CHEM I S TRY การทดลองสร้างภาชนะจาก W a t e r H y a cin t h - Mic r o w a v e ผักตบชวาด้วยคลื่นไมโครเวฟ รายวิชาเคมีเพิ่มเติม (ว33222) ภาคเรียนที่2/2565 โรงเรียนสุรศักดิ์มนตรี โ ค ร ง ง า น วิ ช าเค มี PROJECT CHEM I S TRY PROJECT
โครงงานการทดลอง เรื่อง ผลิตภาชนะจากผักตบชวาด้วยคลื่นไมโครเวฟ ผู้จัดทำ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6/3 เสนอ คุณครูพัชรินทร์ แสนสุข รายงานเล่มนี้เป็นส่วนหนึ่งของรายวิชาเคมีเพิ่มเติม6 ( ว33222 ) ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2565 โรงเรียนสุรศักดิ์มนตรี สำ นักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษากรุงเทพมหานคร เขต 2 1. นางสาวชนาธินาถ ศรีใส 2. นางสาวณัฐชา สมจิตร 3. นางสาวพัชรลดา ดวงทับทิม 4. นางสาวทามิณี สุขสำ ราญ เลขที่ 18 เลขที่ 19 เลขที่ 21 เลขที่ 25
ชื่อเรื่อง โครงงานการทดลองอ เรื่อง ผลิตภาชนะจากผักตบชวาด้วยคลื่นไมโครเวฟ ผู้ศึกษา นางสาวชนาธินาถ ศรีใส นางสาวณัฐชา สมจิตร นางสาวพัชรลดา ดวงทับทิม นางสาวทามิณี สุขสำ ราญ ครูที่ปรึกษา คุณครูพัชรินทร์ แสนสุข รายวิชา เคมีเพิ่มเติม6 (ว33222) ปีการศึกษา 2565 ระดับชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 6 สถานศึกษา โรงเรียนสุรศักดิ์มนตรี การทำ โครงงานครั้งนี้เป็นโครงงานประเภททดลอง มีวัตถุประสงค์การทดลอง เพื่อศึกษาขั้นตอนการเปลี่ยนแปลงใบผักตบชวาให้แปรรูปเป็นภาชนะ เพื่อศึกษาเกี่ยวกับ คลื่นไมโครเวฟ และ เพื่อศึกษาปัญหาของมลพิษที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำ วันและรู้จักการหา แนวทางการลดปัญหาที่เกิดขึ้น ผลการทดลองพบว่าคลื่นไมโครเวฟสามารถนำ ไปอบผักตบชวาให้เป็นภาชนะตามที่ ต้องการได้ และยังช่วยลดปริมาณก๊าซเรือนกระจกที่เกิดขึ้นจากการสร้างภาชนะแบบอื่น อีกทั้งยังช่วยลดปริมาณผักตบชวาในแม่น้ำ ลำ คลองได้อีกด้วย และนอกจา่กผักตบชวาที่ สามารถทำ ให้เป็นภาชนะได้แล้วนั้น ยังมีพืชอีกหลายชนิดที่มีใบหนาและเส้นใยที่แข็งแรง เหมือนผักตบชวาที่สามารถนำ มาผลิตเป็นภาชนะได้เช่นกัน เลขที่ 18 เลขที่ 19 เลขที่ 21 เลขที่ 25 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่6/3 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่6/3 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่6/3 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่6/3 บทคัดย่อ ก
การทดลองครั้งนี้สำ เร็จลุล่วงด้วยดีเพราะได้รับความกรุณาแนะนำ ช่วยเหลือเป็นอย่างดี ยิ่งจาก คุณครูพัชรินทร์ แสนสุข ครูที่ปรึกษากลุ่ม และ คุณครูประจำ กลุ่มสาระการเรียนรู้ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่ได้ให้ยืมสถานที่ในการทดลอง คอยให้คำ ปรึกษา คำ แนะนำ ใน การปรับปรุงแก้ไขการทดลอง และให้ความรู้ในด้านต่างๆ กลุ่มของพวกเรา ขอขอบพระคุณ อย่างยิ่งไว้ ณ โอกาสนี้ กิตติกรรมประกาศ คณะผู้จัดทำ 3 กุมภาพันธ์ 2566 ข
บทคัดย่อ กิตติกรรมประกาศ สารบัญ สารบัญตาราง บทที่ 1 บทนำ 1.1. ที่มาและความสำ คัญของปัญหา 1.2. วัตถุประสงค์การทดลอง 1.3. สมมติฐานของ 1.4. ขอบเขตของ 1.5. ตัวแปรที่ใช้ในการวิจัย 1.6. ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ บทที่ 2 เอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง 2.1. แนวคิดและทฤษฎีของผักตบชวา 2.2. แนวคิดและทฤษฎีของคลื่นไมโครเวฟ 2.3. งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง บทที่ 3 วิธีการดำ เนินงาน 3.1. วัสดุ 3.2. อุปกรณ์ 3.3. วิธีการทดลอง สารบัญ เรื่อง หน้า ก ข ค ง 1 2 2 2 2 3 3 4 5 7 12 15 16 16 16 ค
