รปู ที่ 14 กราฟเปรยี บเทยี บท่ี 35 องศาเซลเซยี ส 5. สรปุ
กราฟแสดงผลเปรยี บเทยี บการความช้นื ก่อนการ สรุปผลการวจิ ยั ตู้อบแห้งเส้นไหมแบบอัตโนมตั ิ
อบและหลงั การอบเสน้ ไหม 5 ช่วงเวลา 2, 4, 6, 8 และ ดว้ ยสมองกลฝังตวั สามารถลดความช้นื ของเสน้ ไหม
10 นาที ทอ่ี ณุ หภูมิ 40 องศาเซลเซยี ส ดงั รปู ท่ี 15 ลงได้ มปี ระสทิ ธภิ าพลดความช้นื ลงรอ้ ยละ 16 ในช่วง
อุณหภูมิ 35 และรอ้ ยละ 18 ในช่วงอุณหภูมิ 40 องศา
เซลเซยี ส ทช่ี ่วงเวลา 2 – 10 นาที ความแตกต่างของ
ความช้ืนก่อนและหลังการอบจะมีค่ามากหรือน้อย
ขน้ึ อยกู่ บั การเพม่ิ หรอื ลดอุณหภูมแิ ละระยะเวลาในการ
อบ การอบเสน้ ไหมทอ่ี ุณหภูมสิ ูงกบั เวลาทน่ี านเกนิ ไป
จะทาใหเ้ สน้ ไหมแหง้ และแขง็ แนวทางพฒั นางานวจิ ยั
ต่อไปในอนาคต เน่ืองจากการวิจัยครัง้ น้ีเป็ นการ
มุ่งเน้นหาประสทิ ธภิ าพการทางานของเคร่อื งอบเสน้
ไหมแบบอัตโนมัติด้วยสมองกลฝั งตัวในการลด
ความชน้ื ดงั นัน้ งานวจิ ยั ในครงั้ ถดั ไปจะเป็นการหาค่า
ความเหมาะสมของอุณหภูมิ ความช้นื และเวลาท่ที า
ใหเ้ สน้ ไหมทม่ี หี ลากหลายในประเทศใหม้ คี ุณภาพและ
มาตรฐาน รวมถึงการพฒั นาระบบควบคุมอตั โนมตั ิ
ด้วยสมองกลฝังตัวเป็ นแบบไร้สายเพ่ือรองรับกับ
เทคโนโลยใี หม่ ๆ ในอนาคต
รปู ท่ี 15 กราฟเปรยี บเทยี บท่ี 40 องศาเซลเซยี ส 6. กิตติกรรมประกาศ
คณะผู้วิจัยขอขอบคุณ สถาบันวิจัยและพฒั นา
4. การอภิปรายผล
ผลการวิจยั พบว่าการอบเส้นไหมด้วยเคร่ืองอบเส้น มหาวิทยาลยั ราชภัฏพระนคร และสาขาเทคโนโลยี
แห้งเส้นไหมแบบอัตโนมัติด้วยสมองกลฝั งตัวท่ี วิศวกรรมไฟฟ้ า คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม
อุณหภูมิ 35 องศาเซลเซยี ส ทช่ี ่วงเวลาอบ 2, 4, 6, 8 ม ห า วิท ย า ลัย ร า ช ภัฏ พ ร ะ น ค ร ท่ีใ ห้ ก า ร ส นั บ ส นุ น
และ 10 นาที ปริมาณความช้ืนลดลงร้อยละ 1.84, งานวจิ ยั ในครงั้ น้ี
3.15, 3.54, 5.28 และ 6.94ตามลาดบั และท่อี ุณหภูมิ
40 องศาเซลเซียส ช่วงเวลาอบ 2, 4, 6, 8 และ 10 7. เอกสารอ้างอิง
นาที ปรมิ าณความชน้ื ลดลงรอ้ ยละ 1.91, 3.29 , 3.52, [1] จิราวุธ วารินทร์. Arduino Uno พ้ืนฐานสาหรับ
6.20 และ 7.94 ตามลาดบั งาน IOT. รไี ววา่ : กรุงเทพฯ; 2561.
[2] จารูญ ตันติพิศาลกุล. การออกแบบช้ินส่วน
เคร่อื งจกั รกล 1. เมด็ ทรายพรน้ิ ตง้ิ : กรุงเทพฯ; 2540.
[3] ดอนสนั ปงผาบ. ภาษาซีและ Arduino.สมาคม
สง่ เสรมิ เทคโนโลยี (ไทย – ญป่ี ุ่น):กรงุ เทพฯ; 2560.
24
[4] ไชยนั ต์ สุวรรณชวี ะศริ .ิ วศิ วกรรมควบคุม 1.ศูนย์ [13] Phumiphat K, Chatchawarn M, Sathaporn D.
ผลติ ตาราเรยี น มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยพี ระจอมเกลา้ Design and Development of Embedded System for
พระนครเหนือ:กรุงเทพฯ; 2562. Greenhouse of Cantaloupe Cucumis melo
[5] Sitthiphon S, Cherdpong C, Juckamas Cultivation. Journal of Industrial Technology Ubon
L.Designing of the small mixed-flow dryer and Ratchathani Rajabhat University. 2018;8(2):65-77
studying of hot air distributions. Engineering and [14] Narongdech K. Performance Improvement for
Applied Science Research. 2022; 49:81-87. a Drying Process of Durian Partical Board using
[6] Ravitep Musikapan. Development of Natural Hot Air Oven with Embedded System and Image
Dye Shades from Colored Hol Silk Wisdom to processing. Farm Engineering and Automation
Expand the Silk Textile Product Innovation of the Technology Journal.2015;1(1):23-32
Termtem Studio Brand. Journal of Fine Arts,
Chiang Mai University.2021;12:207-238
[7] Jafari A, Zare D. Ultrasound-assisted fluidized
bed drying of paddy: energy consumption and rice
quality aspects. DryTech.2017;35(7):893-902.
[8] Sringak C, Ratchaphon S, Thana R.
Mathematical model of a counter-flow rotary dryer
for automation control a case study in a granulated
organic fertilizer drying process in a chicken farm.
KKU Engineering Journal. 2012; 39(3):229-240
[9] Prakornchai P, Chaiporn A. The Maximum
Power Point Tracking from Solar Cell Panel using
Pulse Width Modulation Controlled by
Microcontroller. Engineering Journal of Siam
University.2020;21(1):67-78
[10] Tanom K, Wijak S.The Development of
Electrical Energy Monitoring with Embedded
System. CUAST Journal.2020;9(3):161-169
[11] Surin N, Sasiwan I, Puvadol W, Nuttavut H.
Small Rice Milling Machine for Using in Household
Controlled by Arduino Uno R3. Journal of
Engineering, RMUTT.2020;18(1):143-152
[12] Chokcharat R, Weramat P, Warayut K. Lemon
Sorting Machine using Embedded System, RMUTL
Engineering Journal.2019;4(1):16-24
25
รหสั บทความ : AMA04
วิธีเชิงพนั ธกุ รรมเพื่อหาพารามิเตอรท์ ี่เหมาะสมของแบบจาลองการอบแห้งขา้ วเปลอื ก
ด้วยเครือ่ งอบแห้งแบบเป่ าพน่ หล่นอิสระ
Genetic Algorithm to Determine Optimal Parameters of Paddy Drying Models with
Spouted Free-Fall Bed Dryer
ศวิ กร ศรธี ญั ญากร1 ทวศี ลิ ป์ เลก็ ประดษิ ฐ1์ และ พรสวรรค์ ทองใบ1*
1 สาขาวศิ วกรรมเคร่อื งกล คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน นครราชสมี า
ถ.สุรนารายณ์ ต.ในเมอื ง อ.เมอื ง จ.นครราชสมี า 30000
*ตดิ ต่อ: [email protected], 093-5759199
บทคดั ย่อ
วธิ ขี นั้ ตอนเชงิ พนั ธุกรรม (Genetic Algorithm) เป็นวธิ ที ่เี ลยี นแบบการคดั เลอื กสงิ่ มีชวี ติ และการววิ ฒั นาการทาง
พนั ธกุ รรมตามธรรมชาติ ซง่ึ ถกู นามาใชง้ านอย่างกวา้ งขวางสาหรบั การหาคา่ เหมาะสมเพอ่ื แกป้ ัญหาต่างๆ งานวจิ ยั
น้ีจงึ นาวธิ ขี นั้ ตอนเชงิ พนั ธกุ รรมมาประยกุ ตใ์ ช้ เพ่อื หาค่าพารามเิ ตอรท์ เ่ี หมาะสมสาหรบั แบบจาลองการอบแหง้ แบบ
ชนั้ บางของการอบแหง้ ขา้ วเปลอื กดว้ ยเคร่อื งอบแหง้ แบบเป่าพน่ หล่นอสิ ระ ซ่งึ ทาการอบแหง้ ขา้ วเปลอื กทอ่ี ุณหภูมิ
อากาศอบแหง้ 60, 80, 100 และ 120°C ความช้นื ขา้ วเปลอื กเรม่ิ ต้นประมาณ 25 เปอรเ์ ซน็ ต์มาตรฐานเปียก (%
w.b.) และความช้นื ขา้ วเปลอื กสุดทา้ ยประมาณ 14% w.b. โดยใชก้ ารวเิ คราะห์ขอ้ มลู ทางสถิตเิ พ่อื หาแบบจาลอง
การอบแห้งท่ีเหมาะสมจากทงั้ 7 แบบจาลอง โดยพจิ ารณาค่ารากท่ีสองของความคลาดเคล่ือนกาลังสองเฉล่ีย
(RMSE) ให้มีค่าน้อยท่ีสุด และค่าสัมประสิทธิส์ หสมั พันธ์ (r) ให้มีค่าสูงสุด ผลการจาลองด้วยวิธีขนั้ ตอนเชิง
พนั ธุกรรมพบวา่ แบบจาลองของ Midilli et al. มคี วามแมน่ ยาสดุ ในการทานายผลของอตั ราสว่ นความชน้ื
คาหลกั : แบบจาลองการอบแหง้ ชนั้ บาง; การหาคา่ เหมาะสม; ขนั้ ตอนเชงิ พนั ธุกรรม; อบแหง้ ขา้ วเปลอื ก
Abstract
A Genetic Algorithm is a method that mimics the natural selection and evolution of organisms. It is widely
used for optimization to solve problems. This research aims to apply the genetic algorithm method to
determine suitable parameters for the thin-layer drying model of paddy drying using the spouted free-fall
bed dryer. Paddy was dried at air drying temperatures of 60, 80, 100, and 120 °C, the initial moisture
content of paddy was approximately 25%wet basis, and the final moisture content was approximately
14%wet basis. Using statistical analysis, the best fitting of the 7 drying models was simulated taking the
square root of mean square error (RMSE) to a minimum and the correlation coefficient (r) to the
maximum. The results of the simulations using the genomic algorithm showed that the Midilli et al. model
was the most accurate in predicting the experimental results of moisture ratio.
