใช่ให้นักวิจัยทำ และไปนำเสนอสินค้า เพราะไม่อย่างนั้นอุตสาหกรรมอาจจะมองไม่เห็น ถ้าเอกชนมาลงตั้งแต่แรกเขาได้เห็นพร้อมกับนักวิจัย ทำให้เอาไปใช้งานได้ ศ.ดร. สมชาติ กล่าวทิ้งท้าย
ต้องการข้อมูลเพิ่มเติม ติดต่อฝ่ายประชาสัมพันธ์ สกว.
เครื่องอบแห้งแบบฟลูอิไดซ์-เบด (Fluidized Bed Dryer)
ปัญหาที่ทำให้ข้าวมีมูลค่าลดลงก็เนื่องมาจากความชื้นที่ทำความเสียหายให้กับเมล็ดพืช ดังกรณีข้าวเปลือกที่เกษตรกรนำข้าวเปลือกชื้นมากองไว้เป็นเวลาหลายวัน ทำให้อุณหะภูมิในกองข้าวสูงขึ้น ความร้อนนั้นจะทำให้สีของข้าวสารเปลี่ยนจากสีขาวเป็นสีเหลืองภายใน 24-48 ชั่วโมง ศ.ดร.สมชาติ โสภณรณฤทธิ์จึงได้เริ่มวิจัย "เครื่องอบลดความชื้นข้าวแบบฟลูอิไดซ์เบด" เมื่อปี 2535 จุดเด่นของเครื่องนี้นอกจากสามารถลดความชื้นของข้าวเปลือกความชื้นสูงได้อย่างรวดเร็วแล้ว ยังมีกลไกการทำงานที่ง่ายและไม่ซับซ้อนและใช้พลังงานต่ำอีกด้วย
หลักการทำงานของเครื่องนี้คือการนำข้าวที่แยกแกลบและสิ่งเจือปนออกไปแล้ว มาเข้าห้องอบแห้งที่มีการผ่านลมร้อนจากด้านล่างทำให้เมล็ดข้าวลอยขึ้นมา และซึ่งอากาศร้อนภายในห้องจะทำให้ข้าวมีความชื้นลดลงภายใน ๓ นาที เพราะฉะนั้นเครื่องจักรชนิดนี้จึงมีความสามารถสูงมาก รุ่นล่าสุดจะสามารถลดความชื้นได้ถึงชั่วโมงละ ๒๐ ตันข้าวเปลือก (๒๐,๐๐๐ กิโลกรัม) ซึ่งด้วยความสามารถเช่นนี้ "เครื่องอบแห้งแบบฟลูอิไดซ์เบด" จึงได้ผลิตและขายไปแล้วมากว่า 200 เครื่อง ทั้งในและอีกกว่า 10 ประเทศ เช่น เวียดนาม ฟิลิปปินส์ มาเลเซีย เม็กซิโก เป็นต้น นอกจากนี้ทีมนักวิจัยยังสามารถเทคนิคการลดความชื้นแบบฟลูอิดไดซ์-เบด ไปใช้กับการอบแห้งเมล็ดพืชอื่น ๆ ได้อีกด้วย
เตาเผาแกลบแบบไซโคลน (Cyclonic Rice Husk Furnace)
งานวิจัยเรื่องเตาเผาแกลบแบบไซโคลนเป็นงานศึกษาต่อเนื่องจากงานวิจัยการอบแห้งข้าวเปลือกด้วยเทคนิคฟลูอิไดเซชัน ที่ประสบความสำเร็จสามารถประยุกต์ใช้งานในระดับอุตสาหกรรม และผลิตขายได้ทั้งในและต่างประเทศตั้งแต่ต้นปี พ.ศ. 2539
เตาเผาแกลบมีห้องเผาไหม้รูปทรงกระบอก แกลบถูกป้อนเข้าห้องเผาไหม้ด้วยลมในแนวสัมผัสกับผิวทรงกระบอก และเกิดการหมุนในห้องเผาไหม้ ซึ่งแกลบจะไหลหมุนวนลงด้านล่างเตาพร้อมกับเกิดการเผาไหม้ โดยเปลวไฟจะไหลหมุนวนเช่นเดียวกัน แต่มีทิศทางพุ่งขึ้นด้านบนสวนทางกับแกลบ ที่ด้านล่างของเตามีตะแกรงรองรับแกลบและขี้เถ้า และมีชุดใบปาดทำหน้าที่ปาดขี้เถ้าแกลบที่เผาไหม้แล้วออกจากเตาผ่านสกรูลำเลียงขี้เถ้า และยังช่วยให้แกลบเกิดการพลิกตัวเผาไหม้ได้ดีขึ้น ห้องเผาไหม้ในเตาเผามีลักษณะเป็นไซโคลน 2 ชั้น ทำให้ขี้เถ้าไม่ไหลออกไปกับลมร้อน แต่จะไหลหมุนวนตกลงด้านล่างของเตาและถูกสกรูลำเลียงออกโดยอัตโนมัติ อากาศร้อนที่จะเข้าสู่ห้องอบแห้งจะมีอุณหภูมิประมาณ 150 องศาเซลเซียส
จากการทดลองพบว่า ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเตาทั้งระบบเพิ่มขึ้นตามปริมาณอากาศส่วนเกินโดยมีค่าสูงสุดร้อยละ 73 ประสิทธิภาพการเผาไหม้คาร์บอนมีค่าสูงสุดร้อยละ 97 จากการวิเคราะห์ทางเศรษศาสตร์การของใช้เตาเผาแกลบแทนหัวเผาน้ำมันดีเซลพบว่า สามารถคืนทุนได้ภายในระยะเวลา 1200 ชั่วโมงทำการ
|