บทที่ 4 ผลการศึกษาค้นคว้า บทที่ 5 สรุปอภิปรายผลและข้อเสนอแนะ 5.1. อภิปรายผลการทดลอง 5.2. สรุปผลการทดลอง บรรณานุกรม 1.ตารางแสดงผลการทดลองในแต่ละรอบ สารบัญ เรื่อง หน้า สารบัญตาราง เรื่อง หน้า 19 21 22 22 จ 21 ง
บทที่1 บทนำ 1
ในปัจจุบันมีขยะจากธรรมชาติมากมาย ซึ่งหนึ่งในนั้นคือผักตบชวา ที่เป็นปัญหาอย่าง มากในปัจจุบัน ทำ ให้เกิดอุบัติเหตุทางเรือ เกิดน้ำ เน่าเสีย การไหลของน้ำ ที่ไม่ดี เนื่องจาก ปัจจุบันผู้คนใช้จานกระดาษที่ต้องตัดต้นไม้ที่เป็นตัวการสำ คัญในการช่วยกรองอากาศให้สิ่ง มีชีวิตบนโลกและภาชนะรองอาหารที่เป็นพลาสติกใช้แล้วทิ้งในครั้งเดียวทำ ให้เกิดขยะที่ ย่อยสลายยากและใช้เวลานาน ทำ ให้กลุ่มของพวกเราจึงหาวิธีทดลองว่าจะทำ อย่างไรให้ผักตบชวาเหล่านี้ เกิด ประโยชน์ให้มากที่สุดก่อนที่กลายเป็นขยะธรรมชาติ ผู้จัดทำ จึงอยากทดลองว่าผักตบชวา นั้นสามารถนำ มาทำ เป็นภาชนะใส่อาหารได้หรือไม่ และทดลองด้วยการใช้คลื่นไมโครเวฟ เพราะเป็นสิ่งที่บ้านของผู้จัดทำ มีอยู่แล้ว เลยอยากนำ มาทดลอง เพื่ออนาคตจะได้เกิด ประโยชน์ตามที่ตั้งเป้าหมายไว้ อีกทั้งยังเป็นการลดการสร้างก๊าซเรือนกระจกด้วย 1.เพื่อศึกษาขั้นตอนการเปลี่ยนแปลงใบผักตบชวาให้แปรรูปเป็นภาชนะ 2.เพื่อศึกษาเกี่ยวกับคลื่นไมโครเวฟ 3.เพื่อศึกษาปัญหาของมลพิษที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำ วันและรู้จักการหาแนวทางการลดปัญหา ที่เกิดขึ้น ใบผักตบชวาสามารถแปรรูปเป็นจานหรือชามได้ โดยใช้คลื่นไมโครเวฟ ระยะเวลา : ภาคเรียนที่ 2/2565 ตั้งแต่ 1 พฤศจิกายน พ.ศ 2565 ถึง 3 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2566 1. ความเป็นมาและความสำ คัญของปัญหา 2. วัตถุประสงค์การทดลอง 3. สมมติฐานของการทดลอง 4. ขอบเขตของการทดลอง 2
ตัวเเปรต้น : ผักตบชวา , คลื่นไมโครเวฟ ตัวเเปรตาม : ภาชนะที่ได้จากผักตบชวา ตัวเเปรควบคุม : ขนาดของพิมพ์ , กาวแป้งเปียก , น้ำ มัน 5. ตัวแปรที่ใช้ในการทดลอง 1. ผักตบชวาสามารถนำ มาผลิตเป็นภาชนะที่ใช้แล้วทิ้งในครั้งเดียวได้ 2. เข้าใจการแปรสภาพของผักตบชวาเพื่อให้เกิดรูปทรงต่างๆได้ 3.เข้าใจปัญหาของมลพิษที่เกิดขึ้นในชีวิตประจาวันมากขึ้นและรู้จักแนวทางการลด ปัญหาที่เกิดขึ้นได้ 4. ช่วยลดมลพิษที่เกิดจากการผลิตภาชนะใช้แล้วทิ้งในครั้งเดียวได้ 6. ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ 3
บทที่2 เอกสารและงานวิจั วิจั ยที่เกี่ยวข้อง 4
ผักตบชวาเป็นพืชน้ำ ล้มลุกอายุหลายฤดู สามารถอยู่ได้ทุกสภาพน้ำ มีถิ่นกำ เนิดในแถบ ลุ่มน้ำ แอมะซอนในทวีปอเมริกาใต้ มีดอก สีม่วงอ่อน คล้ายช่อดอกกล้วยไม้ และแพร่พันธุ์ได้ อย่างรวดเร็วจนกลายเป็นวัชพืชที่ร้ายแรงในแหล่งน้ำ ทั่วไป มีชื่อเรียกในแต่ละท้องถิ่นดังนี้: ผักปอด, สวะ, ผักโรค, ผักตบชวา, ผักยะวา, ผักอีโยก, ผักป่อง หรือ บัวลอย (พายัพ) 1.1 ประวัติของผักตบชวา ผักตบชวาถูกนำ เข้ามาในประเทศไทยในปี พ.ศ. 2444 ใน สมัยรัชกาลที่ 5 โดยนำ เข้ามาจากเกาะชวาในฐานะเป็นไม้ประดับสวยงาม โดยขณะเสด็จ ประพาสหมู่เกาะอินเดียตะวันออกพร้อมด้วยสมเด็จพระนางเจ้าเสาวภาผ่องศรี พระบรม ราชินีนาถ เมื่อปี พ.