Keywords: Thin layer; Optimization; Genetic Algorithm; Paddy drying
27
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
1. บทนา พารามเิ ตอร์ของแบบจาลอง ซ่ึงถอื เป็นปัญหาการหา
ค่าเหมาะสม (optimization problem) แต่มักประสบ
ขา้ วเป็นพชื เศรษฐกจิ ท่สี าคญั ของไทย รวมถงึ ยงั กบั ปัญหากรณีท่ีแบบจาลองมีความซบั ซ้อนในเร่อื ง
เป็นอาหารหลักท่ีสาคญั ของประชากร ขา้ วหลงั การ ค่าคงท่ีพารามิเตอร์ท่ีได้ ยังไม่ใช่คาตอบท่ีแท้จริง
เกบ็ เก่ยี วมกั มีความช้นื สูงประมาณ 25-30% w.b. จงึ (global optimum) แ ต่ เป็ น ค า ต อ บ แ บ บ ว งแ ค บ
จาเป็นต้องลดความชน้ื ลง เพ่อื ป้องกนั การเน่าเสยี และ เฉพาะถิ่น (local optimum) ขัน้ ตอนเชิงพันธุกรรม
ยดื อายุการเก็บรกั ษา เหลอื ความช้นื ในช่วง 14-15% (genetic algorithm) เป็นวธิ กี ารคน้ หาคาตอบทด่ี ที ่สี ุด
w.b. [1] การลดความช้ืนขา้ วเปลอื กด้วยการตากแห้ง โดยใช้การเลยี นแบบการคดั เลือกโดยธรรมชาติและ
บนลานต่างๆ มีต้นทุนต่าเพราะใช้พลังงานจาก ป ฏิบัติการท างส าย พัน ธุ์ เป็ น การคาน วณ ท่ีมี
แสงอาทิตย์ แต่มกั มีปัญหาจากสภาพภูมิอากาศ ใช้ ววิ ฒั นาการอย่ใู นขนั้ ตอนของการคน้ หาคาตอบ ซ่งึ ถอื
เวลาอบแห้งนาน ใช้แรงงานและพ้นื ท่อี บแห้งมาก มี เป็นวิธีหน่ึงในกลุ่มของการคานวณเชิงวิวฒั นาการ
การปนเป้ือนฝุ่นและสง่ิ เจอื ปนต่างๆ ท่ไี ม่อาจควบคุม โดยถูกนาไปประยุกตใ์ ชเ้ ป็นเคร่อื งมอื ในการแกป้ ัญหา
ได้ การใชเ้ ครอ่ื งอบแหง้ เชงิ กลจงึ แกป้ ัญหาดงั กล่าวได้ ค่าเหมาะสมทส่ี ุดทห่ี ลากหลายและเป็นทย่ี อมรบั อย่าง
ปั จ จุ บัน มีเค ร่ืองอบ แ ห้งห ล า ยรูป แ บ บ ท่ีนิ ยม ใน เชิง กวา้ งขวาง
พาณิชย์ เช่น เคร่ืองอบแห้งฟลูอิไดซ์เบด เคร่ือง
อบแห้งแบบไหลคลุกเคล้า (LSU) ซ่ึงเคร่อื งอบแห้ง งานวจิ ยั ในน้ีมวี ตั ถุประสงค์เพ่อื ศกึ ษาวธิ ขี ัน้ ตอน
เหล่าน้ีมักใช้โดยอากาศเป็ นตัวกลางในการถ่ายเท เชงิ พนั ธุกรรมเพ่ือหาค่าพารามเิ ตอร์ท่เี หมาะสมท่สี ุด
ความรอ้ น สาหรบั เคร่อื งอบแหง้ แบบเป่ าพ่นเป็นหน่ึง โดยใช้แบบจาลองการอบแห้งชนั้ บางแบบเอมพริ คิ ลั
ในเคร่อื งอบแห้งท่ีถูกพฒั นาข้ึนเพ่อื ลดขอ้ จากดั ของ ของการอบแห้งขา้ วเปลอื กด้วยเคร่อื งอบแห้งเป่ าพ่น
เคร่อื งอบแห้งฟลูอไิ ดซ์เบด สามารถอบแห้งวสั ดุท่ไี ว หล่นอสิ ระ เพ่อื ทานายผลของอตั ราส่วนความช้นื ของ
ต่อความร้อนสูงได้ดีโดยเฉพาะผลิตภัณ ฑ์ทาง การอบแห้ง ภายใต้เง่อื นไขอิทธิพลอุณหภูมิอากาศ
การเกษตรและใชพ้ ลงั งานค่อนข้างต่า จงึ ถูกนาไปใช้ อบแหง้ 60-120 °C โดยขอ้ มูลการทดลองถูกนาไปใช้
ในอตุ สาหกรรมหลายประเภท [1-2] สอบเทียบแบบจาลองการอบแห้งชัน้ บางท่ีนิยมใช้
แพ ร่หลาย 7 แบบจาลอง เพ่ือสามารถเลือกใช้
การทดลองเพอ่ื หาแนวทางการอบแหง้ ทเ่ี หมาะสม แบบจาลองทเ่ี หมาะสม ดว้ ยการวเิ คราะหเ์ ชงิ สถติ ิ โดย
นัน้ ค่อนขา้ งใชเ้ วลาและค่าใช้จ่ายมาก นอกจากน้ีวสั ดุ พจิ ารณาจากค่ารากทส่ี องของความคลาดเคล่อื นกาลงั
ทางชวี ภาพอย่างเช่น ขา้ ว มกี ระบวนการแพร่และการ สองเฉลย่ี (RMSE) และคา่ สมั ประสทิ ธสิ์ หสมั พนั ธ์ (r)
ระเหยน้าภายในเมล็ดท่ีซบั ซ้อน เช่น การไหลแบบ
โมเลกุลอสิ ระ การดูดซึมดว้ ยระบบคาปีลารี การแพร่ 2. การทดลองอบแห้ง
ของน้าในสภาพของเหลวและไอ เป็นต้น ดงั นัน้ การ
สร้างสมการทานายความช้ืนโดยใช้แบบจาลองการ อบแหง้ ขา้ วเปลอื กทไ่ี ดห้ ลงั จากการเกบ็ เก่ยี วทถ่ี ูก
อบแหง้ ชนั้ บางจงึ นิยมกนั อย่างแพร่หลาย [3] เช่น การ เกบ็ รกั ษาท่ีอุณหภูมิ 5ºC ความช้นื ขา้ วเปลอื กเรม่ิ ต้น
อบแห้งถัว่ และเมล็ด [5] การอบแห้งข้าวโดยการ ประมาณ 25 % w.b. โดยใชเ้ คร่อื งอบแหง้ แบบเป่าพ่น
วิเคราะห์เชิงอุณหภูมิความร้อน [7] การอบแห้งใบ หล่นอสิ ระ ดงั ผงั ในรปู ท่ี 1 โดยมสี ว่ นประกอบหลกั อยู่
ตะไคร้ [8] โดยใช้ข้อมูลอัตราส่วนความช้ืนท่ีได้จาก 5 ส่วน คือ (1) พัดลม ขนาด 2.2 kW ติดตัง้ ระบบ
การทดลองอบแห้ง เปรยี บเทยี บกบั ผลการจาลองซ่ึง ควบ คุมแบบ ป้ อนกลับ เพ่ือให้คว ามเร็วลมร้อนคงท่ี
ส่ ว น ให ญ่ มัก ใช้ โป ร แ ก ร ม ท า ง ส ถิ ติ เพ่ือ ห า ค่ า ค ง ท่ี โดยวดั อตั ราการไหลผ่านความดนั ตกคร่อมแผ่นออริ
28
ฟิส (2) ชุดเคร่อื งทาความร้อน ขนาด 4 kW ใช้เพ่ิม แบบจาลอง ซง่ึ จะถูกคดั เลอื กและปรบั แปลงพนั ธุกรรม
อุณหภูมิอากาศท่ีเข้าสู่ระบบด้วยชุดควบคุมและวดั ทเ่ี รยี กว่า ปฏบิ ตั ิการทางสายพนั ธุ์ จนได้คาตอบของ
อุณหภูมิด้วยหวั วดั ชนิด K (3) ห้องอบแห้งเส้นผ่าน ปัญหาท่ดี ีข้นึ จากรุ่นหน่ึงไปสู่รุ่นหน่ึง ท่เี รยี กว่าเป็น
ศูนย์กลาง 30 cm (4) ท่อเป่ าพ่น (5)ตะแกรงคลุมมุ้ง การววิ ฒั นาการ ทาให้ผลของแบบจาลองและผลการ
ลวดสูงจากห้องอบแห้ง 270 cm โดยใช้เง่อื นไขการ ทดลองมคี ่าใกลเ้ คยี งกนั มากขน้ึ โดยวฏั จกั รของวธิ เี ชงิ
ทดลองคืออุณหภูมิอากาศอบแห้ง 60, 80, 100 และ พนั ธุกรรมประกอบด้วย 3 กระบวนการท่ีสาคญั คือ
120ºC อบ แห้งจน ความ ช้ืน ข้าวเป ลือกสุด ท้าย การคดั เลือกสายพนั ธุ์ ปฏิบตั ิการทางสายพันธุ์ และ
ประมาณ 14% w.b. การแทนท่ี [9] ดงั รปู ท่ี 2
รปู ท่ี 2 วฏั จกั รของขนั้ ตอนวธิ เี ชงิ พนั ธุกรรม (ทม่ี า:
[9])
รปู ท่ี 1 ผงั เคร่อื งอบแหง้ ขา้ วเปลอื กแบบเป่าพ่นหล่น 1. การคดั เลอื กสายพนั ธุ์ (selection) คอื ขนั้ ตอน
อสิ ระ ในการคดั เลอื กประชากรทด่ี ใี นระบบไปเป็นต้นกาเนิด
สายพนั ธเุ์ พอ่ื ใหก้ าเนิดลูกหลานในรนุ่ ถดั ไป
2. วิธีเชิงพนั ธกุ รรม
การคน้ หาคาตอบซง่ึ เป็นค่าเหมาะสมทส่ี ุดดว้ ยวธิ ี 2. ปฏิบัติการทางสายพนั ธุ์ (genetic operation)
คอื กรรมวิธีการเปล่ียนแปลงโครโมโซมด้วย วธิ ีการ
เชงิ พนั ธุกรรม ซ่ึงใช้การเลียนแบบการคดั เลือกโดย ทางสายพันธุ์เป็นขนั้ ตอนการสร้างลูก หลาน ซ่ึงได้
ธรรมชาติและปฏิบัติการทางสายพันธุ์ เพ่ือให้ได้ จากการรวมพนั ธุ์ของต้นกาเนิดสายพันธุ์ เพ่อื ให้ได้
ลูกหลานท่มี ลี ักษณะเหมาะสมหรอื คาตอบท่ีต้องการ ลูกหลานทม่ี สี ว่ นผสมผสานมาจากพ่อแม่ หรอื ไดจ้ าก
สาหรบั โจทยป์ ัญหาแบบจาลองการอบแหง้ ชนั้ บาง ซ่งึ การแปรผนั ยนื ของพ่อแม่เพ่อื ใหไ้ ดล้ ูกหลานสายพนั ธ์
ใช้ผลการทดลองอบแห้งเปรยี บเทียบกบั ผลท่ีได้จาก ใหม่เกดิ ขน้ึ
การใช้แบบจาลองการอบแห้ง โดยใช้ค่าฟั งก์ชัน
วตั ถุประสงคเ์ ป็นค่าความคลาดเคล่อื นกาลงั สองเฉล่ยี 3) การแทนท่ี (Replacement) คือขัน้ ตอนการ
โดยกระบวนการของขนั้ ตอนวธิ เี ชงิ พนั ธุกรรม สาหรบั นาเอาลูกหลานกาเนดิ ใหม่ไปแทนทป่ี ระชากรเก่าในรนุ่
ป ร ะช า ก รเป รียบ ได้กับ ชุ ด ค่ า ค งท่ีพ าร า มิเต อ ร์ข อ ง ก่อน เป็ นกระบวนการคัดเลือกใช้ลูกหลานกลุ่มใด
จานวนเท่าไหร่ ไปแทนประชากรเก่า เหมอื นกบั การ
อยู่รอดของสิ่งมีชีวิตในธรรมชาติท่ีมีการปรบั ตัวได้
ดีกว่าจะสามารถอยู่รอด นัน่ คือการมีวิวัฒนาการ
29
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
เกิดข้นึ ในขณะท่สี งิ่ มชี ีวติ อ่นื ๆ ท่ไี ม่สามารถปรบั ตวั รปู ท่ี 3 ขนั้ ตอนทวั่ ไปของวธิ เี ชงิ พนั ธกุ รรมกบั การ
เองจะตอ้ งสญู พนั ธุ์ [9-11] เช่อื มโยงเขา้ กบั ระบบ (ทม่ี า: [7]
กระบวนการภายในของ Genetic Algorithm ทา 3. การหาค่าอตั ราส่วนความชืน้
ให้คาตอบของระบบท่ีมีอยู่เกิดวิวฒั นาการในตวั เอง
นาไปสู่การปรบั ตัวให้กลายเป็นคาตอบท่ีดีกว่า โดย อัตราส่วนความช้ืนเฉล่ีย (Moisture ratio, MR)
รายละเอียดต่างๆ ขององค์ประกอบในวัฏจักร เป็นสดั ส่วนการเปลย่ี นแปลงมวลน้าในเมลด็ เทยี บกบั
Genetic Algorithm มดี งั น้ี [9] ความช้นื เรม่ิ ต้น โดยมวี ธิ กี ารคานวณดงั สมการท่ี (1)
[3-5] และสามารถหาคา่ ความช้นื สมดุล ( Me ) สาหรบั
- ประชากร (Population) ประกอบไปด้วย การอบแหง้ ขา้ วเปลอื กไดจ้ ากสมการท่ี (2) [3-4]
กลุ่มของโครโมโซม (Chromosome) ซ่ึงเป็นตัวแทน
ของคาตอบในระบบทต่ี อ้ งการคน้ หา MR = M − Me (1)
Mi − Me (2)
- ต้ น ก า เนิ ด ส า ย พั น ธุ์ (Parents) ก ลุ่ ม
ประชากรท่ีถูกคัดเลือกเพ่ือเป็ นตัวแทนในการให้ 1
กาเนิดสายพนั ธุ์ใหม่ในรุ่นถดั ไป (Next Generation)
ประชากรกลุ่มน้ี จะเปรยี บเสมอื นกบั เป็นพ่อแม่สาหรบั Me = 1 ln(1− RH ) 2.464
ใชใ้ นการสบื ทอดสายพนั ธใุ์ หล้ ูกหลานตอ่ ไป 100 −3.146 − Tabs
- สายพันธุ์ใหม่ (Offspring) หรือลูกหลาน
เป็นประชากรกลุ่มใหม่ท่ไี ด้รบั การถ่ายถอดสายพนั ธุ์ เมอ่ื M คอื ความชน้ื เฉลย่ี ทเ่ี วลาใดๆ (d.b.)
มาจากพอ่ แม่ โดยคาดหวงั ทจ่ี ะไดร้ บั สายพนั ธุ์ทด่ี ที ่ีสุด Mi คอื ความชน้ื เรม่ิ ตน้ (d.b.)
เพอ่ื ถ่ายทอดตอ่ ๆ กนั ในประชากรรนุ่ ถดั ไป Me คอื ความชน้ื สมดุล (d.b.)
