โครงการพัฒนาและถ่ายทอดเทคโนโลยีด้วยกระบวนการวิศวกรรมเพื่อการสร้างสรรค์คุณค่า (VCE)

ผู้ร่วมโครงการ
ผู้เสนอโครงการ (หัวหน้าโครงการ)  : นายปรีชา  เต็มพร้อม                
ผู้ประกอบการที่ร่วมโครงการ  : นายสาธิต  เตรียมชัยศรี                            
ผู้ประสานงาน  : นางสาวพลอยนพรรณ  รวยพลอย             

ผู้เสนอโครงการ (หัวหน้าโครงการ)  : นายปรีชา  เต็มพร้อม 
ผู้ประกอบการที่ร่วมโครงการ  : นายราชันท์  ฟักเมฆ                       
ผู้ประกอบการที่ใช้งานเครื่องจักร  : นายธีรพงษ์  กาญจนกันติกุล               
ที่ปรึกษาด้านวิชาการ  : ผศ.ดร.สุรวุฒิ ยะนิล
ผู้ประสานงาน  : นายราชันท์ ฟักเมฆ                     

ในปัจจุบันเชื้อเพลิงฟอสซิลหายากและมีราคาที่สูงขึ้น รวมทั้งการตระหนักถึงปัญหาโลกร้อน และมลพิษทางอากาศที่มาจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ทำให้คนหันมาใช้พลังงานทางเลือกและพลังงานธรรมชาติมากขึ้น โดยปัจจุบันมีโรงไฟฟ้าชีวมวลเกิดขึ้นหลายแห่งในประเทศ แต่ก็ต้องประสบกับปัญหาการนำชีวมวลมาใช้ในการผลิตไฟฟ้า แต่เกิดการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ ทำให้ต้องสูญเสียเชื้อเพลิงมากกว่าที่จำเป็น และยังก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศอีกด้วย

          เนื่องจากก๊าซไฮโดรเจนเป็นก๊าซที่มีการเผาไหม้ที่ค่าความร้อนสูง ไฮโดรเจนสามารถเผาไหม้ที่อุณหภูมิถึง 2045° C ในขณะเดียวกันก๊าซมีเทนหรือก๊าซธรรมชาติจะเผาไหม้ที่อุณหภูมิเพียงแค่  1325° C ส่วนชีวมวลจะเผาไหม้ที่อุณหภูมิประมาณ 800° C ขึ้นอยู่กับประเภทของชีวมวลที่นำมาใช้ ดังนั้นไฮโดรเจนจึงเป็นก๊าซที่สามารถใช้ในการผลิตไอน้ำที่ค่าความร้อนสูงกว่าการใช้ชีวมวลและเชื้อเพลิงฟอสซิล จึงได้ทำการเติมไฮโดรเจนเข้าไปผสมกับการเผาไหม้ของชีวมวลในการต้มไอน้ำ ทำให้เกิดการเผาไหม้อย่างสมบูรณ์ ลดการใช้พลังงานและลดมลพิษ เนื่องจากไม่มีการปล่อยสารไฮโดรคาร์บอน คาร์บอนมอนอกไซด์ หรือการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นอันตรายต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม

การระเหยของเหลวด้วยการให้ความร้อนสมัยใหม่หันมาใช้ระบบท่อ Shell and tube เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการแลกเปลี่ยนความร้อน ในของเหลวบางชนิดเมื่อได้รับความร้อนระดับหนึ่งมีการตกผลึก หรือเป็นตะกรัน ทำให้ท่อแลกเปลี่ยนความร้อนเครื่องระเหยข้นแบบแนวนอนอุดตันทำให้ยากต่อการทำงานและซ่อมแซมรักษา ใช้เวลามากในการกลับมาทำงานแต่เครื่องระเหยข้นแบบท่อแนวตั้งใช้หลักการไหลเวียนของของเหลวด้วยความเร็วที่สูงจากที่สูงลงสู่ที่ต่ำและ ไม่ให้ของเหลวระเหยเดือดระหว่างภายในท่อ ทำให้ลดการเกิดภาวะการตกผลึก หรือ ตะกรัน และอุดตันในท่อ ทำให้ไม่ต้องหยุดการทำงานเพื่อซ่อมแซมรักษาและนำพลังงานความร้อนที่ได้จากการระเหยบังคับกลับมาเข้าสู่ระบบหมุนเวียนใหม่เพื่อช่วยการทำความร้อนให้กับระบบ  ซึ่งเป็นการช่วยการประหยัดพลังงานและต้นทุนในการสร้างความร้อนให้น้อยลงโดยใช้การดูดแบบสุญญากาศเข้ามาเป็นตัวดึงความร้อนจากการระเหยกลับเข้ามาสู่ในระบบใหม่อีกครั้ง         