ศ. 2439 สมเด็จพระนางเจ้าฯ ได้ทอดพระเนตรเห็นนางกำ นัล ตลอดจน เจ้านายฝ่ายในของสุลต่านเกาะชวาได้ใช้ดอกของพืชชนิดนี้ทัดหู มีความสวยงามของสีม่วง อมฟ้าพร้อมกับมีดอกที่ใหญ่ จึงได้มีรับสั่งให้เก็บผักตบชวาจำ นวน 3 เข่ง เพื่อนำ มาปลูกไว้ ในประเทศไทย พร้อมกับนำ น้ำ จากพื้นถิ่นกลับมาด้วยจำ นวน 10 ปี๊บ เพื่อไม่ให้ผักตบชวา ผิดน้ำ โดยขณะนั้นผักตบชวาก็เพิ่งถูกนำ เข้าไปในเกาะชวาจากเนเธอร์แลนด์เจ้าอาณานิคม โดยแรกเริ่มใส่อ่างดินเลี้ยงไว้หน้าสนามวังสระปทุม ผักตบชวาก็เจริญเติบโตงอกงามอย่าง มากมาย ถึงแม้จะเปลี่ยนน้ำ แล้วก็เติบโตได้ดีจนออกดอกเพียงระยะเวลาแค่ 1 เดือน และได้ ทรงพระราชทานหน่อให้เจ้านายพระองค์อื่นและบรรดาข้าราชบริพารนำ ไปปลูกด้วย เพียง แค่ 6 เดือน ผักตบชวาก็แพร่กระจายพันธุ์จนเต็มวังสระปทุม ต้องนำ ไปปล่อยทิ้งไว้ที่คลอง สามเสนหลังวัง พร้อมกับคลองอื่น ๆ เช่น คลองเปรมประชากร, คลองผดุงกรุงเกษม ใน ระยะแรกประชาชนชาวไทยก็ได้ใช้ดอกของผักตบชวามาทัดหูเพื่อความสวยงามบ้าง แต่หลัง จากนั้นไม่นานก็เสื่อมความนิยมลง เหตุเพราะการแพร่กระจายพันธุ์อย่างรวดเร็ว 1. แนวคิดและทฤษฎีของผักตบชวา 5
1.2 ลักษณะทางพฤกษ์ศาสตร์ ผักตบชวามีลำ ต้นสั้นแตกใบเป็นกอลอยไปตามน้ำ มีไหล ซึ่งเกิดตามซอกใบแล้วเจริญเป็นต้นอ่อนที่ปลายไหล ถ้าน้ำ ตื้นก็จะหยั่งรากลงดิน ใบเป็นใบ เดี่ยวรูปไข่หรือเกือบกลม ก้านใบกลมอวบน้ำ ตรงกลางพองออกภายในเป็นช่องอากาศคล้าย ฟองน้ำ ช่วยให้ลอยน้ำ ได้ ดอกเกิดเป็นช่อที่ปลายยอดมีดอกย่อย 3–25 ดอก สีม่วงอ่อน มี กลีบดอก 6 กลีบ กลีบบนสุดขนาดใหญ่กว่ากลีบอื่น ๆ และมีจุดเหลืองที่กลางกลีบ ขยาย พันธุ์โดยการแยกต้นอ่อนที่ปลายไหลไปปลูก 1.3 ชนิดพันธุ์ต่างถิ่นของผักตบชวา ผักตบชวาจัดเป็นชนิดพันธุ์ต่างถิ่นที่เข้ามาแพร่ ระบาดรุกรานจนก่อให้เกิดความเสียหายต่อระบบนิเวศในประเทศไทย มีการแพร่ขยายพันธุ์ อย่างรวดเร็ว ใน 1 เดือนผักตบชวาเพียง 1 ต้นอาจขยายพันธุ์ได้มากถึง 1,000 ต้น ถึงแม้น้ำ จะแห้งจนต้นตายแต่เมล็ดของมันก็ยังมีชีวิตต่อไปได้นานถึง 15 ปีและทันทีที่เมล็ดได้รับน้ำ ที่ เพียงพอมันก็จะแตกหน่อเป็นต้นใหม่ต่อไป จนกลายเป็นปัญหาทางน้ำ และทวีความรุนแรง จนเป็นปัญหาระดับประเทศ ทำ ให้รัฐบาลต้องเสียงบประมาณในการกำ จัดผักตบชวาจำ นวน มาก ซึ่งไม่เพียงแต่ประเทศไทยเท่านั้น อีกกว่า 50 ประเทศทั่วโลกก็เจอปัญหาเช่นเดียวกัน เว้นแต่ประเทศในแถบยุโรปเท่านั้นที่ปลอดการรบกวน และบริเวณที่ถูกผักตบชวาคุกคาม มากที่สุดคือ ทะเลสาบวิกตอเรีย 1.4 ประโยชน์ของผักตบชวา 1 .การบริโภค ดอกอ่อนและก้านใบอ่อนกินเป็นผักลวกจิ้ม น้ำ พริกหรือทำ แกงส้มใช้เป็นอาหารเลี้ยงสัตว์ เช่นหมู ใช้ทำ ปุ๋ยหมัก ก้านและใบอ่อนนำ มา รับประทานได้ เครื่องจักสานผักตบชวา 2. ด้านสมุนไพร ใช้แก้พิษภายในร่างกาย และขับ ลม ใช้ทาหรือพอกแก้แผลอักเสบ 1. แนวคิดและทฤษฎีของผักตบชวา (ต่อ) 6
ไมโครเวฟ (อังกฤษ: microwave) เป็นคลื่นความถี่วิทยุชนิดหนึ่งที่มีความถี่อยู่ระหว่าง 0.3GHz - 300GHz ส่วนในการใช้งานนั้นส่วนมากนิยมใช้ความถี่ระหว่าง 1GHz - 60GHz เพราะเป็นย่านความถี่ที่สามารถผลิตขึ้นได้ด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ลักษณะของคลื่นวิทยุไมโครเวฟ เช่นเดียวกับลักษณะทั่วไปของคลื่น คลื่นวิทยุไมโครเวฟจะ มีลักษณะดังต่อไปนี้ - เดินทางเป็นเส้นตรง - สามารถหักเหได้ (Refract) - สามารถสะท้อนได้ (Reflect) - สามารถเลี้ยวเบนได้ (Diffract) - สามารถถูกลดทอนเนื่องจากฝน (Attenuate) - สามารถถูกลดทอนเนื่องจากชั้นบรรยากาศ คลื่นไมโครเวฟเป็นคลื่นที่มีย่านความถี่กว้างมาก และเป็นที่นิยมอย่างแพร่หลาย ทั้งงาน ด้านตรวจจับวัตถุเคลื่อนที่ งานสื่อสาร และงานด้านอุตสาหกรรม เป็นต้น การใช้งานคลื่น ไมโครเวฟมีหลากหลายชนิด สามารถแบ่งออกได้ 5 แบบดังนี้ 2. แนวคิดและทฤษฎีของคลื่นไมโครเวฟ 7