RH คอื ความชน้ื สมั พทั ธ์
ขนั้ ตอนการทางานของขนั้ ตอนวิธเี ชงิ พนั ธุกรรม Tabs คอื อุณหภูมิอากาศอบแห้งสมั บูรณ์
ในรปู ท่ี 3 เป็นขนั้ ตอนทวั่ ไปของวธิ เี ชงิ พนั ธุกรรมและ
การเชอ่ื มโยงเขา้ กบั ระบบจรงิ เพ่อื ทาการคน้ หาคาตอบ (K)
ท่ตี ้องการคาตอบของระบบท่ตี ้องการ โดยจะทาการ
คน้ หาในรูปของโครโมโซมในกลุ่มของประชากร และ
จะเห็นได้ว่าคาตอบท่ีต้องการจะเป็ นโครโมโซมท่ีดี
ท่ีสุดในกลุ่ม โดยระบบจะรู้คาตอบท่ีมีอยู่ในวิธีเชิง
พันธุกรรม ณ เวลาหน่ึงๆ นั้นดีหรือไม่ด้วยการ
ประเมนิ ค่าของโครโมโซม ระบบวธิ เี ชงิ พนั ธกุ รรม จะมี
การเช่อื มโยงกบั ฟังก์ชนั วตั ถุประสงคส์ าหรบั ใชใ้ นการ
ประเมนิ คา่ ของโครโมโซม [9-11]
การวเิ คราะหพ์ จิ ารณาจากค่าตวั แปรทางสถติ ดิ งั น้ี
ร า ก ท่ี ส อ ง ข อ ง ค ว า ม ค ล า ด เ ค ล่ื อ น ก า ลัง ส อ ง เฉ ล่ี ย
(RMSE) และสมั ประสทิ ธสิ์ หสมั พนั ธ์ (r) ดังสมการท่ี
30
(2) – (3) ต า ม ล าดับ [3] เพ่ื อ เป รีย บ เที ย บ ห า RMSE = N − MRexp,i )2 (2)
แบบจาลองทใ่ี หค้ วามแม่นยาในการทานายผล (3)
i =1 ( MR pre,i
N
N NN
N MRpre,i MRexp,i − MRpre,i MRexp,i
r = i=1 i=1 i=1
2 2 − 2
( ) N
N )2 − N MRpre,i N N MRexp,i N
i =1 i =1
i =1 ( MR pre,i i=1 MRexp,i
โดยท่ี MRexp คอื อตั ราส่วนความช้นื ท่ไี ด้จากการ 4) คัดเลือกโครโมโซมบางกลุ่มจากค่าความ
เหมาะสม เพ่อื นามาเป็นต้นกาเนิดสายพนั ธุ์ ซ่งึ จะถูก
ทดลอง ใชเ้ ป็นตวั แทนในการถ่ายทอดสายพนั ธใุ์ หก้ บั รนุ่ ถดั ไป
MRpre คอื อตั ราส่วนความช้นื ทไ่ี ดจ้ ากการ
ทานาย 5) นาต้นกาเนิดสายพนั ธุ์มาทาการสรา้ งลูกหลาน
N คอื จานวนขอ้ มลู ด้วยปฏิบัติการทางสายพันธุ์ โครโมโซมท่ีได้ใน
ขนั้ ตอนน้ีกค็ อื โครโมโซมลกู หลาน
ตารางที่ 1 แบบจาลองสาหรบั ทานายการอบแห้ง [3-
6) คานวณค่าความเหมาะสมของโครโมโซม
8] ลกู หลาน โดยใชข้ นั้ ตอนเดยี วกบั ขอ้ 3)
No. Model Name Equation 7 โครโมโซมในประชากรเดิมจะถูกแทนท่ีด้วย
ลูกหลานท่ีได้จากข้อ 5) ประชากรเพียงบางส่วน
1 Newton MR = exp(-kt) เท่านัน้ ทจ่ี ะถูกแทนท่ดี ว้ ยกลวธิ เี ฉพาะสาหรบั ขนั้ ตอน
ของการแทนท่ี โดยใชค้ ่าความเหมาะสมในการตดั สนิ
2 Page MR = exp(-ktn)
8) เริ่มต้นทาซ้าจากขนั้ ตอนในข้อ 2) ไปเร่อื ยๆ
3 Henderson and MR = a exp(-kt) จนกระทงั่ ได้คาตอบท่ตี ้องการ คาตอบทไ่ี ด้จะมาจาก
Pabis โครโมโซมท่ดี ที ส่ี ุดในกลุ่มประชากร โดยทส่ี ามารถใช้
ค่าจากฟังก์ชนั วตั ถุประสงค์ เพ่อื เป็นการประเมินว่า
4 Wang and Singh MR = 1+at+bt2 คาตอบทไ่ี ดเ้ ป็นทต่ี อ้ งการแลว้ หรอื ไมจ่ ากกระบวนการ
[9]
5 Logarithmic MR = a exp(-kt)+c
วธิ กี ารประยกุ ตใ์ ชง้ านวธิ ขี นั้ ตอนเชงิ พนั ธกุ รรมกบั
6 Midilli et al. MR = a exp(-ktn)+bt การหาค่าคงท่พี ารามิเตอร์ท่เี หมาะสมท่สี ุด ดงั รูปท่ี3
ใน ง า น วิ จัย น้ี เลื อ ก ใช้ Genetic Algorithm ข อ ง
7 Jena and Das MR = a exp(-kt+bt1/2 ) โปรแกรม MATLAB โดยเรมิ่ ต้นจากการใส่ขอ้ มูลการ
+c ทดลองของอตั ราสว่ นความชน้ื และเวลาอบแหง้ โดยใช้
แบ บ จาล องการอบ แห้ งจาก ต ารางท่ี 1 ทั้ง 7
4. ขนั้ ตอนกระบวนการวิธีเชิงพนั ธกุ รรม แบบจาลอง จากนัน้ กาหนดฟังก์ชนั วตั ถุประสงค์ โดย
งานวจิ ยั น้ีใชเ้ ป็นค่าความคลาดเคล่อื นกาลงั สองเฉล่ยี
1) สรา้ งประชากรเรมิ่ ตน้ โดยใชก้ ารสุม่ (RMSE) ท่ตี ้องการให้มีค่าน้อยท่สี ุด และกาหนดการ
2) ประเมินค่าโครโมโซมของกลุ่มประชากร ตงั้ ค่าวธิ กี ารคน้ หาคาตอบ ดงั ตารางท่ี 2 จากนัน้ เขา้ สู่
ทั้งหมดด้วยฟั งก์ชันวัตถุประสงค์ โดยผ่านการ กระบวนการ Genetic Algorithm เพ่อื หาค่าต่าสุดของ
ถอดรหัสโครโมโซมและการคานวณด้วยฟั งก์ชัน
วตั ถุประสงค์ ซ่ึงเป็นค่าความคลาดเคล่อื นกาลงั สอง
เฉลย่ี (RMSE)
3) คานวณหาค่าความเหมาะสมแลว้ ส่งกลบั ไปยงั
Genetic Algorithm
31
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
RMSE เม่ือจบการทางานจะได้คาตอบเป็ นค่าคงท่ี 5. ผลการวิจยั
พารามเิ ตอรข์ องแต่ละแบบจาลองทม่ี คี ่า RMSE ต่าสดุ
ขอ้ มลู ผลการทดลองอบแหง้ ขา้ วเปลอื กดว้ ยวธิ เี ป่า
รปู ท่ี 4 ผงั การประยุกตใ์ ชง้ านวธิ ขี นั้ ตอนเชงิ พนั ธุกรรม พน่ หล่นอสิ ระ คอื อตั ราสว่ นความชน้ื ทค่ี านวณไดจ้ าก
กบั การหาค่าคงทพ่ี ารามเิ ตอรท์ เ่ี หมาะสมทส่ี ุด สมการท่ี 1 วธิ ขี นั้ ตอนเชงิ พนั ธุกรรมถูกนามาใช้เพ่อื
หาค่าพารามเิ ตอรข์ องแบบจาลองการอบแหง้ ชนั้ บางท่ี
ตารางท่ี 2 การตงั้ ค่าวธิ กี ารค้นหาคาตอบด้วยวธิ เี ชิง นิ ย ม ใช้ทั้ง 7 แบ บ จาลองต าม ต ารางท่ี 1 โด ย
เปรยี บเทยี บการขอ้ มูลการทดลองอบแห้งขา้ วเปลอื ก
พนั ธกุ รรม [3] ด้ ว ย เค ร่ือ งอ บ แ ห้ ง เป่ า พ่ น ห ล่ น อิส ร ะ ใน รูป
ความสมั พนั ธข์ องอตั ราส่วนความช้นื กบั เวลาอบแหง้ ท่ี
ขนั้ ตอนวธิ ี ตงั้ คา่ ตวั เลอื ก อุณหภูมอิ ากาศอบแห้ง 60, 80, 100 และ 120°C โดย
เม่ือพิจารณาท่ีอุณหภูมิอากาศอบแห้ง 60°C, 80°C,
Population size : 500-3000 100°C แ ล ะ 120°C ดั ง ต า ร า งท่ี 3, 4, 5 แ ล ะ 6
ตามลาดบั ไดค้ ่าพารามเิ ตอรข์ องแบบจาลองของทงั้ 7
Fitness scaling : Rank แบบจาลองและผลวเิ คราะห์ความแม่นยาทางสถิติซ่ึง
ประกอบด้วย ค่ารากท่ีสองของความคลาดเคล่ือน
Selection : Stochastic uniform กาลงั สองเฉล่ยี (RMSE) และสมั ประสทิ ธสิ์ หสมั พนั ธ์
(r) โดยจานวนพารามเิ ตอรท์ ่ใี ชต้ งั้ แต่ 1-4 ตวั ตามตวั
Reproduction : Elite count: 2, แปรทร่ี ะบุไวใ้ นตารางท่ี 1 ซ่งึ จะพบว่าแบบจาลองท่ี 6
Crossover fraction: 0.8 ซ่ึงเป็ นแบบจาลองของ Midilli et al.และใช้จานวน
พ ารามิเตอร์ 4 ตัวให้ค่า RMSE ท่ีต่ า ในขณ ะท่ี
Mutation : Gaussian function แบบจาลองท่ี 1 (แบบจาลองของ Newton) ซ่ึงมี
จานวนพารามเิ ตอร์ 1 จานวน ใหค้ ่า RMSE ทส่ี งู
Crossover : Heuristic
โดยความสมั พนั ธข์ องอตั ราสว่ นความช้นื และเวลา
Migration : Forward อบแห้งของข้อมูลการทดลองเทียบกับอัตราส่วน
ความช้นื ท่ไี ด้จากวธิ ีการหาค่าเหมาะสมท่ีสุดด้วยวธิ ี
Hybrid function : fminsearch ขนั้ ตอนเชิงพนั ธุกรรม ท่อี ุณหภูมิอากาศอบแห้ง 60,
80, 100 แ ล ะ 120°C ดั ง รู ป ท่ี 5, 6, 7 แ ล ะ 8
ตามลาดบั ซง่ึ จะเหน็ ไดว้ ่าแบบจาลองของ Newton ซง่ึ
ใช้ค่าคงท่พี ารามเิ ตอรเ์ พยี ง 1 ตวั ให้ผลคลาดเคล่อื น
สูงก ว่าแ บ บ จ าล อ งอ่ืน อย่ างมีนั ย ส าคัญ ส่ ว น
แ บ บ จ า ล อ งข อ ง Wang and Singh ใช้ ค่ า ค งท่ี
พารามเิ ตอร์ 2 ตวั ให้แนวโน้มของกราฟท่สี อดคลอ้ ง
กบั ขอ้ มลู การทดลอง แต่อย่างไรกต็ ามเม่อื พจิ ารณาถงึ
คว าม แ ม่ น ย าห รือ การซ้อ น ทับ กัน กับ ข้อ มูล ผ ล ก าร
ทดลองท่ีมากท่ีสุด และทุกช่วงของอุณหภูมิอากาศ
32
อบแห้ง จะพบว่าแบบจาลองของ Midilli et al. ให้ ความแม่นยาสงู ทส่ี ุด
ตารางที่ 3 ค่าพารามเิ ตอรข์ องแบบจาลองและผลวเิ คราะหค์ วามแมน่ ยาทางสถติ ทิ อ่ี ณุ หภูมิ 60°C
Model Parameters 60°C
No. 1 23 4 RMSE r
1 k=0.007704 0.016020 0.997991
2 k=0.006105 n=1.05001 0.014380 0.998335
3 a=1.003848 k=0.007747 0.015926 0.997943
4 a=-0.006615 b=0.000013 0.013988 0.998790
5 a=1.232746 k=0.005373 c=-0.247429 0.009090 0.999313
6 a=1.002188 k=0.011480 n=0.818700 b=-0.001306 0.005518 0.999747
7 a=1.601348 k=0.003154 b=-0.008194 c=-0.598655 0.006124 0.999688
ตารางที่ 4 ค่าพารามเิ ตอรข์ องแบบจาลองและผลวเิ คราะหค์ วามแม่นยาทางสถติ ทิ อ่ี ณุ หภมู ิ 80°C
Model Parameters 80°C
No. 1 23 4 RMSE r
1 k=0.013658 0.023713 0.995561
2 k=0.009242 n=1.095962 0.019893 0.996846
3 a=1.006827 k=0.013794 0.023521 0.995419
4 a=-0.011269 b=0.000034 0.015104 0.998737
5 a=1.570055 k=0.006749 c=-0.594276 0.009295 0.999264
6 a=0.999723 k=0.020845 n=0.672461 b=-0.004353 0.003721 0.999882
7 a=3.414776 k=0.002019 b=-0.006657 c=-2.414377 0.003683 0.999884
ตารางที่ 5 คา่ พารามเิ ตอรข์ องแบบจาลองและผลวเิ คราะหค์ วามแม่นยาทางสถติ ทิ อ่ี ุณหภมู ิ 100°C
Model Parameters 100°C
No. 1 23 4 RMSE r
1 k=0.022021 0.019322 0.996938
2 k=0.022285 n=0.996726 0.019317 0.996931
3 a=0.992383 k=0.021792 0.019023 0.997012
4 a=-0.019128 b=0.000112 0.022569 0.996587
5 a=1.135271 k=0.017025 c=-0.154996 0.016330 0.997776
6 a=1.000181 k=0.050372 n=0.542977 b=-0.006374 0.003688 0.999887
7 a=3.850952 k=0.002013 b=-0.012475 c=-2.851294 0.004137 0.999858
33
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
ตารางที่ 6 ค่าพารามเิ ตอรข์ องแบบจาลองและผลวเิ คราะหค์ วามแม่นยาทางสถติ ทิ อ่ี ณุ หภูมิ 120°C
Model Parameters 120°C
No. 1 23 4 RMSE r
1 k=0.025268 0.045994 0.989358
2 k=0.007459 n=1.359511 0.019398 0.997424
3 a=1.045659 k=0.027012 0.040700 0.987790
4 a=-0.017788 b=0.000023 0.005538 0.999773
5 a=7.242021 k=0.002434 c=-6.244363 0.005442 0.999776
6 a=0.998668 k=0.006502 n=0.953183 b=-0.011912 0.005441 0.999776
7 a=5.878109 k=0.003063 b=0.000184 c=-4.880258 0.005546 0.999768
รปู ที่ 5 อตั ราสว่ นความชน้ื และเวลาอบแหง้ ทไ่ี ดจ้ าก รปู ที่ 7 อตั ราสว่ นความชน้ื และเวลาอบแหง้ ทไ่ี ดจ้ าก
การทดลองเทยี บกบั การทานาย ท่ี T = 60°C การทดลองเทยี บกบั การทานาย ท่ี T = 100°C
รปู ที่ 6 อตั ราสว่ นความชน้ื และเวลาอบแหง้ ทไ่ี ดจ้ าก รปู ที่ 8 อตั ราสว่ นความชน้ื และเวลาอบแหง้ ทไ่ี ดจ้ าก
การทดลองเทยี บกบั การทานาย ท่ี T = 80°C การทดลองเทยี บกบั การทานาย ท่ี T = 120°C
34
ตารางท่ี 7 ผลของแบบจาลองทงั้ 7 และผลวเิ คราะหค์ วามแมน่ ยาทางสถติ ทิ ท่ี ุกช่วงอณุ หภมู อิ ากาศอบแหง้
Model 60°C 80°C 100°C 120°C
No. RMSE r RMSE r RMSE r RMSE r
1 0.016020 0.997991 0.023713 0.995561 0.019322 0.996938 0.045994 0.989358
2 0.014380 0.998335 0.019893 0.996846 0.019317 0.996931 0.019398 0.997424
3 0.015926 0.997943 0.023521 0.995419 0.019023 0.997012 0.040700 0.987790
4 0.013988 0.998790 0.015104 0.998737 0.022569 0.996587 0.005538 0.999773
5 0.009090 0.999313 0.009295 0.999264 0.016330 0.997776 0.005442 0.999776
6 0.005518 0.999747 0.003721 0.999882 0.003688 0.999887 0.005441 0.999776
7 0.006124 0.999688 0.003683 0.999884 0.004137 0.999858 0.005546 0.999768
เพ่ื อเป รีย บ เที ย บ ผ ล ข อ งก ารจาล อ งทั้ง 7 โด ย การห าค่ าเห ม าะสม ท่ีสุ ด นั ่น คือค่ าความ
แบบจาลองกับทุกช่วงอุณหภูมิอากาศอบแห้งจึง คลาดเคล่อื นกาลงั สองเฉล่ยี มคี ่าต่าสุด ผลการจาลอง
รวบรวมผลวเิ คราะหค์ วามแม่นยาทางสถติ ิ ดงั ตารางท่ี พ บ ว่ า แ บ บ จ า ล อ งข อ ง Midilli et al. ซ่ึ งเป็ น
7 ซ่งึ จะเหน็ ว่าแบบจาลองท่ี 6 ซ่งึ เป็นแบบจาลองของ แบบจาลองท่ี 6 เหมาะสมท่ีสุด คือมีความแม่นยา
Midilli et al. เหมาะสมท่ีสุด คือมีความแม่นยาสูงสุด สูงสุด โดยให้ค่า RMSE ต่าท่ีสุดและค่า r สูงท่ีสุด
ให้ค่าความคลาดเคล่อื นกาลงั สองเฉล่ีย หรือ RMSE เกอื บทุกย่านอุณหภูมอิ ากาศอบแห้ง และแบบจาลอง
ต่าสุด โดยท่ีอุณหภูมิอากาศอบแห้ง 60°C, 100°C ของ Jena and Das ซ่ึงเป็นแบบจาลองท่ี 7 มีความ
แ ล ะ 120°C โด ย มี ค่ า 0.005518, 0.003688 แ ล ะ แมน่ ยารองลงมา โดยทงั้ สองแบบจาลองตา่ งใช้จานวน
0.005441 ตามลาดับ และให้ค่า RMSE = 0.003721 พารามเิ ตอร์ของแบบจาลอง 4 ตวั และรปู แบบสมการ
ท่ี 80°C ซ่ึงใกล้เคียงกับ แบบจาลองท่ี 7 ของ Jena ท่ีสอดคล้องกับพฤติกรรมการอบแห้ง โดยการ
and Das ซ่ึงให้ค่า RMSE = 0.003683 ซ่ึงสอดคล้อง ประยุกต์ใช้วิธีขัน้ ตอนเชิงพันธุกรรมในการหา
กบั ค่าสมั ประสิทธิส์ หสมั พนั ธ์ หรือ r ท่ีสูงท่ีสุด โดย พารามเิ ตอร์ของแบบจาลองการอบแหง้ ชัน้ บาง ใหผ้ ล
อุณหภูมิอากาศอบแห้ง 60°C, 100°C และ 120°C ทส่ี อดคลอ้ งกบั งานวจิ ยั อ่นื เช่นเดยี วกนั โดยระยะการ
โดยมคี ่า 0.999747, 0.999887 และ 0.999776 และให้ เวลาในการคานวณจะข้นึ กบั ปรมิ าณของประชากรท่ี
ค่า r= 0.999882 ท่ี 80°C และแบบจาลองของ Jena กาหนด การทก่ี าหนดค่าจานวนประชากรทน่ี ้อยจะทา
and Das ซ่ึงเป็นแบบจาลองท่ี 7 มีความแม่นยาเป็น ใหก้ ารหาคาตอบทาได้รวดเรว็ แต่ผลลพั ธ์ทไ่ี ดอ้ าจจะ
อนั ดบั สอง ซง่ึ สอดคลอ้ งกบั งานวจิ ยั [3, 5] ไม่ครอบคลุมหรอื อาจไม่ถึงค่าต่าสุดท่แี ท้จรงิ จงึ ควร
กาหนดใหม้ คี วามเหมาะสม
6. อภิปรายผลและขอ้ เสนอแนะการวิจยั 6. กิตติกรรมประกาศ
จากการศึกษาวิธีขนั้ ตอนเชิงพันธุกรรมเพ่ือหา ขอขอบคุณ สาขาวิศวกรรมเคร่ืองกล คณ ะ
คา่ คงทพ่ี ารามเิ ตอรข์ องแบบจาลองการอบแหง้ แบบชนั้ วิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัย
บางทน่ี ิยมใช้ 7 แบบจาลอง เพอ่ื ทานายผลทดลองการ
อบแหง้ โดยใชอ้ ุณหภูมลิ มรอ้ ากาศอบแหง้ 60-120 °C
35
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
เทคโนโลยีราชมงคลอีสาน ท่ีให้การสนับสนุนเป็ น [7] Zhang, J., Ma, P., Zhang, X., Wang, B., Wu,
อยา่ งดี J., and Xing, X. (2018). Isothermal drying kinetics
of paddy using thermogravimetric analysis,
7. เอกสารอ้างอิง Journal of Thermal Analysis and Calorimetry,
134(3), p.p. 2359-2365.