วิกฤตสภาพอากาศ ปัญหาขาดแคลนแรงงาน การผลิตขาดเทคโนโลยีและเครื่องจักรไม่ทันสมัย ภาคการเกษตร ยังติดกับดักกับปัญหา ต้นทุนการผลิตสูง และผลผลิตต่ำ เครื่องจักรที่ทันสมัยราคาสูง ทั้งยังไม่เหมาะสมกับพื้นที่ หากการเกษตรยังไม่พัฒนาต่อ เราจะสูญเสียการแข่งขันกับตลาดโลก

การใช้เครื่องจักรที่ฉลาด เหมาะสมกับพื้นที่ และเทคโนโลยีข้อมูลมาพยากรณ์การผลิตด้วย AI ช่วย จะทำให้แก้ปัญหาดังกล่าวได้ หนูนา หุ่นยนต์ทำนา เป็นการปฏิวัติกระบวนการทำเกษตร ไปสู่การเกษตรแบบแม่นยำ หรือ Smart farming เป็นหนึ่งในนโยบายของรัฐบาลพร้อมส่งเสริม

ปัจจุบัน ระบบ Vision 3D เข้ามามีบทบาทมากขึ้นในอุตสาหกรรม ในการบอกตำแหน่งของชิ้นงาน (กxยxลึก/มุม) และช่วยตัดสินใจให้ Robot หยิบชิ้นงานเรียงลำดับก่อน-หลัง และการวางตำแหน่งมือหยิบในแต่ละครั้งของการหยิบ ระบบ 3D Bin Picking ส่วนใหญ่ยังเป็นการนำเข้าสินค้าสำเร็จรูปจากต่างประเทศ รองรับการทำงานร่วมกับ Robot ยี่ห้อที่เป็นที่รู้จักกันแพร่หลาย เช่น ABB, Mitsubishi ฯลฯ ราคา 3D Bin Picking ค่อนข้างสูง และมีรูปแบบเทคโนโลยีให้เลือกไม่มาก

ในบ้านเรานั้นมะม่วงจัดเป็นผลไม้เศรษฐกิจซึ่งส่งออกเป็นอันดับต้นๆ ของโลกโดยสายพันธุ์หนึ่งที่แพร่หลายมากที่สุดในภาคใต้ของไทยและมีผลผลิตออกมาเป็นจำนวนมากตลอดทั้งปีนั่นคือมะม่วงเบาซึ่งได้มีการนำมาแปรรูปเป็นผลไม้แช่อิ่มและมะม่วงดองซึ่งในกรรมวิธีการทำมะม่วงเบาแช่อิ่มนี้มีขั้นตอนของการเตรียมวัตถุดิบคือการปอกเปลือกและหั่นผ่าครึ่งก่อนที่จะนำไปแช่อิ่มโดยในขั้นตอนนี้ตามโรงงานอุตสาหกรรมอาหารต่าง ๆ หรือ ตามชุมชนทั่วไปที่เลือกที่จะทำมะม่วงแช่อิ่มด้วยตนเองจะอาศัยการใช้แรงงานคนในการปอกเปลือกมะม่วงซึ่งเวลาในการปอกและหั่นผ่าครึ่งแต่ละลูกก็ใช้เวลาพอสมควรหากเป็นมะม่วงดิบในช่วงเวลานี้อัตราค่าจ้างแรงงานก็เริ่มสูงขึ้นพร้อมกับในช่วงนี้ที่เศรษฐกิจไม่ดีผู้ประกอบการส่วนมากก็จะไม่ค่อยเลือกที่จะเพิ่มค่าใช้จ่ายให้กับตนเองตลอดจนเครื่องที่สามารถทำตามขั้นตอนดังกล่าวยังไม่มีการผลิตออกมาโดยตรงทั้งจากนอกและในประเทศดังนั้นด้วยเหตุผลที่กล่าวมานี้จึงคิดที่จะประดิษฐ์ต้นแบบอัตโนมัติที่มุ่งเน้นใช้ในครัวเรือนหรือโรงงานอุตสาหกรรมขนาดเล็กโดยมีราคาของเครื่องที่ไม่สูง

ในงานวิจัยมีระดับปฏิบัติการจำเป็นต้องมีอุปกรณ์หลากหลาย เพื่อรองรับงานวิจัยต่างๆ ด้วยงบประมาณที่จำกัด การซื้อเครื่องจักรหลายๆเครื่องอาจจะไม่ใช่ทางเลือก ดังนั้นการที่เครื่องจักรที่รองรับการทำงานได้หลายรูปแบบในเครื่องเดียวช่วยตอบโจทก์ทางด้านงบประมาณได้