1. ระบบเชื่อมต่อสัญญาณในระดับสายตา ใช้ในงานสื่อสารโทรคมนาคมระหว่างจุดหนึ่ง ไปอีกจุดหนึ่ง อย่างเช่น การโทรศัพท์ทางไกล ใช้การส่งผ่านสัญญาณโทรศัพท์จากจุดหนึ่ง ไป ยังสถานีทวนสัญญาณจากจุดหนึ่งและส่งผ่านสัญญาณไปเรื่อยๆ จนถึงปลายทาง และในการ ส่งโทรทัศน์ก็จะทำ การส่งสัญญาณโทรทัศน์จากห้องส่งไปยังเครื่องส่งไมโครเวฟ ส่งไปทางสาย อากาศ และแพร่กระจากคลื่นของโทรทัศน์ของสถานีนั้นๆ ระยะห่างของสถานีสัญญาณจะ เป็นดังนี้ ถ้าความถี่สูงระยะห่างก็จะน้อยแต่ถ้า ความถี่ของคลื่นไมโครเวฟต่ำ ระยะห่างของ สถานีทวนสัญญาณก็จะมาก 2. ระบบเหนือขอบฟ้า ซึ่งเป็นระบบสื่อสารไมโครเวฟที่ใช้ชั้นบรรยากาศห่อหุ้มโลก ชั้น โทรโพสเฟียร์ ช่วยในการสะท้อนและหักเหคลื่นความถี่ไมโครเวฟ ให้ไปถึงปลายทาง ให้ได้ ระยะทางมากขึ้น การสื่อสารไมโครเวฟระบบนี้ไม่ค่อยนิยมใช้งาน ใช้เฉพาะในกรณีจำ เป็นหรือ ฉุกเฉิน เช่น ในเขตที่ไม่สามารถตั้งสถานีทวนสัญญาณได้ ภูมิประเทศที่แห้งแล้งกันดาร เป็น ป่าดงดิบ เป็นน้ำ ขวางกันและเป็นอันตราย เนื่องจากการใช้งานรูปแบบนี้สามารถทำ ได้ใน ระยะทางที่ไกลมาก ดังนั้นในการส่งคลื่นจึงทำ ให้คลื่นมีการ กระจัดกระจายได้ ดังนั้นจึงจำ เป็น ต้องใช้เครื่องส่งที่มีกำ ลังส่งที่สูงและสายอากาศที่รับต้องมีอัตราการขยายสัญญาณที่สูง เช่น เดียวกัน 3 ระบบดาวเทียม เป็นระบบสื่อสารไมโครเวฟที่ใช้สถานีทวนสัญญาณลอยอยู่เหนือพื้น โลกกว่า 30,000 กิโลเมตร โดยการใช้ดาวเทียมทำ หน้าที่เป็นสถานีทวนสัญญาณการใช้ระบบ นี้สามารถทำ การสื่อสารได้ไกลมากๆ ได้ และจะนิยมใช้งานในระบบสื่อสารข้ามประเทศหรือ ข้ามทวีป เป็นระบบสื่อสารไมโครเวฟที่นิยมใช้งานมากอีกระบบหนึ่ง 2. แนวคิดและทฤษฎีของคลื่นไมโครเวฟ (ต่อ) 8
4. ระบบเรดาร์ ระบบเรดาร์นี้เป็นการใช้คลื่นความถี่ไมโครเวฟที่ช่วยในการตรวจจับและ วัดระยะทางของวัตถุต่างๆ ที่อยู่ห่างไกล และวัตถุเคลื่อนที่แบบต่าง ๆ หลักการของระบบ เรดาร์คือจะส่งคลื่นไมโครเวฟออกไปจากสายอากาศในมุมแคบ และเมื่อคลื่นไมโครเวฟนั้น กระทบกับวัตถุจะทำ ให้สะท้อนกลับมาเข้าสายอากาศ นำ สัญญาณที่รับเทียบกับสัญญาณเดิม และจะแปรค่าออกมาเป็นข้อมูลที่ต้องการ 5. ระบบเตาไมโครเวฟ ระบบนี้เป็นการส่งคลื่นไมโครเวฟ ที่มีกำ ลังสูงส่งในพื้นที่แคบๆ ที่ ทำ ด้วยโลหะ คลื่นไมโครเวฟนี้ก็จะสะท้อนโลหะนั้นทำ ให้มีคลื่นไมโครเวฟ กระจัดกระจายอยู่ พื้นที่นั้นสามารถ นำ ไปใช้ในการทำ อาหารได้ สมบัติของคลื่นไมโครเวฟ 1. การสะท้อนกลับ (Reflection) คลื่นไมโครเวฟเมื่อวิ่งกระทบกับวัสดุที่เป็นโลหะหรือ ส่วนที่มีองค์ประกอบของโลหะ คลื่นจะไม่สามารถวิ่งทะลุผ่านโลหะได้ และจะสะท้อนกลับ ทั้งหมด ดังนั้น อาหารที่ถูกหุ้มด้วยภาชนะดังกล่าวจะไม่เกิดการสุก 2. การส่งผ่าน (Tranmission) คลื่นไมโครเวฟเมื่อวิ่งกระทบกับวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ ได้แก่ แก้ว พลาสติก กระดาษ เซรามิก และไม้ เป็นต้น คลื่นจะสามารถทะลุผ่านได้ ดั้งนั้น วัสดุเหล่า นี้จึงนิยมใช้เป็นภาชนะสำ หรับรองหรือห่อหุ้มอาหารเข้าตู้ไมโครเวฟ 3. การดูดซับ (Adsorption) คลื่นไมโครเวฟเมื่อวิ่งกระทบกับวัสดุที่มีน้ำ หรือความชื้น ภายใน คลื่นจะเกิดบางส่วนจะถูกดูดซับเอาไว้ ทำ ให้โมเลกุลของน้ำ ดูดซับพลังงานคลื่น และ เปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนเอาไว้จนเกิดความร้อนตามมา รวมถึงการเคลื่อนที่ของโมเลกุล น้ำ ซึ่งทำ ให้เกิดความร้อนเช่นกัน ทั้งนี้ คลื่นไมโครเวฟหลังถูกดูดซับจะสลายตัวทันที ไม่มีการ ตกค้างในอาหาร 2. แนวคิดและทฤษฎีของคลื่นไมโครเวฟ (ต่อ) 9