[1] ภิญโญ ชุมมณี และคณะ (2562). การออกแบบ [8] Mujaffar, S., and John, S. (2018). Thin-layer
แ ล ะ พัฒ น า ร ะ บ บ ค ว บ คุ ม อ บ แ ห้ ง ข้า ว เป ลือ ก แ บ บ drying behavior of West Indian lemongrass
อจั ฉรยิ ะสาหรบั โรงสี ขา้ วขนาดกลาง, วารสารของ (Cymbopogan citratus) leaves, Food Science &
คณะวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั Nutrition, 6(4), p.p. 1085–1099.
พบิ ูลสงคราม, 4(1), หน้า 84-94. [9] อาทติ ย์ ศรแี ก้ว (2552). ปัญญาเชงิ คานวณ. สาขา
[2] โพธิท์ อง ปราณีตพลกรัง และคณะ(2560). การ วิศ ว ก รรม ไฟ ฟ้ าส านั ก วิช าวิศ ว ก รรม ศ า ส ต ร์
ประยุกต์ใช้เทคนิคเจ็ตสเปาต์เต็ดเบดร่วมกบั คล่นื อลั มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยสี ุรนารี
ตร้าซาวด์สาหรับอบแห้งผลผลิตทางการเกษตร, [10] อดุลย์ พุ กอินทร์ และคณ ะ (2551). วิธีการ
วารสารวิศวกรรมศาสตร์มหาวิทยาลยั ศรนี ครนิ ทรวิ แก้ปั ญ หาของการจัดลาดับงานโดยใช้ เจเนติก
โรฒ, 12(1), หน้า 163-175. อลั กอรทิ มึ , วารสารวจิ ยั มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าช
[3] Khaengkarn, S., Meesukchaosumran, S. and มงคลตะวนั ออก, 1(2), หน้า 69-75.
Chitsomboon, T. (2011). Genetic algorithm for the [11] ฐติ ิรตั น์ วิวธิ เกยูรวงศ์ และคณะ (2561). วธิ ีเชิง
selection of rough rice drying model for the free- พนั ธุกรรมสาหรบั การแก้ปัญหาจดั เส้นทางเดินรถใน
fall paddy dryer. Journal of Research and ระบบทม่ี สี องคลงั สนิ ค้าหลายรา้ นคา้ ปลกี โดยรองรบั
Applications in Mechanical Engineering, 1(1), p.p. เส้นทางแบบเปิ ด, การประชุมวิชาการข่ายงาน
63-75. วศิ วกรรมอุตสาหการ ภาควชิ าวศิ วกรรมอุตสาหการ
[4] ชอบ ลายทอง (2530). การศึกษาคุณสมบัติเชิง คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลยั อุบลราชธานี,
ฟิสกิ สค์ วามรอ้ นของขา้ วเปลอื ก, วทิ ยานพิ นธว์ ทิ ยา หน้า 1502-1510.
ศาสตรมหาบัณ ฑิต คณ ะพลังงานวัสดุ สถาบัน
เทคโนโลยพี ระจอมเกลา้ ธนบุร.ี
[5] กติ ติ สถาพรประสาธน์ และโพธทิ์ อง ปราณีตพล
กรัง (2560). แบบจาลองทางคณิ ตศาสตร์ในการ
อบแห้งขา้ วเปลอื กด้วยเคร่อื งอบแหง้ แบบเจต็ สเปาต์
เต็ดเบด, วารสาร วิศวสารลาดกระบัง, 34(4), หน้า
22-29.
[6] Aregbesola, O.A., Ogunsina, B.S., Sofolahan,
A.E., and Chime, N.N. (2015). Mathematical
modeling of thin layer drying characteristics of
dika (Irvingia gabonensis) nuts and kernels,
Nigerian Food Journal, 33(1), p.p. 83-89.
36
รหสั บทความ : AMA05
การศึกษาเครื่องอบแห้งพลงั งานแสงอาทิตยร์ ่วมกบั ความรอ้ นทิ้งจากเครือ่ งปรบั อากาศ
A Study of Solar Dryers Combined with Waste Heat from Air Conditioners
ณฐั พงษ์ นนทข์ นุ ทด, นวิ ฒั น์ เกตชุ าต,ิ ภาณุศกั ดิ ์มลู ศรี และ นพรตั น์ อมตั ริ ตั น์*
สาขาวศิ วกรรมการทาความเยน็ และการปรบั อากาศ คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี
มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน นครราชสมี า 744 ถนนสุรนารายณ์ ตาบลในเมอื ง อาเภอเมอื ง จงั หวดั นครราชสมี า 30000
*ตดิ ต่อ: [email protected], 081-3211023
บทคดั ยอ่
งานวจิ ยั น้ีมวี ตั ถุประสงค์เพ่อื การศกึ ษาประสทิ ธภิ าพเชงิ ความรอ้ นเคร่อื งอบแหง้ พลงั งานแสงอาทติ ยร์ ่วมกบั ความ
รอ้ นท้งิ จากเคร่อื งปรบั อากาศ ตู้อบแห้งมขี นาด 1 m3 แผงผลติ น้ารอ้ นพลงั งานแสงอาทติ ยข์ นาด 0.284 kW แผง
สร้างความร้อนใหแ้ ก่ตู้อบแห้งขนาด 0.426 kW แผงน้าร้อนจากความร้อนท้งิ ของเคร่อื งปรบั อากาศขนาด 0.284
kW เคร่อื งปรบั อากาศขนาด 2.64 kW โดยมีเง่อื นไขการทดลองท่อี ตั ราการไหลเชงิ ปรมิ าตรของน้า 2, 3 และ 4
LPM ความเรว็ ของลมท่ีออกจากคอนเดนเซอร์ 2, 3 และ 4 m/s ปริมาณความช้ืนเริม่ ต้นของเมล็ดข้าวเปลือก
26 %db ชว่ งระยะเวลาการอบแหง้ 8.00-17.00 น. ผลการศกึ ษาพบวา่ ทค่ี วามเรว็ ลม 4 m/s มคี วามสามารถในการ
สรา้ งอณุ หภูมภิ ายในตูอ้ บแหง้ สงู สุดท่ี 44˚C ความชน้ื สดุ ทา้ ยของเมลด็ ขา้ วเปลอื กลดลงเทา่ กบั 13.9 %db อตั ราการ
อบแห้งสูงสุดเฉลย่ี ท่ี 0.121 kg,water/hr ตามลาดบั และผลจากการนาความรอ้ นท้งิ ของเคร่อื งปรบั อากาศมาใช้
รว่ มกบั พลงั งานแสงอาทติ ย์ พบว่าน้าทอ่ี อกจากตู้อบแหง้ เขา้ แผงผลติ น้าจากความรอ้ นทง้ิ ของเคร่อื งปรบั อากาศท่ี
ทางเขา้ -ออกของแผงมีอุณหภูมลิ ดลงเฉล่ยี 2˚C จงึ ส่งผลให้สูญเสยี ความรอ้ น และเม่อื นามาคดิ เป็นความร้อนท่ี
สญู เสยี ไปอย่ทู ่ี 0.079 kW ดงั นนั้ หากพจิ ารณาจากแนวคดิ ทต่ี งั้ ไวข้ า้ งตน้ โดยนาความรอ้ นทง้ิ จากเครอ่ื งปรบั อากาศ
มาใชร้ ่วมกบั ความรอ้ นจากพลงั งานแสงอาทติ ยใ์ นช่วงทแ่ี สงแดดน้อยหรอื ไม่เพยี งพอนัน้ ไม่สามารถนาความรอ้ น
ท้งิ ของเคร่อื งปรบั อากาศมาชดเชยได้ แต่กลบั ทาให้สูญเสยี ความรอ้ นของระบบมากกว่าการนาความรอ้ นมาใช้ใน
ระบบ
คาหลกั : การอบแหง้ , พลงั งานแสงอาทติ ย,์ ความรอ้ นทง้ิ จากเคร่อื งปรบั อากาศ
Abstract
The objective of this research was to study the thermal efficiency of solar dryers combined with waste
heat from air conditioners. The drying cabinet has a size of 1 m3, the solar hot water production panel of
0.284 kW, the heat generating panel for the drying cabinet of 0.426 kW, the hot water from the waste
heat of the air conditioner of 0.284 kW, and the air conditioner of 2.64 kW. The experimental conditions
were at water flow rates of 2, 3 and 4 LPM, air velocity from condensers 2, 3 and 4 m/s, initial moisture
content of paddy grain 26 %db, drying time 8:00 a.m. - 5:00 p.m. Results. The results showed that at a
wind speed of 4 m/s, the maximum temperature in the drying chamber was created at 44˚C. The final
37
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
moisture content of the paddy was reduced by 13.9 %db, and the average maximum drying rate was
0.121 kg,water/hr, respectively. and the result of using the waste heat of air conditioners together with
solar energy It was found that the water leaving the drying cabinet into the air conditioner's waste heat
water production panel at the inlet-outlet of the panel had an average temperature drop of 2˚C, resulting
in heat loss. and when taken into account, the heat loss is 0.079 kW. Therefore, if considering the
concept set above by bringing the waste heat from the air conditioner to use with the heat from solar
energy during the time when the low solar radiation or not enough. The waste heat of the air conditioner
cannot be compensated for. But instead, the heat loss of the system is greater than the heat used in the
system.
