ความรู้ / เทคโนโลยี
Thermal Engineering (วิศวกรรมความร้อน) ออกแบบระบบแลกเปลี่ยนความร้อน (Heat Exchange) ให้กระจายความร้อนสม่ำเสมอ ใช้หลักการพาความร้อน (Convection) และสะสมความร้อน (Thermal Storage)
Solar Energy Conversion ใช้แผ่นโพลีคาร์บอเนตใส (Transparent Polycarbonate Sheet) เพื่อรับและกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ ทำให้เกิด Greenhouse Effect ภายในตู้
Hybrid Control System มีระบบควบคุมอุณหภูมิอัตโนมัติ (Automatic Temperature Control) ที่เชื่อมเซนเซอร์กับพัดลมและฮีตเตอร์ เพื่อรักษาอุณหภูมิระหว่าง 40–70°C
Air Circulation Design ใช้พัดลมหมุนเวียนอากาศ (Axial Fan) เพื่อให้ความร้อนกระจายทั่วทั้งตู้ ลดการเกิดจุดร้อนและทำให้วัตถุดิบแห้งสม่ำเสมอ
Food Drying Science อ้างอิงหลักการลดความชื้นสัมพัทธ์ (Relative Humidity) ของอากาศร้อน เพื่อให้ได้ความชื้นปลายทางของผลิตภัณฑ์ ≤ 18% ซึ่งเหมาะกับการเก็บรักษาอาหาร
Appropriate Technology Principle ใช้วัสดุที่หาได้ในประเทศ เช่น เหล็กชุบสังกะสี อะลูมิเนียม และแผ่นโพลีคาร์บอเนต เพื่อให้ซ่อมแซมได้ในชุมชนและราคาต่ำกว่าเครื่องอุตสาหกรรม
ที่มา / จุดมุ่งหมาย / ความต้องการ
กลุ่มมะขามศรีภักดีบ้านซับประสิทธิ์ ผลิตภัณฑ์หลักที่อบแห้งได้แก่ มะขามไร้เมล็ด ระยะเวลาอบต่อรอบ 2–3 ชั่วโมง ผลลัพธ์/ประโยชน์ที่ได้รับ สามารถอบในฤดูฝนได้ต่อเนื่อง ผลิตภัณฑ์มีคุณภาพสูงขึ้นและลดการสูญเสีย
กลุ่มวิสาหกิจชุมชนมะม่วงบ้านโหล่น ผลิตภัณฑ์หลักที่อบแห้งได้แก่ มะม่วงแห้งและผลไม้ท้องถิ่น ระยะเวลาอบต่อรอบ2–3 ชั่วโมง ผลลัพธ์/ประโยชน์ที่ได้รับแปรรูปได้มากขึ้น เพิ่มความสม่ำเสมอของการอบ และยืดอายุการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์ได้ 2 เท่า
จุดเด่น
ตารางที่ 2.1 แสดงศักยภาพเชิงเทคโนโลยีและผลลัพธ์เชิงเศรษฐกิจของเตาอบพลังงานความร้อนร่วม เมื่อเทียบกับระบบอบแห้งทั่วไป
ประเด็นเปรียบเทียบ เตาอบพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วไป เตาอบพลังงานความร้อนร่วม(เทคโนโลยีพร้อมใช้) จุดเด่นเชิงนวัตกรรม
1.แหล่งพลังงาน ใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์เพียงอย่างเดียว ผสานพลังงานแสงอาทิตย์ และลมร้อนจากฮีตเตอร์ไฟฟ้า (Hybrid System) ใช้งานได้ต่อเนื่องทุกฤดูกาล ไม่ขึ้นกับสภาพอากาศ