ประโยชน์ของคลื่นไมโครเวฟ 1. ใช้ในอุปกรณ์หรือระบบการสื่อสารผ่านดาวเทียม 2. ใช้ในระบบตรวจจับวัตถุทางอากาศ การนำ ร่องทางการบิน การเดินเรือ และยุทโธปกณ์ เคลื่อนที่เรดาร์ 3. ใช้ในทางการแพทย์ สำ หรับการฆ่าเชื้อ หรือการรักษาโดยการใช้ความร้อน โดยความมี ช่วงความยาวคลื่นที่ยาวกว่าคลื่นไมโครเวฟที่ใช้ปรุงอาหารหรือมีความถี่คลื่นน้อยกว่านั่นเอง เพราะการรักษาอาการป่วยของมนุษย์จะต้องใช้ความร้อนในขนาดที่ร่างกายทนได้ ห้ามการใช้ ความร้อนสูง เช่น การรักษาอาการปวดเมื่อยของกล้ามเนื้อหรือข้อ โดยใช้คลื่นไมโครเวฟ ความถี่ต่ำ ที่ให้ความร้อนเพียงอุ่นๆ ส่วนการรักษา และทำ ลายเซลล์มะเร็งในร่างกาย แพทย์จะ ใช้คลื่นไมโครเวฟที่มีความถี่สูงขึ้นมาเล็กน้อย 4. ใช้เป็นแหล่งกระตุ้นให้เกิดความร้อนภายในอาหารหรือใช้ประกอบอาหารให้สุก หรือที่ นิยมเรียกว่า เตาไมโครเวฟ รวมถึง ใช้เป็นแหล่งให้ความร้อนในกระบวนการผลิตทาง อุตสาหกรรม โดยใช้คลื่นความถี่ในช่วง 915 – 2,450 MHz การใช้ไมโครเวฟในกระบวนการแปรรูปอาหารในระดับอุตสาหกรรมครั้งแรก ได้แก่ การ ผลิตมันฝรั่งทอดกรอบซึ่งเกี่ยวข้องกับการทำ แห้ง นอกนี้ ยังใช้ในการทำ แห้งผลิตภัณฑ์ต่างๆ อาจใช้ไมโครเวฟซึ่งมีทั้งระบบธรรมดา และระบบสุญญากาศ โดยนำ ไปช่วยเสริมในระบบการ ทำ แห้งแบบต่างๆ ได้แก่ การทำ แห้งโดยอาศัยแรงดันออสโมติก และทำ แห้งด้วยตู้อบธรรมดา (air drying) หรือนำ ไปเสริมในระบบการทำ แห้งภายใต้สุญญากาศสำ หรับอาหารที่มีองค์ ประกอบที่สลายง่ายเมื่อถูกความร้อน การนำ ไมโครเวฟมาช่วยในการแปรรูป ได้แก่ การทำ แห้งผลิตภัณฑ์อาหารเส้น (Pasta) หอมใหญ่ ขนมเค้กที่ทำ จากข้าว สาหร่าย อาหารขบเคี้ยว และไข่แดงที่ผ่านการทำ ให้สุก 2. แนวคิดและทฤษฎีของคลื่นไมโครเวฟ (ต่อ) 10
คลื่นไมโครเวฟกับผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์ หากร่างกายได้รับคลื่นไมโครเวฟที่มีระดับความเข้มมากๆ เช่น ได้ความความเข้มข้นที่ 100 มิลลิวัตต์/ตารางเซนติเมตร ในระยะเวลานานๆ จะทำ ให้เกิดการเสียดสีกันระหว่าง โมเลกุลของน้ำ โปรตีน หรือไขมัน ขึ้นภายในเซลล์ร่างกาย จนเซลล์ร่างกายเกิดความร้อน และถูกดูดกลืนสะสมเอาไว้ภายในเซลล์หรืออวัยวะ และหากร่างกายไม่สามารถระบายหรือ ถ่ายเทความร้อนให้อยู่ในสภาวะปกติได้ จะทำ ให้เซลล์หรืออวัยวะนั้นเกิดความเสียหาย และหากเกิดในระดับรุนแรงอาจทำ ให้เซลล์ตายได้ ความเสียหายของเซลล์หรือผลข้างเคียง ที่มักเกิดขึ้น ได้แก่ ผลต่อเลนส์ตา ผลต่อเชื้ออสุจิ ผลต่อศีรษะ ผลต่อหัวใจ ผลต่อกระดูก น การถ่ายเทความร้อนของคลื่นไมโครเวฟ ตัวคลื่นไมโครเวฟเองไม่ได้เป็นตัวให้ความร้อน แต่ความร้อนที่เกิดขึ้นในวัสดุนั้นเกิดจาก การดูดซับคลื่นไมโครเวฟแล้วเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน โมเลกุลมีขั้วในผลิตภัณฑ์ อาหารซึ่งก็ คือ น้ำ ส่วนที่เกิดปฏิสัมพันธ์กับคลื่นไมโครเวฟ (interaction) เมื่อน้ำ อยู่ใน สนามไฟฟ้าคลื่นไมโครเวฟ น้ำ จะจัดเรียงตัวให้เป็นไปในทิศทางเดียวกับสนามไฟฟ้าคลื่น ไมโครเวฟ เช่นเดียวกันกับเศษขี้เลื่อยเหล็กที่พยายามจัดเรียงตัวในสนามแม่เหล็ก แต่ เนื่องจากทิศทางของขั้วสนามไฟฟ้าคลื่นไมโครเวฟเปลี่ยนสลับไปมาหลายล้านๆครั้งต่อ วินาที โมเลกุลของน้ำ ซึ่งถูกจำ กัดด้วยพื้นที่เล็กๆในอาหารก็จะเริ่มหมุนในทิศทางหนึ่ง เมื่อ สนามไฟฟ้าสลับขั้วโมเลกุลน้ำ ก็จะหมุนในอีกทิศทางหนึ่งด้วยความถี่สูงเช่นกัน การหมุน สลับกันนี้ทำ ให้เกิดพลังงานจลน์สูงและเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนในที่สุด 2. แนวคิดและทฤษฎีของคลื่นไมโครเวฟ (ต่อ) 11
3. งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง 12 ธเนศ รัตนวิไล และ ชยุต นันทดุสิต (-) การประยุกต์ใช้คลื่นไมโครเวฟอบแห้งส่วน ใหญ่เป็นเตาไมโครเวฟที่ใช้กันในครัวเรือน ซึ่ง ผลวิจัยในการอบไม้ด้วยคลื่นไมโครเวฟนั้น มีข้อดีคือ เวลาที่ใช้ในการอบแห้งนั้นน้อยกว่าการอบไม้ ด้วยเตาอบแบบทั่วไปค่อนข้าง มาก ดังจะเห็นได้จากงานวิจัยเปรียบเทียบคุณสมบัติของไม้สน แคริบเบียนด้วยเตา ไมโครเวฟ ระบบลมร้อนและการอบแบบทั่วไป พบว่า ลมร้อนและเตาอบที่ใช้ กันทั่วไปเกิด การแห้งจากผิวเข้าด้านในเนื้อไม้จึงใช้ระยะเวลาอบนานกว่า แตกต่างกับคลื่น ไมโครเวฟที่ ทําให้ไม้แห้งจากภายในเนื้อไม้ เกิดการแห้งเร็วกว่าและมีต้นทุนถูกกว่าในระยะยาว หลัง ลงทุนในระยะแรก ในขณะที่ข้อเสียของเตาอบไมโครเวฟคือ การลดความแข็งของไม้ลง 60 % แต่อย่างไรก็ตามผลงานวิจัยที่ศึกษาผลกระทบของคลื่นไมโครเวฟต่อความแข็งแรงใน กระบวนการอบไม้ยางพารา เพื่อลดปริมาณความชื้นเหลือ 12% เมื่อทําการอบด้วยกําลัง ไฟฟ้ า 600 และ 1000 วัตต์ อบไม้ขนาด 2.54x3.81x30.48ซม. 3 พบว่า ค่าสมบัติเชิงกล ของไม้ยางพารา ที่ผ่านการอบด้วยคลื่นไมโครเวฟมีค่าสูงกว่าเอกสารอ้างอิง โดยเวลาที่ใช้ ในการอบน้อยลง ประมาณ 3 ชั่วโมง จึงช่วยลดต้นทุนในการอบไม้ อีกทั้งไม้ที่ผ่านการอบ ไม่มีรอยตําหนิหรือมีรูปร่าง บิดเบี้ยวอีกด้วย นอกจากนี้การทดลองเปรียบเทียบเพื่อ หาความแตกต่างการอบแบบทั่วไปและ การอบด้วยเตาไมโครเวฟที่ส่งผลต่อความแข็งของ ไม้ชื่อ Norway spruce ในประเทศนิวซีแลนด์ ภายใต้อุณหภูมิระหว่าง 60 ถึง 110 o C พบว่าการอบด้วยคลื่นไมโครเวฟและการอบแห้งแบบ ทั่วไปๆ จะส่งผลต่อทิศทางของ เส้นใย ความหนาแน่นและอุณหภูมิภายในไม้
3. งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง(ต่อ) 13 บุษบา อู่อรุณ (2557) การศึกษาการลดปริมาณผักตบชวาเพื่อนําไปสร้างธุรกิจ ขนาดย่อมในชุมชน หลวงพรตท่านเลี่ยม เขตลาดกระบัง จังหวัดกรุงเทพมหานคร การ วิจัยนี้เป็นการวิจัยเชิงคุณภาพเป็นการศึกษาการลดปริมาณผักตบชวาเพื่อนําไปสร้างธุรกิจ ขนาดย่อม (SME) เพื่อศึกษาความคิดเห็นของคนใน พื้นที่ต่อแนวทางและความจําเป็ นใน การลดปริมาณผักตบชวาในแม่นํ้าลําคลองในชุมชนหลวงพรตท่านเลี่ยม เขตลาดกระบัง จังหวัดกรุงเทพมหานคร โดยได้ทําแบบสัมภาษณ์เพื่อใช้ในการเก็บข้อมูล จาก ประชากรที่อาศัยอยู่ในเขตลาดกระบัง การวิจัยพบว่ามีบางกลุ่มที่คิดว่าผักตบชวานั้น ไม่ได้เป็นปัญหาหรือสร้างความเดือดร้อนใดๆเลย เนื่องจากบุคคลกลุ่มนี้ไม่ได้อาศัย ประโยชน์จากแม่นํ้าลําคลองเลยและก็ไม่ได้อาศัยอยู่ติดริมคลองด้วย บุคคลกลุ่มนี้จึงถือผัก ตบชวานั้นไม่ได้สร้างปัญหาความเดือดร้อนให้แต่เฉพาะผู้สัญจรทางนํ้าแต่เพียงเท่านั้น ใน ขณะที่อีกกลุ่มหนึ่งกล่าวว่าผักตบชวานั้นสร้างความเดือดร้อนให้แก่เขาเป็นอย่างมาก เนื่องจากกีดขวางแม่นํ้าลําคลองทําให้การสัญจรทางเรือลําบากแล้วนั้น ยังทําให้แม่ลํา คลองเน่าเสีย ด้วยรวมถึงเป็นปัญหาในการทําลายอีกหากมีการนําผักตบชวามาใช้ ประโยชน์คงจะส่งผลดีในหลายๆด้าน
3. งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง(ต่อ) 13 บุษบา อู่อรุณ (2557) การศึกษาการลดปริมาณผักตบชวาเพื่อนําไปสร้างธุรกิจ ขนาดย่อมในชุมชน หลวงพรตท่านเลี่ยม เขตลาดกระบัง จังหวัดกรุงเทพมหานคร การ วิจัยนี้เป็นการวิจัยเชิงคุณภาพเป็นการศึกษาการลดปริมาณผักตบชวาเพื่อนําไปสร้างธุรกิจ ขนาดย่อม (SME) เพื่อศึกษาความคิดเห็นของคนใน พื้นที่ต่อแนวทางและความจําเป็ นใน การลดปริมาณผักตบชวาในแม่นํ้าลําคลองในชุมชนหลวงพรตท่านเลี่ยม เขตลาดกระบัง จังหวัดกรุงเทพมหานคร โดยได้ทําแบบสัมภาษณ์เพื่อใช้ในการเก็บข้อมูล จาก ประชากรที่อาศัยอยู่ในเขตลาดกระบัง การวิจัยพบว่ามีบางกลุ่มที่คิดว่าผักตบชวานั้น ไม่ได้เป็นปัญหาหรือสร้างความเดือดร้อนใดๆเลย เนื่องจากบุคคลกลุ่มนี้ไม่ได้อาศัย ประโยชน์จากแม่นํ้าลําคลองเลยและก็ไม่ได้อาศัยอยู่ติดริมคลองด้วย บุคคลกลุ่มนี้จึงถือผัก ตบชวานั้นไม่ได้สร้างปัญหาความเดือดร้อนให้แต่เฉพาะผู้สัญจรทางนํ้าแต่เพียงเท่านั้น ใน ขณะที่อีกกลุ่มหนึ่งกล่าวว่าผักตบชวานั้นสร้างความเดือดร้อนให้แก่เขาเป็นอย่างมาก เนื่องจากกีดขวางแม่นํ้าลําคลองทําให้การสัญจรทางเรือลําบากแล้วนั้น ยังทําให้แม่ลํา คลองเน่าเสีย ด้วยรวมถึงเป็นปัญหาในการทําลายอีกหากมีการนําผักตบชวามาใช้ ประโยชน์คงจะส่งผลดีในหลายๆด้าน
3. งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง(ต่อ) 14 จรัญ คนแรง และ อัญชณา อุประกูล (2556) การพัฒนาตู้อบแห้งและการรมควัน กำ มะถันผักตบชวาสําหรับชุมชนงานวิจัยนี้เป็นวิจัยเกี่ยวกบตู้อบแห้งและรมควันกำ มะถัน ผักตบชวา สําหรับชุมชนบ้านสาง ต.บ้านสาง อ.เมือง จ.พะเยา โดยวัตถุประสงค์ของงาน วิจัยนี้คือการลดเวลาในการอบแห้งและรมควันกำ มะถันผักตบชวาของชาวบ้าน ชุมชน บ้านสาง โดยผักตบชวาที่อบได้จากเครื่องจะต้องมีคุณลักษณะตรงตามที่ใช้งานระบบ ควบคุมเป็นแบบอัตโนมัติ จะสามารถอบให้ผักตบชวาแห้งและรมควันกามะถันตามที่ ชุมชนต้องการ โดยใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และไมโครคอนโทรลเลอร์เข้ามาควบคุ มการทํางานของเครื่อง ทําให้ควบคุมอุณหภูมิในการอบให้คงที่ได้ และควบคุมเวลาได้ จากผลการวิจัยพบว่า สภาวะที่เหมาะสมในการอบแห้งและรมควันกำ มะถัน คือ การอบ แห้งที่อุณหภูมิในช่วง 70-80 ํC เวลา 4 ชั่ วโมง หลังจากนั้นนําไปรมควันกามะถันที่ อุณหภูมิ 70 ํC เวลา 1 ชั่วโมง
บทที่3 วิธี วิธี การดำ เนินงาน 15
1. ผักตบชวา 2. แป้งมันสำ ปะหลัง 3. น้ำ เปล่า 4. น้ำ มันพืช 1. ไมโครเวฟ 2. แม่พิมพ์ (จานที่จะทำ มาทำ รูปทรงต่างๆ) 3. กรรไกร / มีด 4. ไม้พาย / ช้อน 5. ถ้วย 6. ผ้าขนหนู 1. นำ ผักตบชวามาล้างให้สะอาด และตัดก้านออกทั้งหมด 2. เช็ดผักตบชวาด้วยผ้าขนหนูให้แห้ง 3.3.วิธีการทดลอง 3.2.อุปกรณ์ 3.1.วัสดุ 1 เข่ง 100 กรัม 150 มิลลิลิตร 30 มิลลิลิตร 16
3. นำ แป้งมันสำ ปะหลังผสมกับน้ำ แล้วนำ เข้าไมโคเวฟ และนำ ออกมากวน สลับไป เรื่อยๆจนเป็นสีใส 4. นำ น้ำ มันพืชมาทารอบพิมพ์ทั้งด้านบนและด้านล่าง 5. นำ แป้งมันสำ ปะหลังที่ผสมน้ำ ไวจนเป็นสีใส นำ มาทาบผัก ตบชวาและนำ ผักตบชวา ที่ทาแล้วมาซ้อนทับกันในแม่พิมพ์ 3.3.วิธีการทดลอง (ต่อ) 17