Keywords: Drying, Solar energy, Heat from the air conditioner
1. บทนา โดม เคร่อื งอบแห้งแบบตู้ เคร่อื งอบแห้งแบบกระจก
และแบบอ่นื ๆ [2] อย่างไรกต็ ามการนาพลงั งานจาก
มนุษยเ์ รารจู้ กั การใชพ้ ลงั งานแสงอาทติ ยม์ าตงั้ แต่ แสงอาทิตย์มาใช้ในการอบ แห้งมักมีข้อจากัด
บรรพบรุ ษุ โดยการใชป้ ระโยชน์จากแสงและความรอ้ น เน่ืองจากดวงอาทติ ยม์ เี วลาข้นึ และตก โดยการใชง้ าน
จากดวงอาทิตย์ ความร้อนท่ีได้จากดวงอาทิตย์ ไม่เกิน 8 ชัว่ โมงต่อวัน นอกจากน้ีพลังงานแสง
สามารถทาให้อาหารแห้ง สร้างความอบอุ่นให้แก่ อาทติ ย์ไม่สามารถควบคุมไดแ้ น่นอน ขน้ึ อย่กู บั สภาพ
ร่างกาย และเรายงั ใชแ้ สงสว่างจากดวงอาทติ ยใ์ นการ อากาศหากมฝี นตก และเมฆมาก จะสง่ ผลต่อพลงั งาน
ดารงชีวิตประจาวนั ช่วยในการมองเห็น เป็นตวั บอก แสงอาทิตย์ ดังนัน้ จึงมี ผู้สนใจทาการศึกษาวิธีการ
เวลาตามธรรมชาติ และนอกจากน้ีพลังงานจาก อบแหง้ พลงั งานแสงอาทติ ยร์ ว่ มกบั พลงั งานรูปแบบอ่นื
แสงอาทติ ยย์ งั ชว่ ยใหพ้ ชื เจรญิ เตบิ โต เป็นแหลง่ อาหาร ๆ เพ่ือใช้การแก้ปัญหาดังกล่าวท่ีเกิดข้ึนในช่วงท่ี
ของมนุษย์และสตั ว์ เป็นต้น ซ่ึงการใช้พลังงานจาก แสงอาทติ ยไ์ ม่มี หรอื มไี ม่สม่าเสมอตามความต้องการ
แสงอาทิตย์เหล่าน้ีไม่จาเป็นต้องอาศยั อุปกรณ์ใด ๆ เช่น การประเมนิ สมรรถนะของระบบอบแหง้ พลงั งาน
เม่ือเทคโนโลยีก้าวหน้ามากข้ึน ความต้องการของ แสงอาทิตย์ร่วมกับพลังงานชีวมวล [3] การศึกษา
มนุษยด์ า้ นการใชพ้ ลงั งานกม็ มี ากขน้ึ ตามไปดว้ ย จงึ ได้ สมรรถนะของลูปเทอรโ์ มไซฟอนทใ่ี ชอ้ ุปกรณ์ประหยดั
มกี ารคดิ คน้ ออกแบบและพฒั นา การนาพลงั งานจาก พลงั งานในระบบอบแหง้ ชนิดปัม๊ ความรอ้ นร่วมกบั รงั สี
แสงอาทิตย์มาใช้ให้เกดิ ประโยชน์และมปี ระสทิ ธภิ าพ อินฟาเรด [4] การศึกษาสมรรถนะเคร่ืองอบแห้ง
มากข้นึ เช่น การใช้พลงั งานแสงอาทิตย์ในการผลิต ผลติ ภณั ฑ์ทางการเกษตรโดยใชพ้ ลงั งานแสงอาทติ ย์
กระแสไฟฟ้ า การใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพ่ือผลิต ร่วมกบั เช้ือเพลิงชวี มวล [5] การวิเคราะห์สมรรถนะ
ความร้อน การผลิตน้าร้อนด้วยพลงั งานแสงอาทิตย์ ระบ บอบ แห้งโดยใช้ความร้อน ท้ิงคืนกลับ จาก
การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในการอบแห้ง [1] ใน เคร่อื งปรบั อากาศ [6] การอบแหง้ กุ้งดว้ ยพลงั งานจาก
งานวจิ ยั น้ีจะกล่าวถงึ การใชพ้ ลงั งานแสงอาทติ ยใ์ นการ แสงอาทิตย์ร่วมกับระบบกักเก็บความร้อน [7]
อบแห้ง ซ่ึงในปั จจุบันการอบแห้งด้วยพลังงาน การศึกษาสภาวะท่ีเหมาะสมของการอบแห้งเห็ด
แสงอาทิตย์เป็นท่ีนิยมใช้กนั อย่างแพร่หลาย โดยมี นางฟ้าดว้ ยพลงั งานแสงอาทติ ยร์ ่วมรงั สอี ินฟราเรด [8]
รูปแบบและวิธีการอบแห้งท่ีแตกต่างกนั เช่น เคร่อื ง จากการศกึ ษางานวจิ ยั ต่าง ๆ เหลา่ น้ีพบตวั แปรตา่ ง ๆ
อบแหง้ แบบอุโมงค์ลม เคร่อื งอบแหง้ แบบพาราโบลา
38
ได้แก่ อุณหภูมิ ความช้ืนสมั พทั ธ์ ความเรว็ ลม และ รูปที่ 1 ชุดทดลองเคร่อื งอบแห้งพลงั งานแสงอาทิตย์
ขนาดวสั ดุทท่ี าการอบแหง้ สง่ ผลต่อประสทิ ธภิ าพการ รว่ มกบั ความรอ้ นทง้ิ จากเคร่อื งปรบั อากาศ
อบแหง้ ซ้งึ แต่ละวธิ จี ะมอี ตั ราการลดความช้นื แตกต่าง
กันข้ึนอยู่กับค่าความร้อนของพลังงานความร้อนท่ี จากรูปท่ี 1 ภายในตู้อบแห้งประกอบด้วยชนั้ 5
นามาใช้ในการอบแห้ง และการอบแห้งด้วยพลงั งาน ชนั้ วางเรยี งซ้อนกนั แต่ละชนั้ มรี ะยะห่างชนั้ ละ 10 cm
รว่ มต่าง ๆ เหล่าน้ี มวี ตั ถุประสงค์เพ่อื ใหก้ ารอบแหง้ มี รบั ความรอ้ นจากแผงรบั พลงั งานแสงอาทติ ย์ ทาจาก
ประสิทธิภาพลดความส้ินเปลืองพลังงาน และลด แผ่นสงั กะสผี วิ เรยี บเชอ่ื มตดิ กบั ท่อแดงขนาด 1.59 น้ิว
ตน้ ทุนในกระบวนการอบแหง้ ดงั กล่าว ขนาด 1.13 m2 พ่นสดี าปิดด้วยแผ่นกระจกพร้อมหุ้ม
ฉนวนกนั ความรอ้ นวางทามุมเอยี ง 30o กบั ดวงอาทติ ย์
ดังนัน้ งานวิจัยน้ีจึงให้ความสนใจท่ีจะทาการ ซ่ึงขนาดของแผ่นรบั พลังงานแสงอาทิตย์ สามารถ
ศกึ ษาเคร่อื งอบแห้งพลงั งานแสงอาทติ ยร์ ่วมกบั ความ คานวณไดจ้ ากสมการท่ี (4)
รอ้ นท้งิ จากเครอ่ื งปรบั อากาศ โดยการนาความรอ้ นท้งิ
จากเคร่อื งปรบั อากาศท่ีปล่อยท้ิงท่ีไม่เกิดประโยชน์ A = mcpT × 100 (4)
นากลบั มาใชร้ ่วมกลบั พลงั งานแสงอาทติ ย์ เพ่อื นามา IT
ใชใ้ นการอบแหง้
เมอ่ื A คอื พน้ื ทร่ี บั แสงของตวั เกบ็ รงั สอี าทติ ย์ (m2)
2. อปุ กรณ์และวิธีการทดลอง m คอื อตั ราการไหลเชงิ มวลของอากาศ (kg/s)
2.1 วตั ถดุ ิบท่ีใช้ในการอบแห้ง cp คอื ค่าความจาเพาะของอากาศ (kJ/kg oC)
งานวจิ ยั น้ีใช้เมล็ดข้าวเปลอื กหลงั การเก็บเก่ียว ΔT คือ อุณหภูมิลมร้อนด้านออกตู้อบแห้ง -
โดยมคี วามช้นื เริ่มต้น 26.6 %db เป็นวตั ถุดิบในการ อุณหภมู ลิ มรอ้ นดา้ นเขา้ ตอู้ บแหง้ (oC)
ทดลอง และต้องการลดความช้ืนให้เหลือความช้ืน
สดุ ทา้ ย 13-14 %db IT คอื คา่ ความเขม้ ของรงั สอี าทติ ย์ (W/m2)
2.2 ชุดทดลองเคร่ืองอบแห้งพลงั งานแสงอาทิตย์
ร่วมกบั ความรอ้ นทิ้งจากเครือ่ งปรบั อากาศ คอื ค่าประสทิ ธภิ าพของแผงรบั รงั สจี ากดวง
อาทติ ย์ (%)
เคร่อื งอบแห้งพลงั งานแสงอาทิตย์ร่วมกบั ความ
รอ้ นทง้ิ จากเครอ่ื งปรบั อากาศประกอบดว้ ยอุปกรณ์ต่าง
ๆ ดงั น้ี (1) ตู้อบแห้ง (2) แผงรบั พลงั งานแสงอาทติ ย์
(3) แผงแลกเปลย่ี นความรอ้ นทง้ิ ของเครอ่ื งปรบั อากาศ
(4) แผงแลกเปลย่ี นความรอ้ นภายในตู้อบแหง้ (5) พดั
ลมหมุนเวยี นอากาศในระบบยห่ี อ้ Inline Fan รุ่น HP-
100P (6) ปัม๊ น้ายห่ี อ้ LUCKY PRO รุ่น LP-MKP60-1
ขนาด 0.5 hp (7) ถงั สะสมน้ารอ้ นขนาด 15 L ดงั รปู ท่ี
1
39
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
แผงแลกเปล่ียนความร้อนท้ิงของเคร่ืองปรบั อากาศ อากาศภายในตู้อบแห้ง T15 อุณหภูมิอากาศออกตู้อบ
และแผงแลกเปล่ียนความร้อนภายในตู้อบแห้ง ซ่ึง แหง้ (3) การวดั อุณหภูมอิ ากาศแผงแลกเปลย่ี นความ
ขนาดของแผงแลกเปลย่ี นความรอ้ นดงั กล่าว สามารถ ร้อนท้ิงของเคร่ืองปรับอากาศท่ีตาแหน่ง T16-T17
คานวณได้จากสมการท่ี 5, 6 และ 7 สมการท่ีใช้หา อุณหภูมิอากาศของเข้า-ออกแผงแลกเปล่ียนความ
พน้ื ทก่ี ารถ่ายเทความรอ้ น ร้อนท้ิงของเคร่ือง ปรับอากาศและ T18 อุณหภูมิ
อากาศบรเิ วณรอบ ๆ ดงั รปู ท่ี 2 และ 3
Q = mCp (T)m (5)
รูปท่ี 2 การติดตงั้ เทอร์โมคปั เปิลวดั อุณหภูมิของน้า
สมการทใ่ี ชห้ าปรมิ าณความรอ้ นทถ่ี ่ายเทเม่อื ความดนั รอ้ นทไ่ี หลเวยี นในเครอ่ื งอบแหง้
คงทห่ี าไดจ้ าก
รูปที่ 3 การติดตัง้ เทอร์โมคัปเปิ ลวัดอุณหภูมิของ
Q = mCp (T2 - T1) (6) อากาศทห่ี มุนเวยี นภายในเคร่อื งอบแหง้
เมอ่ื Q คอื ปรมิ าณความรอ้ น (W)
m คอื อตั ราการไหลเชงิ มวล (kg/s)
Cp คือ ค่าความจุความร้อนจาเพาะของน้าท่ี
ความดนั คงท่ี (kJ/kg.oC)
T2 คือ อุณหภูมิน้าออกเคร่ืองแลกเปล่ียน
ความรอ้ น (oC)
T1 คอื อุณหภูมนิ ้าเขา้ เคร่อื งแลกเปลย่ี นความ
รอ้ น (oC)
2.3 วิธีการทดลอง
ก่อนทาการทดลองทาการติดตัง้ สายเทอร์
โมคัปเปิ ลวัดอุณหภูมิชนิด Type K เพ่ือทาการวัด
อุณหภูมิท่ตี าแหน่งต่าง ๆ ทงั้ หมด 18 ตาแหน่ง โดย
การวดั อุณหภูมิแบ่งออกเป็น 3 ส่วน คือ (1) การวดั
อณุ หภมู ขิ องน้ารอ้ นทไ่ี หลเวยี นในระบบทต่ี าแหน่ง T1-
T2 อุณหภูมิน้าเข้า-ออกแผงรบั พลังงานแสงอาทิตย์
T3-T4 อุณหภูมิน้าเข้า-ออกถังสะสมน้าร้อน T5-T6
อุณหภูมนิ ้าเขา้ -ออกแผงแลกเปลย่ี นความรอ้ นภายใน
ตู้อบแห้ง T7-T8 อุณหภูมนิ ้าเขา้ -ออกแผงแลกเปล่ยี น
ความร้อนท้ิงของเคร่ืองปรับอากาศ (2) การวัด
อุณ ห ภู มิข องอากาศ ท่ีห มุ น เวีย น ภ าย ใน ตู้ อ บ แ ห้งท่ี
ตาแห น่ ง T9-T10 อุณ ห ภู มิอาก าศ เข้า-ออก แผ ง
แลกเปล่ยี นความรอ้ นภายในตู้อบแห้ง T11 อุณหภูมิ
อากาศออกจากพัดลม T12 , T13 และT14 อุณหภูมิ
40
หลงั จากตดิ ตงั้ อุปกรณ์เรยี บรอ้ ยแลว้ เตรยี มการ hfg คอื ความรอ้ นแฝงกลายเป็นไอของน้า
(kJ/kg)
ทดลอง โดยนาเมล็ดขา้ วเปลือกไปวดั หาค่าความช้นื
A คอื พน้ื ทต่ี อู้ บแหง้ (m2)
เร่ิมต้น ชัง่ น้ าหนักถาดแต่ละถาด และชัง่ เมล็ด
IT คอื ค่าความเขม้ ของแสงอาทติ ย์ จาก
ขา้ วเปลอื กใสถ่ าด ๆ ละ 2 kg จานวน 5 ถาด นาไปใส่ คา่ เฉลย่ี ชว่ งเวลาการทดลอง (W/m2)
ในตู้อบแหง้ เปิดเคร่อื งอบแหง้ ปรบั อตั ราการไหลของ mc คอื อตั ราการไหลเชงิ มวลของน้ารอ้ นแผง
น้าร้อนท่ีอบแห้ง 2 LPM ระดับความเรว็ ของลมร้อน ผลติ น้ารอ้ นจากความรอ้ นทง้ิ ของเคร่อื งปรบั อากาศ
(kg/s)
ภายในตู้อบแห้ง 2, 3 และ 4 m/s โดยเคร่ืองปรับ
Cpc คอื คา่ ความจุความรอ้ นจาเพาะของน้า
แรงดนั ไฟฟ้าย่หี ้อ Reckon รุ่น RK-2000 เรมิ่ ต้นการ (kJ/kg oC)
ทดลองเวลา 8.00-17.00 น. ทดลอง 9 ชวั ่ โมงต่อครงั้ Tco คอื อณุ หภูมนิ ้าออกแผงผลติ น้ารอ้ นจาก
บนั ทกึ ค่าอุณหภูมทิ ่ตี าแหน่งต่าง ๆ ตลอดการทดลอง ความรอ้ นทง้ิ ของเครอ่ื งปรบั อากาศ (oC)
ด้ ว ย เค ร่ื อ ง บั น ทึ ก ข้ อ มู ล Data logger ย่ี ห้ อ Tci คอื อุณหภมู นิ ้าเขา้ แผงผลติ น้ารอ้ นจากความ
GRAPHTECH midi logger รุ่น GL820 ชัง่ มวลเมล็ด รอ้ นทง้ิ ของเคร่อื งปรบั อากาศ (oC)
Wp คอื กาลงั ขบั ปัม๊ น้า (W)
ขา้ วเปลอื กรวมถาดทุก ๆ ชวั ่ โมง ดว้ ยเคร่อื งชงั ่ ดจิ ทิ ลั
2.5 เงอ่ื นไขและตวั แปรที่ทาการศึกษา
ยห่ี อ้ Acc-charge ชงั ่ มวลสงู สุด 110 kg ความละเอยี ด
เคร่อื งอบแห้งพลงั งานแสงอาทิตย์ร่วมกบั ความ
±0.1% หลงั จากการทดลองน้าหนักท่ไี ด้นา ไปลบกบั ร้อนท้ิงจากเคร่ืองปรบั อากาศ กาหนดเง่อื นไขการ
ทดลองเรมิ่ ตน้ ทอ่ี ตั ราการไหลของน้ารอ้ นทอ่ี บแหง้ คอื