เครื่องอบแห้งแบบแช่เยือกแข็งมัลติฟังก์ชั่นสามารถทำงานหลากหลาย ประกอบไปด้วย  1.การทำเยือกแข็ง 2.การอบในชั้นบรรยากาศ 3.การอบระเหิดภายใต้สุญญากาศ 4.การอบระเหยภายใต้สูญญากาศ ทั้ง4กระบวนการนี้เป็นปฏิบัติการขั้นพื้นฐานในห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่ เครื่องอบแห้งแบบแช่เยือกแข็งมัลติฟังก์ชั่นเป็นระบบอบแห้งวัตถุดิบที่โดยการให้ความร้อนด้วยอินฟาเรดฮีตเตอร์ไฟฟ้าและดูดอากาศออกด้วยระบบสุญญากาศโดยมอรเตอร์ปั้มสุญญากาศ ตัวถังเป็นระบบปิด มีท่อและวาล์วทางออกเข้าสู่ท่อแลกเปลี่ยนความร้อนกับน้ำเย็น มีปั๊มสุญญากาศสำหรับสร้างความดันสุญญากาศภายในระบบ ในการใช้งานอบในชั้นบรรยากาศสามารถเปิดฝาและให้ความร้อนด้วยอินฟาเรดฮีตเตอร์ในส่วนของการอบแรงดันปิดฝาให้เป็นระบบปิดเพื่อสร้างแรงดัน ปั๊มสุญญากาศเปิดใช้งานเมื่อต้องการสร้างความดันสุญญากาศขณะที่ระเหยหรือระเหิดทำให้สามารถระเหยหรือระเหยด้วยอุณหภูมิที่ต่ำกว่า 100 องศาเซลเซียส และการอบแห้ง ไอระเหยจะกลั่นตัวเป็นของเหลวที่ท่อแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีความเย็นด้วยน้ำเย็นที่ไหลเวียนผ่านท่อ

เนื่องด้วยอุตสาหกรรมการผลิตที่เกี่ยวข้องกับระบบการชั่งและบรรจุใส่ถุงบางส่วนต้องพึ่งพาแรงงานต่างด้าว และอีกบางส่วนโรงงานที่มีกำลังการผลิตค่อนข้างสูงก็ต้องนำเข้าเครื่องจักรจากต่างประเทศ และเป็นการพึ่งพาเทคโนโลยีต่างๆ ของต่างประเทศ และยังส่งผลไปถึงเม็ดเงินต่างๆ ที่ไหลออกนอกประเทศ ทั้งค่าวิศวกรรม ค่าวัสดุต่างๆ ที่ต้องเสียให้กับต่างประเทศ เพื่อให้เกิดการพัฒนา ในด้านวิศวกรรมของคนไทย และการสร้างเทคโนโลยีของคนไทย เพื่อนำไปใช้แข่งขันกับเครื่องจักร และเทคโนโลยีจากต่างประเทศ และนำระบบเทคโนโลยี ของคนไทยเข้าไปในโรงงานต่างๆ รวมไปถึงการนำไปใช้เพื่อทดแทนแรงงานต่างด้าวที่กำลังจะขาดแคลนในอนาคตอันใกล้ และเป็นการสร้างงาน สร้างอาชีพให้กับวิศวกร และนักวิจัยคนไทยด้วยเช่นกัน

         ปัจจุบันประเทศไทย เป็นเมืองเกษตรกรรมที่มีผลผลิตทางการเกษตร นอกจากจะมีคุณค่าอาหารที่มีอยู่ในกากใยต่างๆ แล้ว ยังมีคุณค่าและสารอาหารสำคัญที่อยู่ในผลผลิตนั้นๆ เช่น กัญชา ชา กาแฟ สมุนไพร ยาจีน เป็นต้น ซึ่งสามารถแยกออกจากกากใยได้โดยวิธีสกัด โดยปกติแล้วจะทำโดยการใช้น้ำร้อนในหม้อสกัดซึ่งต้องใช้พลังงาน เวลา และน้ำเป็นจำนวนมาก อีกทั้งยังได้สารสกัดในปริมาณน้อย ดังนั้น ในการสกัดสารสำคัญอย่างคุ้มค่านั้นจึงยังเป็นเรื่องยาก เนื่องจากต้นทุนในการสกัดที่สูงและผลผลิตที่ต่ำ ชุดเครื่องจักรสกัดน้ำมันกัญชาระบบสุญญากาศ มีคุณสมบัติในการสกัดสารสำคัญออกจากวัตถุดิบที่เป็นของแข็งโดยใช้แอลกอฮอล์ที่อุณหภูมิต่ำ ซึ่งจะสามารถสกัดสารสำคัญได้การใช้พลังงานค่อนข้างน้อย ซึ่งจากการที่ลูกค้ามาทดสอบ พบว่าช่วยลดต้นทุนและเพิ่มผลผลิตได้เป็นอย่างดี
       ดังนั้น จึงมีความต้องการพัฒนาเครื่องจักรที่สนองความต้องการของลูกค้าในกลุ่มนี้ โดยจะพัฒนาชุดเครื่องจักรสกัดน้ำมันกัญชาระบบสุญญากาศซึ่งจะสามารถลดต้นทุน ลดเวลาและเพิ่มผลผลิตในการผลิตน้ำมันกัญชาโดยการสกัด