2.การควบคุมอุณหภูมิและความชื้น ควบคุมไม่ได้ ต้องอาศัยสภาพอากาศ มีระบบควบคุมอัตโนมัติ (Automatic Control System) คุณภาพผลิตภัณฑ์คงที่ สม่ำเสมอ
3.ระยะเวลาอบแห้ง ใช้เวลานาน 2–3 วัน ขึ้นกับแดด ใช้เวลาเพียง 1–1.5 วัน ลดได้กว่า 40% เพิ่มรอบการผลิต เพิ่มรายได้
4.คุณภาพผลิตภัณฑ์ สีซีด ไม่สม่ำเสมอ เสี่ยงเชื้อราและแมลง อบในระบบปิด ปลอดฝุ่น สี กลิ่น รสชาติคงที่ ได้มาตรฐานสินค้าเพื่อจำหน่ายเชิงพาณิชย์
5.การใช้พลังงาน ประหยัดพลังงาน แต่ประสิทธิภาพต่ำในวันที่มีเมฆมาก ใช้พลังงานทดแทนร่วมกับไฟฟ้าอย่างเหมาะสม ลดต้นทุนพลังงานลง 30–50%
6.การบำรุงรักษาและการใช้งาน โครงสร้างง่ายแต่ไม่ยืดหยุ่น ออกแบบให้ถอดประกอบง่าย ใช้วัสดุท้องถิ่นซ่อมได้ ชุมชนสามารถดูแลและผลิตได้เอง
7.ผลกระทบต่อชุมชน ใช้ได้เฉพาะบางช่วงของปี รายได้ไม่สม่ำเสมอ เพิ่มรายได้ชุมชน ≥ 5,000 บาท/ครัวเรือน/เดือน เป็นเครื่องมือสร้างเศรษฐกิจฐานรากอย่างยั่งยืน
ตารางที่ 2.1 แสดงศักยภาพเชิงเทคโนโลยีและผลลัพธ์เชิงเศรษฐกิจของเตาอบพลังงานความร้อนร่วม เมื่อเทียบกับระบบอบแห้งทั่วไป
ประเด็นเปรียบเทียบ เตาอบพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วไป เตาอบพลังงานความร้อนร่วม(เทคโนโลยีพร้อมใช้) จุดเด่นเชิงนวัตกรรม
1.แหล่งพลังงาน ใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์เพียงอย่างเดียว ผสานพลังงานแสงอาทิตย์ และลมร้อนจากฮีตเตอร์ไฟฟ้า (Hybrid System) ใช้งานได้ต่อเนื่องทุกฤดูกาล ไม่ขึ้นกับสภาพอากาศ
2.การควบคุมอุณหภูมิและความชื้น ควบคุมไม่ได้ ต้องอาศัยสภาพอากาศ มีระบบควบคุมอัตโนมัติ (Automatic Control System) คุณภาพผลิตภัณฑ์คงที่ สม่ำเสมอ
3.ระยะเวลาอบแห้ง ใช้เวลานาน 2–3 วัน ขึ้นกับแดด ใช้เวลาเพียง 1–1.5 วัน ลดได้กว่า 40% เพิ่มรอบการผลิต เพิ่มรายได้
4.คุณภาพผลิตภัณฑ์ สีซีด ไม่สม่ำเสมอ เสี่ยงเชื้อราและแมลง อบในระบบปิด ปลอดฝุ่น สี กลิ่น รสชาติคงที่ ได้มาตรฐานสินค้าเพื่อจำหน่ายเชิงพาณิชย์
5.การใช้พลังงาน ประหยัดพลังงาน แต่ประสิทธิภาพต่ำในวันที่มีเมฆมาก ใช้พลังงานทดแทนร่วมกับไฟฟ้าอย่างเหมาะสม ลดต้นทุนพลังงานลง 30–50%
6.การบำรุงรักษาและการใช้งาน โครงสร้างง่ายแต่ไม่ยืดหยุ่น ออกแบบให้ถอดประกอบง่าย ใช้วัสดุท้องถิ่นซ่อมได้ ชุมชนสามารถดูแลและผลิตได้เอง
7.ผลกระทบต่อชุมชน ใช้ได้เฉพาะบางช่วงของปี รายได้ไม่สม่ำเสมอ เพิ่มรายได้ชุมชน ≥ 5,000 บาท/ครัวเรือน/เดือน เป็นเครื่องมือสร้างเศรษฐกิจฐานรากอย่างยั่งยืน
รายละเอียดเพิ่มเติม