น้าหนักแต่ละถาดเปลา่ ออก เพ่อื ใหไ้ ดน้ ้าหนักสุทธขิ อง 2, 3 และ 4 LPM และความเรว็ ของลมรอ้ นภายในตูอ้ บ
แหง้ คงท่ี เพ่อื หาอตั ราการไหลของน้ารอ้ นทอ่ี บแหง้ ใน
เมล็ดข้าวเปลอื กแต่ละถาดแล้วนาไปหาค่าความช้ืน ระบบท่ีเหมาะสมและ สามารถสร้างอุณหภูมิภายใน
ตอู้ บแหง้ ไดส้ งู สดุ จากการทดลองตามเงอ่ื นไขดงั กล่าว
ของเมล็ดข้าวเปลือก สาหรบั การทดลองน้ีต้องการ พบว่าทอ่ี ตั ราการไหลของน้ารอ้ นทอ่ี บแหง้ ในระบบท่ี 2
LPM สามารถทาอุณหภูมิภายในตู้อบแห้งได้สูงสุด
อบแหง้ เมล็ดขา้ วเปลอื กใหเ้ หลอื ความช้นื สุดท้าย 13- ดังนั ้น งาน วิจัย น้ี จึงเลือ ก อัต ราก ารไห ล ข อ งน้ า ร้อ น
ดงั กล่าวมาใชเ้ ป็นเง่อื นไขเรม่ิ ต้นในการทดลอง และมี
14 %db ตามมาตรฐานของเมลด็ ขา้ วเปลอื ก ตวั แปรอ่นื ๆ คอื การเปลย่ี นแปลงความเรว็ ของลมรอ้ น
ภาย ในตู้อบแหง้ ทค่ี วามเรว็ ลม 3 ระดบั คอื 2, 3 และ
2.4 ประสิทธิ ภาพเชิ งความร้อนเครื่องอบแห้ง 4 m/s เพ่อื หาอุณหภูมภิ ายในตู้อบแห้ง ความช้นื ของ
วสั ดุ อัตราการอบแห้ง ผลการนาความร้อนท้ิงจาก
พลังงานแสงอาทิ ตย์ร่วมกับความร้อนทิ้งจาก เคร่อื งปรบั อากาศมาใชร้ ่วมกบั พลงั งานแสงอาทติ ย์ ซง่ึ
สามารถคานวณไดจ้ ากสมการท่ี 9, 10 และ 11
เครือ่ งปรบั อากาศ
ประสทิ ธภิ าพเชงิ ความรอ้ นของตอู้ บแหง้ สามารถ
หาไดจ้ ากสดั สว่ นพลงั งานความรอ้ นทใ่ี ชใ้ นการระเหย
น้าในวสั ดุกบั พลงั งานทเ่ี ขา้ สรู่ ะบบ สามารถคานวณได้
จากสมการท่ี 8
sys = AIT + mwhfg Tco ) + Wp x 100 (8)
mcCpc (Tci -
เม่ือ sys คือ ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของตู้อบ
แห้งพลังงานแสงอาทิตย์ร่วมกับความร้อนท้ิงจาก
เคร่อื งปรบั อากาศ (%)
mw คอื ปรมิ าณน้าระเหยของผลติ ภณั ฑ์ (kg/s)
41
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
2.5.1 ความชน้ื มาตรฐานเปียก ลดลงเร่อื ย ๆ จนมคี ่าต่าสดุ ทเ่ี วลา 17.00 น. ความเขม้
% Mw = (w - d) × 100 ของแสงอาทติ ยเ์ ฉลย่ี ท่ี 190.18 W/m2
w (9)
2.5.2 ความชน้ื มาตรฐานแหง้
% Md = (w - d) × 100 (10)
d
เมอ่ื MW คอื ความชน้ื มาตรฐานเปียก (%wet basis) รปู ที่ 4 แสดงค่าความเขม้ ของแสงอาทติ ย์
Md คอื ความชน้ื มาตรฐานแหง้ (%dry basis)
w คอื มวลของวสั ดุ (kg) 3.2 อณุ หภมู ิภายในต้อู บแห้ง
d คอื มวลของวสั ดแุ หง้ (kg) การหาอุณหภูมิภายในตู้อบแห้งท่ีความเรว็ ของ
2.5.3 อตั ราการอบแหง้ (Drying rate, DR)
ลมรอ้ นภายในตู้อบแหง้ ลมผ่านแผงแลกเปล่ยี นความ
DR = Mw (11) รอ้ นภายในตู้อบแหง้ 3 ระดบั คอื 2, 3 และ 4 m/s ใช้
t เวลาในทดลองแต่ละความเร็วลม 9 ชัว่ โมง พบว่า
อณุ หภูมภิ ายในตอู้ บแหง้ สงู สุดทร่ี ะดบั ความเรว็ ลมตา่ ง
เม่อื DR คอื อตั ราการอบแหง้ (kg,water/hr) ๆ คือ 42.81, 43.41 และ 44.43˚C ตามลาดับ ซ่ึง
Mw คอื มวลของน้าทร่ี ะเหย (kg,water) ความเรว็ ลม 4 m/s สามารถสรา้ งอณุ หภูมภิ ายในตู้อบ
t คอื เวลาทใ่ี ชใ้ นการอบแหง้ (hr) แห้งได้สูงสุด มีอุณหภูมิแตกต่างจากอุณหภูมิท่ีใช้
ออกแบบตู้อบแห้ง (45˚C) อยู่ 1.28 % ดังนั้นจึง
3. ผลการทดลองและวิจารณ์ผลการทดลอง เลือ ก ใช้เง่ือ น ไข ดัง ก ล่ า ว น้ี ไป ใช้ใน ก า รท ด ล อง ก า ร
อบแหง้ เมลด็ ขา้ วเปลอื กต่อไป ดงั รปู ท่ี 5
3.1 ความเขม้ ของแสงอาทิตย์
รปู ท่ี 5 แสดงอุณหภูมภิ ายในตอู้ บแหง้
งานวจิ ยั น้ีทาการทดลองท่ี มหาวทิ ยาลยั เทคโน
โลยีราชมงคลอีสาน นครราชสมี า ค่าความเข้มของ
แสงอาทิตย์ช่วงเวลา 8.00-17.00 น. ซ่ึงในช่วงเวลา
ดงั กล่าวมคี วามเขม้ ของแสงอาทติ ยต์ ลอดการทดลอง
เฉล่ียท่ี 567.90 W/m2 และมีสภาวะอุณหภูมิอากาศ
บริเวณรอบ ๆ การทดลองเฉล่ยี ท่ี 33.5˚C ดงั รูปท่ี 4
แสดงความเขม้ ของแสงอาทติ ยเ์ ฉลย่ี ตลอดการทดลอง
ซ่ึงช่ วงเริ่ม ต้น เวล า 8.00 น . ค่ าค วาม เข้ม ข อง
แสงอาทิตย์เฉล่ียท่ี 460.59 W/m2 และมีค่าเพ่ิมข้ึน
เร่ือย ๆ ตามช่วงเวลาจนถึงเวลา 12.00-13.00 น.
ความเข้มของแสงอาทิตย์เฉล่ียมีค่าสูงสุด 753.25
W/m2 หลังจากนั้นค่าความเข้มของแสงอาทิตย์จะ
42
3.3 ปริมาณความชื้นและอัตราการอบแห้งของ ความเรว็ ลงคงท่ี และเม่อื มกี ารเปล่ยี นแปลงความเรว็
ลมจะมผี ลต่อการถ่ายเทความรอ้ นระหว่างลมกบั เมลด็
เมลด็ ข้าวเปลือก ข้าวเปลือก เพ่ือพาความช้ืนออกไป เม่ือผลต่าง
ระ ห ว่ า ง ค ว า ม เร็ว ล ม แ ล ะ อุ ณ ห ภู มิ ภ า ย ใน ตู้ อ บ แ ห้ ง
การลดความช้นื ของเมล็ดขา้ วเปลอื กดว้ ยเคร่อื ง เพมิ่ ขน้ึ จะทาใหค้ วามแตกต่างของอุณหภูมทิ ผ่ี วิ เมลด็
อบแห้งท่ีอตั ราการไหลของน้าร้อนท่ีอบแห้ง 2 LPM ขา้ วเปลอื กมากข้นึ เป็นผลให้การถ่ายเทความร้อนดี
ระดบั ความเรว็ ของลมรอ้ นภายในตอู้ บแหง้ 2, 3 และ 4 ขน้ึ สง่ ผลใหค้ วามชน้ื และอตั ราการอบแหง้ ลดลง ดงั รปู
m/s ความช้ืนเร่ิมต้น 26 %db พบว่าค่าความช้ืน ท่ี 7
สุดท้ายของเมล็ดข้าวเปลือกหลังการอบแห้งมีค่า
เทา่ กบั 18.4, 16.7 และ 13.9 %db ตามลาดบั ดงั รปู ท่ี
6 ซ่ึงเห็นได้ว่าท่ีความเร็วลม 4 m/s สามารถลด
ความชน้ื ของเมลด็ ขา้ วเปลอื กไดด้ ที ส่ี ุด
รปู ที่ 6 แสดงความชน้ื ของเมลด็ ขา้ วเปลอื ก รูปที่ 7 แสดงอัตราการอบแห้งของเมล็ดข้าว
เปลอื ก
เน่ืองจากการอบแห้งเมล็ดข้าวเปลือกจะใช้
อากาศรอ้ นเป็นตวั กลางในการอบแหง้ โดยการถ่ายเท 3.5 ประสิทธิภาพเชิงความรอ้ นของการอบแห้ง
ความรอ้ นจากอากาศไปยงั เมลด็ ขา้ วเปลอื ก ซง่ึ ในช่วง ผลจากการทดลองประสิทธิภาพของตู้อบแห้ง
เริ่ม ต้ น ข อ ง ก า ร อ บ แ ห้ ง ผิ ว ข อ ง เม ล็ ด ข้ า ว เ ป ลือ ก มี
ความช้นื เรม่ิ ตน้ สูงอากาศรอ้ นจงึ ถูกนาไปใชใ้ นการลด พลงั งานแสงอาทติ ย์และตู้อบแหง้ พลงั งานแสงอาทติ ย์
ความชน้ื ออกจากเมลด็ ขา้ วเปลอื กมาก ทาใหค้ วามช้นื ร่วมกบั ความรอ้ นทง้ิ จากเคร่อื งปรบั อากาศทอ่ี ตั ราการ
และอัตราการอบแห้งคงท่ี เม่ือความช้ืนท่ีผิวเมล็ด ไหลของน้ารอ้ นท่อี บแห้ง 2 LPM ระดบั ความเรว็ ของ
ขา้ วเปลอื กระเหยออกหมดทาให้เกดิ การเคล่อื นทข่ี อง ลมร้อนภายในตู้อบแห้ง 2, 3 และ 4 m/s พบว่า
ความชน้ื จากภายในเน้ือเมลด็ ขา้ วเปลอื กมายงั ผวิ เมลด็ ประสทิ ธภิ าพของตู้อบพลงั งานแสงอาทิตย์มคี ่าเฉล่ยี
ขา้ วเปลือกเกดิ การระเหยของความช้นื จากผิวไปยงั 28.87%, 33.46% และ 39.71% และเมอ่ื นาความรอ้ น
อากาศ ทาใหค้ วามชน้ื และอตั ราการอบแหง้ ลดลงตาม ท้งิ จากเคร่อื งปรบั อากาศร่วมกบั พลงั งานแสงอาทติ ย์
สดั ส่วนเวลาในการอบแห้ง เม่อื ผวิ เมลด็ ขา้ วเปลอื กมี พบว่าประสทิ ธิภาพของตู้อบแห้งมคี ่าเฉล่ยี 21.23%,
ความช้ืนเหลือน้อย ทาให้อุณหภูมิท่ีผิวของเมล็ด 24.50% และ 28.88% ตาม ลาดบั ดงั รปู ท่ี 8 และ 9
ขา้ วเปลอื กเพม่ิ สงู ขน้ึ อตั ราการอบแหง้ และความชน้ื จะ
ลดลงเร่ือย ๆ จนเข้าสู่สภาวะสมดุล ในสภาวะท่ี
43
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
รปู ที่ 8 แสดงประสทิ ธภิ าพเชงิ ความรอ้ นพลงั งาน ออกจากน้ารอ้ นแทนการเพมิ่ อณุ หภูมใิ หน้ ้ารอ้ น สง่ ผล
แสงอาทติ ย์ ให้น้าร้อนท่ไี หลออกจากแผงแลกเปล่ยี นความรอ้ นมี
อุณหภูมลิ ดต่าลง จงึ เป็นเหตใุ หม้ กี ารสญู เสยี ความรอ้ น
ไป แต่ช่วงเวลาทแ่ี สงแดดน้อย พบว่าอุณหภูมิของน้า
ร้อนท่ีไหลเข้าแผงแลกเปล่ียนร้อนต่ากว่าอุณหภูมิ
อากาศไหลผ่านเขา้ แผงแลกเปลย่ี นความรอ้ น ทาใหไ้ ม่
มีการสูญเสียออกจากระบบกลับสามารถเพ่ิมความ
รอ้ นใหก้ บั น้ารอ้ นทไ่ี หลผ่าน แต่กเ็ ป็นแค่บางช่วงเวลา
เท่านนั้ เมอ่ื เทยี บกบั การทางานทงั้ หมดของระบบ
รปู ท่ี 9 แสดงประสทิ ธภิ าพเชิงความรอ้ นท้งิ จาก รูปท่ี 10 แสดงปริมาณความร้อนท่ีสูญเสียจาก
เครอ่ื งปรบั อากาศ แผงแลกเปลย่ี นความรอ้ นทง้ิ ของเคร่อื งปรบั อากาศ
ซ่ึงเห็นได้ว่าการนาเอาความร้อนท้ิงจากเคร่อื ง 4. สรปุ ผลการทดลอง
ปรบั อากาศมาใชร้ ่วมกบั พลงั งานแสงอาทติ ยน์ ัน้ สง่ ผล จากการออกแบบและสรา้ งเคร่อื งอบแหง้ พลงั งาน
ให้ประสทิ ธิภาพเชิงความร้อนของการอบแห้งลดลง
เน่ืองจากน้าทผ่ี ่านเขา้ -ออก แผงแลกเปลย่ี นความรอ้ น แสงอาทติ ยร์ ่วมกบั ความรอ้ นทง้ิ จากเครอ่ื งปรบั อากาศ
ทง้ิ ของเคร่อื ง ปรบั อากาศมอี ุณหภูมลิ ดลงจากทางเขา้ โดยตอู้ บแหง้ มขี นาด 1 m3 แผงรบั พลงั งานแสงอาทติ ย์
มคี า่ เฉลย่ี 2°C คดิ เป็นปรมิ าณความรอ้ นทส่ี ูญเสยี ออก ขนาด 0.284 kW แผงแลกเปล่ยี นความร้อนภายในตู้
จากระบบมีค่าเฉล่ีย -1.12, -1.14 และ -1.02 kW อบแหง้ ขนาด 0.426 kW แผงแลกเปลย่ี นความรอ้ นทง้ิ
ตามลาดบั ดงั รปู ท่ี 10 ซง่ึ เหน็ ไดว้ ่าความรอ้ นทไ่ี ดจ้ าก ของเครอ่ื งปรบั อากาศขนาด 0.284 kW โดยมเี งอ่ื นไข
แผงแลกเปล่ยี นความรอ้ นมคี ่าตดิ ลบตามแนวแกน Y การทดลองท่ีอัตราการไหลของน้าร้อนท่ีอบแห้ง 2
เป็ นผลมาจากอิทธิพลของความร้อนท้ิงจากเคร่ือง LPM ระดบั ความเรว็ ของลมรอ้ นภายในตู้อบแหง้ 2, 3
ปรบั อากาศ มีอุณหภูมิอากาศไหลผ่านเข้าแผงแลก และ 4 m/s พบว่าอุณหภูมิภายในตู้อบแห้งสูงสุด
เปลย่ี นความรอ้ นต่ากวา่ อุณหภูมขิ องน้าท่ีไหลเขา้ แผง เท่ากบั 41, 42 และ 44˚C ความช้นื สุดทา้ ยของเมล็ด
แลกเปล่ยี นความร้อน ซ่ึงส่งผลให้อากาศท่ีไหลผ่าน ข้าวเป ลือกลด ลงมีค่าเท่ ากับ 18.44, 16.7 และ
แผงแลกเปลย่ี นความรอ้ นนนั้ กลบั ไประบายความรอ้ น 13.9 % db อัตราการอบแห้งเฉล่ียเท่ากับ 0.085,
0.095 และ 0.121 kg,water/hr ตามลาดับ จะเห็นได้
ว่าท่ีความเรว็ ลม 4 m/s มีความสามารถในการสร้าง
44
อุณหภูมิภายในตู้อบแห้ง ลดความช้นื และอตั ราการ มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยพี ระจอมเกล้าพระนครเหนือ,
อบแห้งดที ่สี ุด เน่ืองจากตู้อบแหง้ ต้องอาศยั ความเร็ว (2555).