6. นำ พิมพ์ที่มีผักตบชวานำ มาใสในไมโครเวฟแล้วตั้ง ค่าHigh เป็นเวลา 4นาที และ ทำ วนไป2รอบหรือ เรื่อยๆจนกว่าจะเซ็ตตัว 7. นำ ออกมารอให้พิมพ์เย็นตัวลงแล้วนำ ผักตบชวา ที่อบได้ออกมาและตัดแต่งขอบให้ สวยงาม 3.3.วิธีการทดลอง (ต่อ) 18
บทที่4 ผลการทดลอง 19
ตารางผลการทดลอง การอบผักตบชวา 1) การสอบครั้งที่1 2) การสอบครั้งที่2 3) การสอบครั้งที่3 4) การสอบครั้งที่4 ระยะเวลาในการอบ 4 นาที 6 นาที 7 นาที 7 นาที ระดับอุณหภูมิ Medium Medium High High ผลลัพธ์ 1. ผักตบชวาติดจาน เพราะลืมทาน้ำ มันที่จาน 2. ติดจาน เพราะลืมทาน้ำ มมันที่ชามด้านบน 3. ผักตบชวามีรูปร่างเป็น จานแต่บางเกินไป เพราะ วางผักตบชวาไม่หนาพอ 4. ผักตบชวาเป็นรูปร่าง จานตามแม่พิมพ์ได้สำ เร็จ จากการทดลองพบว่าในการอบรอบแรก ระยะเวลาในการอบ 4 นาที ระดับอุณหภูมิ Medium พบว่าผักตบชวาติดกับจาน เนื่องจากไม่ได้ทาน้ำ มันที่แม่พิมพ์ และชามไม่แห้ง การอบรอบที่2 ระยะเวลาในการอบ 6 นาที ระดับอุณหภูมิ Medium พบว่าผักตบชวา ติดแม่พิมพ์ เพราะลืมทาน้ำ มันที่ชามด้านบน และชามไม่แห้ง การอบรอบที่3 ระยะเวลาในการอบ 7 นาที ระดับอุณหภูมิ High พบว่าผักตบชวามีการ ฉีกขาด เนื่องจากผักตบชวามีรูปร่างเป็นจานแต่บางเกินไป เพราะวางผักตบชวาไม่หนาพอ การอบครั้งที่4 (ครั้งสุดท้าย) ระยะเวลาในการอบ 7 นาที ระดับอุณหภูมิ High พบว่าผัก ตบชวาเป็นรูปร่างจานตามแม่พิมพ์ได้สำ เร็จเนื่องจากเอาข้อผิดพลาดรอบก่อนหน้าทั้งหมด มาแก้ไขปรับปรุง 20
บทที่5 สรุปผลการทดลอง 21
จากการทดลองพบว่าในการอบรอบแรก ระยะเวลาในการอบ 4 นาที ระดับอุณหภูมิ Medium พบว่าผักตบชวาติดกับจาน เนื่องจากไม่ได้ทาน้ำ มันที่แม่พิมพ์ และชามไม่แห้ง การอบรอบที่2 ระยะเวลาในการอบ 6 นาที ระดับอุณหภูมิ Medium พบว่าผักตบชวา ติดแม่พิมพ์ เพราะลืมทาน้ำ มันที่ชามด้านบน และชามไม่แห้ง การอบรอบที่3 ระยะเวลาในการอบ 7 นาที ระดับอุณหภูมิ High พบว่าผักตบชวามีการ ฉีกขาด เนื่องจากผักตบชวามีรูปร่างเป็นจานแต่บางเกินไป เพราะวางผักตบชวาไม่หนาพอ การอบครั้งที่4 (ครั้งสุดท้าย) ระยะเวลาในการอบ 7 นาที ระดับอุณหภูมิ High พบว่าผัก ตบชวาเป็นรูปร่างจานตามแม่พิมพ์ได้สำ เร็จเนื่องจากเอาข้อผิดพลาดรอบก่อนหน้าทั้งหมด มาแก้ไขปรับปรุง อภิปรายผลการทดลอง สรุปผลการทดลอง 22 ผลการทดลองพบว่าคลื่นไมโครเวฟสามารถนำ ไปอบผักตบชวาให้เป็นภาชนะตามที่ ต้องการได้ และยังช่วยลดปริมาณก๊าซเรือนกระจกที่เกิดขึ้นจากการสร้างภาชนะแบบอื่น อีกทั้งยังช่วยลดปริมาณผักตบชวาในแม่น้ำ ลำ คลองได้อีกด้วย และนอกจา่กผักตบชวาที่ สามารถทำ ให้เป็นภาชนะได้แล้วนั้น ยังมีพืชอีกหลายชนิดที่มีใบหนาและเส้นใยที่แข็งแรง เหมือนผักตบชวาที่สามารถนำ มาผลิตเป็นภาชนะได้เช่นกัน
บรรณานุกรม กาญจนา งามกาหลง. (2562). ปัญหาจากการใช้ภาชนะครั้งเดียวแล้วทิ้ง . สืบค้น จาก https://www.thai-german-cooperation.info/th/plastic-crisis-time-toreduce-stop-your-use-of-single-use-plastics/ [15 พฤศจิกายน 2565] กาญจนา จันทร์สิงห์. (2563). ผักตบชวา (ออนไลน์). สืบค้นจาก https://arit.kpru.ac.th > local [13 พฤศจิกายน 2565] บริษัท ยูเอซี โกลบอล จำ กัด (มหาชน). (2564). พลังงานแสงอาทิตย์ (ออนไลน์). สืบค้นจาก : https://www.uac.co.th/th/knowledge-sharing/341/solar-energ [14 พฤศจิกายน 2565] จ
CHEM I S TRY การทดลองสร้างภาชนะจาก W a t e r H y a cin t h - Mic r o w a v e ผักตบชวาด้วยคลื่นไมโครเวฟ โ ค ร ง ง า น วิ ช าเค มี PROJECT CHEM I S TRY PROJECT T H A N K Y O U