ตู้อบพลังงานความร้อนร่วม
(Hybrid Combined Heat Dryer) เป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นเพื่อยกระดับกระบวนการแปรรูปผลิตภัณฑ์ชุมชน
โดยผสานการใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์และระบบลมร้อนจากฮีตเตอร์ไฟฟ้า
เพื่อให้สามารถอบแห้งได้อย่างต่อเนื่องตลอดทั้งปี ไม่จำกัดเฉพาะช่วงที่มีแสงแดด
เครื่องสามารถควบคุมอุณหภูมิและความชื้นได้อย่างแม่นยำด้วยระบบอัตโนมัติ
(Temperature & Humidity Control) ทำให้ผลิตภัณฑ์มีคุณภาพคงที่ ปลอดภัยจากฝุ่นและแมลง
เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์เกษตรและสมุนไพรแปรรูป เช่น ผลไม้แห้ง มะขาม สมุนไพร
ดอกไม้แห้ง ชา ใบเตย กล้วย มะม่วง ฯลฯ เทคโนโลยีนี้ออกแบบให้ใช้วัสดุท้องถิ่นซ่อมบำรุงง่าย
ประหยัดพลังงาน และขยายขนาดได้ตามปริมาณผลผลิต เหมาะกับวิสาหกิจชุมชน กลุ่มแปรรูป
และธุรกิจขนาดย่อมในพื้นที่ชนบท ในการออกแบบและพัฒนาเตาอบมะขามด้วยพลังงานความร้อนร่วม
โดยมีขั้นตอนการดำเนินงาน ดังรายละเอียดต่อไปนี้
<!--[if !supportLists]-->1)กำหนดเกณฑ์ในการการออกแบบและพัฒนาเครื่องจักรในการออกแบบและพัฒนาเตาอบด้วยพลังงานความร้อนร่วมได้ศึกษาแนวทางในการทำงานของเครื่องจักรต่าง
ๆ ที่เกี่ยวข้องและยึดหลักเกณฑ์ดังนี้คือ
1.1 มีเฉพาะส่วนประกอบที่สำคัญในการใช้งาน
1.2มีความแข็งแรงของโครงสร้าง
1.3มีกลไกที่ไม่ซับซ้อน
<!--[if !supportLists]-->1.4ผู้ปฏิบัติงานสามารถใช้งานได้ง่าย
1.5มีการบำรุงรักษาง่าย
<!--[if !supportLists]-->2)รายละเอียดการออกแบบและพัฒนาเตาอบด้วยพลังงานความร้อนร่วม
ในการออกแบบเตาอบด้วยพลังงานความร้อนร่วมมีส่วนประกอบหลัก 4 ส่วน คือ ส่วนรับพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์
ส่วนผลิตความร้อนเสริม ส่วนการอบแห้ง และส่วนปรับสลับระบบการใช้พลังงาน ซึ่งวิธีการออกแบบนั้นจะ
ประยุกต์ใช้ความรู้และหลักการทางวิศวกรรมศาสตร์ เพื่อให้ได้เครื่องต้นแบบ ที่ทำงานได้บรรลุตามวัตถุประสงค์ของงานวิจัย
<!--[if !supportLists]-->3)งานวิจัยนี้ได้เลือกใช้ระบบอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์แบบเรือนกระจกจะมีบทบาทสำคัญที่จะแก้ไขปัญหาเหล่านี้
ได้ ซึ่งมีข้อดีคือ
เมื่อดวงอาทิตย์ส่องผ่านแผ่นโพลีคาร์บอเนตแบบใสเข้าไปภายในจะถูกผลิตภัณฑ์และองค์ประกอบต่างๆภายในเรือนกระจกดูดกลืนรังสีแล้วเปลี่ยนเป็นความร้อน
วัสดุภายในโรงเรือนจะแผ่รังสีอินฟาเรดออกมา แต่ไม่สามารถผ่านกระจกออกมาภายนอกได้
ท้าให้อุณหภูมิในเรือนกระจกสูงขึ้น และถ่ายเทความร้อนให้กับผลิตภัณฑ์ เตาอบแห้งแบบเรือนกระจกจะใช้แผ่นโพลีคาร์บอเนตแทนกระจกเนื่องจากสามารถดัดโค้งได้ง่าย
น้าหนักเบา และแสงอาทิตย์ผ่านได้ดี มีพัดลมระบายอากาศ ซึ่งท้างานด้วยโซล่าเซลล์
หรือไฟบ้าน ท้าให้ผลิตภัณฑ์สะอาดถูกหลักอนามัย
และอายุการเก็บรักษานานขึ้นซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการแปรรูป
เพื่อรองรับการเป็นอุตสาหกรรมขนาดเล็กหรืออุตสาหกรรมในครัวเรือนต่อไป
<!--[if !supportLists]-->4)เตาอบแห้งพลังงานความร้อนร่วม
(Hybrid Combined Heat Dryer) มีส่วนประกอบที่สำคัญดังนี้
1.ส่วนโครงสร้างหลัก
(Main Frame Structure): โครงสร้างของเครื่องเป็นทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าแนวตั้ง
ขนาดประมาณ 60 × 80 × 125 เซนติเมตร
ผลิตจากเหล็กเคลือบ Epoxy ซึ่งช่วยป้องกันสนิมและการกัดกร่อนจากสภาพอากาศภายนอก
เช่น ฝน แดด หรือความชื้น พร้อมติดตั้งล้อเลื่อน 4 มุม
เพื่อความสะดวกในการเคลื่อนย้ายและติดตั้งบริเวณต่าง ๆ
2.ส่วนครอบโปร่งใสด้านบน
(Solar Cover Dome) : ฝาครอบบนของเครื่องออกแบบเป็นรูปโค้งครึ่งวงกลม
ทำจากแผ่นโพลีคาร์บอเนตใส (Polycarbonate Sheet) ซึ่งมีคุณสมบัติในการส่งผ่านและกักเก็บความร้อนได้ดี
ช่วยให้แสงแดดสามารถกระจายเข้าสู่ภายในห้องอบอย่างทั่วถึง
และป้องกันการขังของน้ำฝนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
3.ระบบชั้นวางถาดอบ
(Tray Rack System) :
ภายในเครื่องติดตั้งถาดตะแกรงสแตนเลสจำนวน 5 ถาด ขนาดถาดละ 55 × 65 เซนติเมตร สามารถถอดล้างได้ง่าย ถาดออกแบบให้ระบายความร้อนได้ดี
พร้อมถาดรองน้ำหยดที่ด้านล่าง เพื่อป้องกันของเหลวสะสมภายในตัวเครื่อง
4.ระบบพัดลมหมุนเวียนอากาศ
(Air Circulation System) :
ใช้พัดลมขนาด 12V จำนวน 1 ตัว
ติดตั้งภายในห้องอบเพื่อช่วยหมุนเวียนลมร้อนให้กระจายทั่วทุกชั้น ลดจุดอับ
เพิ่มประสิทธิภาพในการอบแห้ง โดยพัดลมได้รับพลังงานจากแบตเตอรี่แห้ง 12Ah ซึ่งสามารถชาร์จพลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์ได้โดยตรง
5.ระบบพลังงานความร้อนร่วม
(Hybrid Heating System) :
แหล่งพลังงานหลักคือแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 20W ซึ่งใช้ในช่วงที่มีแสงแดดเพียงพอ
และเสริมด้วยฮีตเตอร์ไฟฟ้าขนาด 200W สำหรับช่วงเวลาที่ไม่มีแสงแดด