ลมเป็นตวั นาพาความช้นื ออกจากเมลด็ ขา้ วเปลอื ก ยงิ่ [2] ชลนั ทร ยศบุญเรอื ง, พจนา มูลถา และรฐั พล ป๋ า
มคี วามเรว็ สูงก็จะสามารถพาความช้นื ออกจากเมล็ด คา. เคร่ืองอบแห้งลมร้อนด้วยพลงั งานแสงอาทิตย์.
ขา้ วเปลอื กไดม้ าก และอตั ราการอบแห้งจะข้นึ อยู่กบั ปริญ ญ าวิศวกรรมศาสตรบัณ ฑิต. สาขาวิชา
การดงึ ความชน้ื ออกจากเมลด็ ขา้ วเปลอื ก ซง่ึ เป็นผลมา วศิ วกรรมเครอ่ื งกล. มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคล
จากความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิกับความเร็วลม ลา้ นนา ภาคพายพั เชยี งใหม่, (2556).
เมลด็ ขา้ ว เปลอื กทอ่ี บแหง้ มแี นวโน้มจะแหง้ เรว็ ขน้ึ ถา้ [3] วิทยา ชาญประไพร และสุรเดช จนั ทร์หม่นื ไวย.
อุณหภูมิและความเร็วลมเพ่มิ ข้นึ แสดงให้เห็นได้ว่า การทาน้ าร้อน ด้วยแผ่น นาความ ร้อน พ ลังงาน
ความเรว็ ลมส่งผลต่อการแลกเปลย่ี นความรอ้ นท่ีแผง แสงอาทติ ย.์ ประกาศนียบตั รวชิ าชพี ชนั้ สูง. โปรแกรม
สร้างความร้อนให้แก่ตู้อบแห้ง และเม่ืออุณหภูมิ วิช า ช่ า งย น ต์ งา น ร อ ง เค ร่ือ งท า ค ว า ม เย็น แ ล ะ ป ร ับ
ภ า ย น อ ก ตู้ อ บ แ ห้ ง เป ล่ี ย น แ ป ล ง ส่ ง ผ ล ให้ อุ ณ ห ภู มิ อากาศ. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน,
ภายในตอู้ บแหง้ เปลย่ี นแปลงตามไปดว้ ย และจากการ (2558).
ทดลองนาความร้อนท้ิงจากเคร่อื งปรบั อากาศมาใช้ [4] รุ่งทวี ผดากาล และสุรชัย รดาดาร. การศึกษา
ร่วม กบั พลงั งานแสงอาทิตย์ พบว่ามีปริมาณความ ปัจจยั ท่มี ีผลต่อประสทิ ธภิ าพของระบบผลติ น้าร้อน.
รอ้ นทส่ี ูญเสยี ออกไปเฉลย่ี เท่ากบั -1.12, -1.14 และ - ปริญ ญ าวิศวกรรมศาสตรบัณ ฑิต . สาขาวิชา
1.02 kW ตามลาดบั ซ่ึงเป็นผลมาจากน้าท่ีออกจาก วศิ วกรรมเคร่อื งกล. มหาวทิ ยาลยั เกษตรศาสตร์ วทิ ยา
ตู้ อ บ แ ห้ ง เข้ า แ ผ ง แ ล ก เป ล่ี ย น ค ว า ม ร้ อ น ท้ิ ง ข อ ง เขตบางเขน, (2553).
เคร่อื งปรบั อากาศท่ที าง เข้า-ออกของแผงมีอุณหภูมิ [5] อนิรุทธิ์ ต่ายขาว และสมบัติ ทีฆทรพั ย์. เคร่อื ง
ลดลงเฉลย่ี 2˚C เน่ืองจากอุณหภูมนิ ้าเขา้ มอี ุณหภมู สิ ูง อบแห้งพลงั งานแสงอาทิตย์ชนิดพาความร้อนแบบ
กว่าอุณหภูมิความร้อนท้ิงจากเคร่อื งปรบั อากาศจึง ธรรมชาตแิ ละชนิดพาความร้อนแบบบงั คบั . ปรญิ ญา
ส่งผลให้สูญเสยี ความรอ้ นดงั กล่าว และเม่อื นามาคดิ วศิ วกรรมศาสตรบณั ฑติ . สาขาวชิ าวศิ วกรรมเคร่อื งกล.
เป็นความรอ้ นทส่ี ญู เสยี ไปอย่ทู ่ี 0.079 kW ดงั นัน้ หาก มหาวทิ ยาลยั อสี เทริ น์ เอเชยี , (2556).
พจิ ารณาจากแนวคดิ ทต่ี งั้ ไว้ขา้ งต้น โดยนาความรอ้ น [6] นพรตั น์ อมตั ิรตั น์, ธณัฏยศ สมใจ, ธวชั ชยั จารุ
ท้งิ จากเคร่อื งปรบั อากาศมาใช้ร่วมกบั ความร้อนจาก วงศว์ ทิ ยา และอภเิ ดช บญุ เจอื . “การออกแบบอุปกรณ์
พลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงท่ีแสงแดดน้อยหรือไม่ แลกเปลย่ี นความรอ้ นสาหรบั การนาพลงั งานความรอ้ น
เพียงพอนัน้ ไม่สามารถนาความร้อนท้ิงจากเคร่ือง ทง้ิ จากอุปกรณ์ควบแน่นของระบบปรบั อากาศสาหรบั
ปรบั อากาศมาชดเชยได้ แต่กลบั ทาให้สูญเสยี ความ ผ ลิต น้ าร้อ น ”. ก ารป ระชุ ม วิช าก ารเค รือ ข่ าย
รอ้ นของระบบมากกวา่ การนาความรอ้ นมาใชใ้ นระบบ วิศวกรรมเคร่ืองกลแห่งประเทศไทย ครงั้ ท่ี 29. 1-3
กรกฎาคม 2558. นครราชสมี า: หน้า 1275-1284.
5. เอกสารอ้างอิง [7] ทินกร มโนประเสริฐ. การศึกษาปั ญ หาและ
อุป สรรคของระบ บ ทาน้ าร้อน ด้วยแสงอาทิต ย์
[1] ฉัตรชยั นิมมล. ประสทิ ธภิ าพการใชพ้ ลงั งานของ ภายในประเทศ. ปริญญาวิศวกรรมศาสตรบัณฑิต.
กระบวนการลดความชน้ื ขา้ วเปลอื กดว้ ยเครอ่ื งอบแหง้ สาขาวชิ าวศิ วกรรมเคร่อื งกล. มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยี
แบบพาความรอ้ นชนิดท่อเกลยี ว. ปรญิ ญาวศิ วกรรม พระจอมเกลา้ ธนบรุ ,ี (2538).
ศาสตรบัณฑิต. สาขาวิชาวิศวกรรมขนถ่ายวัสดุ.
45
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
[8] ศภุ ชยั กรี ตกิ าญจน์พงศ์. การวเิ คราะหฮ์ ที ปัม๊ เสรมิ [17] David R. Lide (ed). (2018, October. 17).
พลังงานแสงอาทิตย์ในระบบทาน้าร้อน. ปริญญา Thermal conductivity of elements. [Online],
วิ ศ ว ก ร ร ม ศ า ส ต ร บั ณ ฑิ ต . ส า ข า วิ ช า Available: https://th.wikipedia.org/wiki/Thermal
วศิ วกรรมเคร่อื งกล. มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยพี ระจอม conductivity of elements
เกลา้ ธนบุร,ี (2542). [18] เทวรตั น์ ทพิ ยวมิ ล, ปรศิ นา แสงรุง้ และปัตตะนี
[9] ธนะกิตติ ์ ถาภักดี. การประหยัดพลังงานใน สตุ ตะนา. “สมบตั ทิ างกายภาพและความรอ้ นทส่ี มั พนั ธ์
เคร่อื งปรบั อากาศแบบแยกส่วนโดย Liquid-Suction กบั ความช้นื ของขา้ วขาวดอกมะลิ 105”. การประชุม
Heat Exchanger. ป ริ ญ ญ า วิ ศ ว ก ร ร ม ศ า ส ต ร วชิ าการสมาคมวศิ วกรรมเกษตรแห่งประเทศไทย ครงั้
มห าบัณ ฑิ ต. สาขาวิชาเทคโน โลยีพ ลังงาน . ท่ี 13. 4-5 เมษายน 2555. เชยี งใหม่: หน้า 526-531.
มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยพี ระจอมเกลา้ ธนบุร,ี (2549).
[10] สุธีร์ วิศิษฏ์เจริญ. การทดสอบการประหยัด
พลงั งานของเครอ่ื งปรบั อากาศแบบแยกสว่ นทใ่ี ชน้ ้าใน
การระบายความรอ้ นทต่ี วั ควบแน่น. ปรญิ ญาวศิ วกรรม
ศาสตรมหาบัณฑิต. สาขาวิชาเทคโนโลยีพลังงาน.
มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยพี ระจอมเกลา้ ธนบรุ ,ี (2550).
[11] สุกิจ ช่วยเน่ือง. การหาสภาวะท่ีเหมาะสมเพ่ือ
ระบายความร้อนท่ีคอนเดนเซอร์ด้วยอากาศเปี ยก .
ปริญญาวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต. สาขาวิชา
เทคโนโลยีอุณหภาค. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระ
จอมเกลา้ ธนบุร,ี (2545).
[12] ฐิติพร ถมยาพิทักษ์. การทาน้าร้อนจากความ
ร้อนท้ิงของเคร่ืองปรับอากาศ. ปริญญาวิศวกรรม
ศาสตรมหาบัณฑิต. สาขาวิชาเทคโนโลยีการจัด
การพลงั งาน. มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยีพระจอมเกล้า
ธนบรุ ,ี (2545)
[13] ธวัชชัย จารุวงศ์วิทยา. เทอร์โมไดนามิกส์.
มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน. 2559
[14] ชชู ยั ต.ศริ วิ ฒั นา. การทาความเยน็ และการปรบั
อากาศ. สมาคมส่งเสริมเทคโนโลยี (ไทย-ญ่ีปุ่น),
กรงุ เทพฯ. 28, 2558.
[15] ธวัชชัย จารุวงศ์วิทยา. การปรับอากาศ 1.
มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน. 2559
[16] YUNUS A. CENGEL. HEAT and MASS
TRANSFER. Mcgraw-hill International
Enterprises. 5th Ed, 2015.
46
รหสั บทความ : AMA06
การทดสอบสมรรถนะและวิเคราะหต์ ้นทุนเชิงเศรษฐศาสตร์
ของการใช้โดรนฉีดพน่ สารเคมีทางการเกษตร
Field Performance Evaluation and Economic Cost Analysis of
Agricultural Drone for Crop Spraying
คธา วาทกจิ 1*
1 ผชู้ ่วยศาสตราจารย์ สาขาวชิ าวศิ วกรรมเกษตร สานักวชิ าวศิ วกรรมศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยสี รุ นารี
111 ถนนมหาวทิ ยาลยั ตาบลสุรนารี อาเภอเมอื ง จงั หวดั นครราชสมี า 30000
*ตดิ ต่อ: [email protected], 044224225, 044224610
บทคดั ย่อ
โดรนทางการเกษตรเป็นหน่ึงในเทคโนโลยที เ่ี รมิ่ นิยมใชง้ านกนั อย่างแพร่หลายมากขน้ึ โดยเฉพาะการนามาใชเ้ พ่อื
ฉีดพ่นสารเคมี ซ่งึ นอกจากจะช่วยประหยดั เวลาและลดจานวนแรงงานแลว้ ยงั ฉีดพ่นได้อย่างสม่าเสมอ ช่วยลด
ความเสยี หายในแปลงพชื เม่อื เทยี บกบั การใช้แรงงานลงไปฉีดพ่นโดยตรง งานวจิ ยั น้ีมวี ตั ถุประสงค์เพ่อื ทดสอบ
สมรรถนะและวิเคราะห์ต้นทุนเชิงเศรษฐศาสตร์ของการใช้โดรนฉีดพ่นสารเคมีทางการเกษตร สาหรบั ใช้เป็น
แนวทางในการเลอื กโดรนให้เหมาะสมกบั การใชง้ านของเกษตรกร จากผลการศึกษาโดยใชโ้ ดรนทางการเกษตร
ขนาดความจถุ งั น้ายา 6 ลติ รเพ่อื ทดสอบการบนิ เพอ่ื ฉดี พ่นในพน้ื ทร่ี ปู สเ่ี หลย่ี มผนื ผา้ ขนาด 1 ไร่ พบวา่ สมรรถนะใน
การทางานของโดรนจะขน้ึ อยู่กบั ปัจจยั ต่างๆ ไดแ้ ก่ขนาดความจุของแบตเตอร่ี ความเรว็ ในการบนิ ความยาวของ
แปลง ปรมิ าณน้าทบ่ี รรจุ หน้ากวา้ งและอตั ราการฉีดพ่น จากการทดสอบเม่อื ปรบั ตงั้ รูปแบบการทางานตามค่าท่ี
แนะนาโดยบรษิ ทั ผผู้ ลติ โดรนจะมคี วามสามารถในการทางานจรงิ เชงิ พน้ื ทป่ี ระมาณ 10 ไร่/ชม. ประสทิ ธภิ าพการ
ทางานเชิงเวลาเท่ากบั 92 % โดยมีต้นทุนของแบตเตอร่ใี นการข้ึนบินแต่ละครงั้ เท่ากับ 18.7 บาทต่อไร่ เม่ือ
พจิ ารณาราคาต้นทุนของโดรนและราคาท่รี บั จา้ งบนิ ฉีดพ่นโดยทวั่ ไปในอตั รา 80 บาทต่อไร่จะถึงจุดคุ้มทุนเม่อื
รบั จา้ งอย่างน้อย 380 ไร่
คาหลกั : โดรนทางการเกษตร; การฉีดพ่นสารเคม;ี การวเิ คราะหต์ น้ ทุนเชงิ เศรษฐศาสตร์
Abstract
Agricultural drone is one of the latest technologies which has been widely used especially for chemical
spraying. The benefits of agricultural drone are time and labor cost saving. Consequently, the fertilizer
and pesticides can be sprayed thoroughly. Comparing with the human labor, drone has less chance to
damage the crop planting directly. This research was aimed to evaluate the field performance and
analyze the economic costs in order to provide the effective means of selections for application of drones
in crop production. The results showed that the field performance testing in the rectangular shaped area
about 1 Rai of agriculture sprayer drone with 6 liters capacity were depended on many factors i.e., battery
47
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
capacity, flying speed, length of field, volume of water, spray width and spray rate. When setting up the
drone parameters as according to the manufacturer’s recommended, the effective field capacity was
about 10 Rai per hour. Time efficiency was about 92 %. The battery depreciation rate for each flight was
about 18.7 Baht per Rai. As for the results when considering a net price of agricultural drone and the cost
of wages at 80 Baht per Rai. The minimum area of hiring at the break even point was about 380 Rai.