ระบบสามารถสลับแหล่งพลังงานโดยอัตโนมัติ ทำให้การทำงานต่อเนื่องและมีความเสถียร
6.ระบบควบคุมและความปลอดภัย
(Control and Safety System) :
ใช้ชุดควบคุมแบบดิจิทัลที่สามารถตั้งอุณหภูมิ เวลา
และสั่งการเปิด–ปิดระบบได้อัตโนมัติ พร้อมหน้าจอแสดงสถานะการทำงานของเครื่อง
และค่าการวัดอุณหภูมิแบบเรียลไทม์
การเดินสายไฟภายในเครื่องออกแบบโดยคำนึงถึงความปลอดภัย
มีฉนวนกันความร้อนและความชื้น พร้อมหัวต่อมาตรฐาน
เงื่อนไขการใช้งาน
ปัญหา (Pain Points)
-
ไม่สามารถผลิตได้ทั้งปีเนื่องจากสภาพอากาศ ทำให้เสียโอกาสทางตลาด สำคัญ-
ประโยชน์ (Gain Points)
รายละเอียดกลุ่มเป้าหมาย
| ปีงบฯ | ชื่อแหล่งทุน | ประเภท |
|---|---|---|
| 2568 | หน่วยบริหารและจัดการทุนด้านการพัฒนาระดับพื้นที่ | วิจัย |
| 2568 | มหาวิทยาลัยราชภัฏอุตรดิตถ์ | วิจัย |
| 2567 | หน่วยบริหารและจัดการทุนด้านการพัฒนาระดับพื้นที่ | วิจัย |
ROI (Economic)
SROI (Social)
ผลลัพธ์ (Outcomes)
- วิสาหกิจกลุ่มแปรรูปผลไม้บ้านเสี้ยว ลดเวลาอบจาก 1–2 วัน เหลือ 2–3 ชม. ผลิตภัณฑ์สะอาด สีสวย ไม่ขึ้นรา รายได้เพิ่ม ≥ 5,000 บ./เดือน 100.00 กิโลกรัม
- กลุ่มมะขามศรีภักดีบ้านซับประสิทธิ์ สามารถอบในฤดูฝนได้ต่อเนื่อง ผลิตภัณฑ์มีคุณภาพสูงขึ้นและลดการสูญเสีย 50.00 กิโลกรัม
- กลุ่มวิสาหกิจชุมชนมะม่วงบ้านโหล่น แปรรูปได้มากขึ้น เพิ่มความสม่ำเสมอของการอบ และยืดอายุการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์ได้ 2 เท่า 10.00 กิโลกรัม
ผลกระทบ (Impacts)
- ด้านสังคม เกิดรูปแบบการบริหารจัดการผลงานวิจัยและผลงานประดิษฐ์คิดค้นไปขยายผลสู่การปฏิบัติและกลุ่มเป้าหมายผู้ใช้ประโยชน์อย่างยั่งยืนและครบวงจรรวมทั้งสามารถสนองปัญหาและความต้องการของท้องถิ่นอย่างเป็นระบบ 2. ก่อให้เกิดการขยายผล/ต่อยอด/สร้างงานด้านการวิจัยและ 0.00 -
- ด้านนโยบาย เกิดแผนงานที่มีประสิทธิภาพที่สามารถนำไปสู่การขับเคลื่อนเพื่อผลักดันนโยบายระดับพื้นที่ด้านการส่งเสริมการเพิ่มมูลค่ามะขามเป็นวาระการพัฒนาระดับจังหวัด ที่สามารถเป็นต้นแบบของการขยายผลสู่การขับเคลื่อนนโยบายในระดับประเทศ เกิดนโยบายส่งเสริมการพัฒนาเกษ 0.00 -
- ด้านเศรษฐกิจ ผู้ประกอบการอุตสาหกรรมขนาดกลางและขนาดย่อม (SMEs) ผู้ผลิตปลูกและแปรรูปมะขามหวานในพื้นที่จังหวัดอุตรดิตถ์ มีช่องทางที่จะสามารถเข้าถึงและใช้ประโยชน์จากผลงานวิจัยหรือสิ่งประดิษฐ์ที่สร้างสรรค์ขึ้นอันเกี่ยวกับเทคโนโลยีการอบไม้สักที่มีประสิทธิภาพ 2 0.00 -