Keywords: Agricultural drone; Chemical spraying; Economic cost analysis
1. บทนา ทางการเกษตรในปัจจุบนั จะยงั มรี าคาค่อนขา้ งสูงเม่อื
เทยี บกบั ประโยชน์ในการใชง้ านซ่งึ จากัดอยู่เพยี งการ
ปัจจุบันสัดส่วนแรงงานในภาคเกษตรทัว่ โลกมี ฉีดพ่นสารเคมกี าจดั ศตั รพู ชื เท่านัน้ ส่งผลใหเ้ กษตรกร
แนวโน้มทจ่ี ะลดลงจาก 33% ในปี 2553 เป็น 27% ใน ทวั่ ไปจงึ นิยมท่จี ะใช้บรกิ ารการรบั จา้ งฉีดพ่นสารเคมี
ปี 2562 [1] สวนทางกับความต้องการพืชผลทาง จากผปู้ ระกอบการทล่ี งทุนซ้อื โดรนทางการเกษตรเพ่อื
การเกษตรโลกในปัจจุบัน โดยจากรายงานข้อมูล รบั งานฉดี พ่นโดยเฉพาะ
ค่าเฉลย่ี ขององค์การเพ่อื ความร่วมมือและการพฒั นา
ท า งเศ ร ษ ฐ กิ จ (Organisation for Economic Co- จากการคาดการณ์ของรายงานผลการวิเคราะห์
operation and Development,OECD) ในช่วงปี 2560 [2] พบว่าเม่ือการใช้งานโดรนทางการเกษตรได้รบั
- 2562 คาดว่าความต้องการพืชผลทางการเกษตรมี ความนยิ มและมกี ารแขง่ ขนั กนั ทางดา้ นราคาของโดรน
แนวโน้มทจ่ี ะเพมิ่ ขน้ึ เฉลย่ี ปีละ 1.8% ส่งผลใหเ้ กดิ การ มากข้ึน เกษตรกรบางกลุ่มมีแนวโน้มท่ีจะตัดสนิ ใจ
ขาดแคลนแรงงานมากข้นึ และเรม่ิ มกี ารนาเทคโนโลยี เลอื กซ้อื โดรนเพ่อื นามาใชง้ านเอง โดยเฉพาะในกลุ่มท่ี
ต่างๆ เข้ามาช่วยแก้ปัญหาดงั กล่าว ในประเทศไทย มีพ้ืนท่ีทาการเกษตรอยู่ระหว่าง 21 - 30 ไร่ ซ่ึงมี
ปั ญ ห า ข องการข า ด แค ลน แ รงงา น ผ น วกกับ จา น ว น จานวนมากกว่า 1.2 ล้านครวั เรือน โดยทัว่ ไปโดรน
เกษตรกรท่ีเร่ิมหันทาเกษตรแปลงใหญ่มากข้ึน จึง ทางการเกษตรทม่ี จี าหน่ายในประเทศไทยจะมที งั้ แบบ
ส่งผลทาให้เกิดการพฒั นาและประยุกต์ใชเ้ ทคโนโลยี นาเข้ามาทัง้ ลาและนาเข้าช้ินส่วนย่อยๆ มาจาก
ใหม่ๆ ในทางการเกษตรมากขน้ึ เรมิ่ ตงั้ แตข่ นั้ ตอนการ ต่างประเทศเพ่ือนามาประกอบข้ึนเป็ นตัวลาโดย
เตรยี มแปลง การปลูก การดแู ลรกั ษาและการเกบ็ เกย่ี ว เลือกใช้ช้ินส่วนจากบริษัทผู้ผลิตในแหล่งต่างๆ ซ่ึง
มีก ารใช้เค ร่ือ งทุ่ น แ รงแ ล ะระบ บ อัต โน มัติ ใน อาจจะส่งผลให้สมรรถนะและประสทิ ธิภาพของโดรน
กระบวนการต่างๆ เพ่อื เข้ามาช่วยลดต้นทุนและเพมิ่ แต ก ต่ างจ าก ท่ีระบุ ไว้ต าม คุ ณ ลัก ษ ณ ะเฉ พ าะข อ ง
ผลผลิต อากาศยานไร้คนขับ (Unmanned Aerial อุปกรณ์เดิมรวมไปถึงต้นทุนในการใช้งานต่างๆ ท่ี
Vehicle, UAV) ห รือ โด ร น (Drone) เป็ น ห น่ึ งใน เก่ียวข้อง ดังนั้นงานวิจัยน้ีจึงมีวัตถุประสงค์ท่ีจะ
เทคโนโลยที ่ีเร่ิมนิยมนามาใช้งานทางการเกษตรกนั ท ด ส อ บ ส ม ร ร ถ น ะ แ ล ะ วิ เค ร า ะ ห์ ต้ น ทุ น เชิ ง
อย่างแพร่หลายมากขน้ึ โดยเฉพาะการนามาใชเ้ พ่อื ฉีด เศรษฐศาสตร์ของการใช้โดรน สาหรบั ใชเ้ ป็นแนวทาง
พ่นสารเคมี ซ่ึงนอกจากจะช่วยประหยดั เวลาและลด ใน กา รเลือก โด รน ให้เห ม าะส ม กับ การ ใช้งาน ข อ ง
จานวนแรงงานแล้ว ยังสามารถฉีดพ่นได้อย่าง เกษตรกรท่ีสนใจและต้องการจะใช้โดรนเพ่ือฉีดพ่น
สม่าเสมอ ช่วยลดความเสยี หายในแปลงพชื เม่อื เทยี บ สารเคมที างการเกษตรในอนาคตตอ่ ไป
กับการใช้แรงงานลงไปฉีดพ่นโดยตรง ถึงแม้โดรน
48
2. วิธีดาเนินการ [3] โดยใช้ความเร็วในการบินและอัตราการฉีดพ่น
เฉล่ียและปรบั ตัง้ รูปแบบการทางานของโดรนตาม
การทดสอบสมรรถนะและวิเคราะห์ต้นทุนเชิง ขอ้ มลู ทแ่ี นะนาจากบรษิ ทั ผผู้ ลติ รูปท่ี 1 แสดงรปู แบบ
เศรษฐศาสตร์ของโดรนทางการเกษตรในงานวิจยั น้ี ของแปลงและแนวเสน้ ทางการบนิ ทดสอบเพ่อื ประเมนิ
พจิ ารณาจากโดรนฉีดพ่นสารเคมขี นาดถงั บรรจุน้ายา ส ม ร ร ถ น ะ ก า ร ท า ง า น ข อ งโ ด ร น ใน ก า ร บิ น ฉี ด พ่ น
6 ลิตร ซ่ึงเป็นโดรนฉีดพ่นสารเคมีขนาดเล็กสุดท่ีมี แบบต่อเน่ือง
ขายในท้องตลาดทัว่ ไป ตารางท่ี 1 แสดงข้อมูล
ลกั ษณะจาเพาะท่สี าคญั ของโดรนทางการเกษตรทใ่ี ช้ รปู ที่ 1 รปู แบบของแปลงและเสน้ ทางการบนิ ทดสอบ
ในการทดสอบซง่ึ ระบขุ อ้ มลู อา้ งองิ มาจากบรษิ ทั ผผู้ ลติ เพอ่ื ประเมนิ สมรรถนะของโดรนทางการเกษตร
ตารางท่ี 1 ลกั ษณะจาเพาะของโดรนทางการเกษตรท่ี ก ารป ระ เมิ น แ ล ะวิเค ราะห์ ต้ น ทุ น เชิ ง
เศรษฐศาสตร์จะพิจารณาจากราคาของโดรนรวม
ใชใ้ นการทดสอบ แบตเตอร่ี โดยกาหนดให้มีอายุการใช้งานทาง
เศรษฐศาสตร์ 5 ปี เพ่อื นามาใชค้ านวณค่าเส่อื มราคา
รายการ ลกั ษณะจาเพาะ และราคารบั จา้ งบนิ ฉีดพ่นโดยทวั่ ไปในอตั ราเฉลย่ี 80
บาทต่อไร่ ทจ่ี านวนรอบการชาร์จ 500 ครงั้ เพ่อื ใชง้ าน
ขนาดถงั บรรจุ 6 ลติ ร แบตเตอร่ีจนเส่ือมสภาพ โดยไม่รวมค่าใช้จ่ายของ
สารเคมที ่ใี ช้ในการฉีดพ่นเพ่อื นามาคานวณหาต้นทุน
จานวนใบพดั 4 ใบพดั
จานวนหวั ฉดี 4 หวั ฉดี ละอองการฉีด
พ่นรปู ทรงกรวย
หน้ากวา้ งการฉดี พน่ 1.5 เมตร
(ทร่ี ะดบั ความสงู 2 เมตร)
อตั ราการฉดี พน่ 1.5 – 2.5 ลติ รต่อนาที
(ทอ่ี ตั ราการฉีดพน่ 75%)
ความเรว็ ในการบนิ 0.5 – 4.5 เมตรตอ่ วนิ าที
น้าหนักรวม 17.4 กโิ ลกรมั
ขนาดแบตเตอร่ี 22.2 โวลต์
16000 mAh
ราคาแบตเตอร่ี 9,350 บาท
ราคารวม 116,640 บาท
(แบตเตอร่ี 2 กอ้ น)
การทดสอบสมรรถนะการฉีดพ่นของโดรนจะ
ประกอบด้วยการทดสอบการบนิ ฉีดพ่นน้าในพน้ื ทร่ี ูป
ส่เี หล่ยี มผืนผา้ ขนาด 1 ไร่ โดยบนั ทกึ ขอ้ มูลเวลาท่ใี ช้
ในการบนิ ทงั้ หมด เวลาท่สี ูญสยี ในการหยุดเล้ยี วทห่ี วั
แปลง เวลาท่ีสูญเสียในการบินกลับมาเติมน้า เพ่ือ
วเิ คราะห์หาความสามารถในการทางานจรงิ เชงิ พ้นื ท่ี
ประสทิ ธภิ าพการทางานเชงิ เวลาตามหลกั การทดสอบ
ประสทิ ธภิ าพและสมรรถนะของเคร่อื งจกั รกลเกษตร
49
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
และจุดคุ้มทุนการใช้งานเฉพาะในส่วนของโดรนเม่ือ จะตอ้ งบนิ กลบั มาเปลย่ี นแบตเตอรอ่ี ย่างน้อย 1 ครงั้ ใน
นาไปฉดี พ่นสารเคมเี ทา่ นนั้ ก า ร บิ น ฉี ด พ่ น ต่ อ พ้ื น ท่ี 1 ไ ร่ ส่ ง ผ ล ใ ห้ มี
ค่าใช้จ่ายแปรผนั เท่ากบั 18.7 บาท/ไร่ (9,350 บาท /
4. ผลการวิจยั และอภิปรายผลการวิจยั 500 ครงั้ / 1 ไร่ต่อครงั้ ) และเม่อื พจิ ารณาจากราคาท่ี
รบั จา้ งบนิ ฉีดพน่ โดยทวั่ ไปในอตั ราเฉลย่ี 80 บาทตอ่ ไร่
ผลทดสอบของโดรนทางการเกษตรแสดงดังใน จะต้องนาโดรนไปใชง้ านไปอย่างน้อย 380 ไร่ต่อปี จงึ
ตารางท่ี 2 จากข้อมูลจะเห็นว่าในการบินฉีดพ่น จะถึงจุดคุ้มทุน จากผลการทดสอบดังกล่าวแสดงให้
ต่อเน่ืองในพ้นื ท่ี 1 ไร่ โดยใช้ความเรว็ ในการบนิ และ เหน็ วา่ ขนาดความจุของแบตเตอร่ี ความเรว็ ในการบนิ
อตั ราการฉดี พ่นน้าเฉลย่ี ทป่ี ระมาณ 2.5 เมตรต่อวนิ าที ปริมาณน้าท่ีโดรนสามารถบรรจุได้ หน้ากว้างและ
และ 2 ลติ รตอ่ นาที ตามลาดบั โดรนจะตอ้ งเสยี เวลาใน อัตราการฉีดพ่นจะส่งผลต่อความสามารถในการ
การบนิ เพ่อื กลบั มาเตมิ น้า 1 รอบ เน่ืองจากขนาดของ ทางานของโดรน โดยความจุของแบตเตอร่จี ะเป็นตวั
ถงั บรรจุท่มี จี ากดั ซ่ึงจะทาให้สามารถบนิ ฉีดพ่นอย่าง แปรหลักเน่ืองจากจะเป็ นปัจจยั ท่ีกาหนดถึงเวลาท่ี
ต่อเน่ืองได้เพยี ง 2 - 3 นาที ส่งผลให้เกดิ การสูญเสยี โดรนสามารถใช้ในการบินทัง้ หมดต่อ 1 เท่ียว ทงั้ น้ี
เวลาในการปฏิบัติงานและมีความสามารถในการ ระดบั ปรมิ าณการใชพ้ ลงั งานจากแบตเตอรจ่ี ะขน้ึ อยกู่ บั
ทางานจรงิ เชงิ พน้ื ทล่ี ดลงเลก็ น้อย ปรมิ าณน้าทโ่ี ดรนบรรจุขน้ึ ไปฉีดพน่ อกี ดว้ ย สอดคลอ้ ง
กบั งานวจิ ยั ทร่ี ะบุว่าประสทิ ธภิ าพการทางานเชงิ เวลา
ตารางที่ 2 สรุปข้อมูลการทดสอบสมรรถนะและผล ของโดรนจะขน้ึ อย่กู บั การวางแผนการบนิ และปรมิ าณ
ของแบตเตอร่ี [4]
การวเิ คราะหก์ ารทางานของโดรนทางการเกษตร
6. เอกสารอ้างอิง
รายการ ขอ้ มลู การทดสอบ
[1] ธนาคารโลก (2563). รายงานตามติดเศรษฐกิจ
เวลาทใ่ี ชใ้ นการบนิ ทงั้ หมด 6 นาที ไทย : ผลติ ภาพเพ่อื ความมงั่ คงั่ ของประเทศ. รายงาน
ประจาเดอื นมกราคม 2563.
เวลาทใ่ี ชใ้ นการบนิ เพ่อื ฉีดพน่ 5.5 นาที [2] ศูนย์วิจัย Krungthai COMPASS. กลยุทธ์พิชิต
ธุรกิจโดรนเกษตรไทย. รายงานผลการวิเคราะห์
เวลาทบ่ี นิ เพ่อื กลบั มาเตมิ น้าและ 0.5 นาที กนั ยายน 2563.
[3] วนิ ิต ชนิ สุวรรณ. 2530. เคร่อื งจกั รกลเกษตรและ
หยดุ เลย้ี วกลบั ทห่ี วั แปลง การจัดการเบ้ืองต้น . เอกสารประกอบการสอน
ภาควิชาวิศวกรรมเกษตร คณะวิศวกรรมศาสตร์
จานวนครงั้ ทบ่ี นิ กลบั มาเตมิ น้า 1 ครงั้ มหาวทิ ยาลยั ขอนแก่น. 220 หน้า.
[4] Wang S L, Song J L, He X K, Song L, Wang
ปรมิ าณการใชง้ านแบตเตอร่ี 20 % X N, Wang C L, et al. Performances evaluation of
four typical unmanned aerial vehicles used for
ความสามารถในการทางาน 10.8 ไร่ต่อชวั ่ โมง pesticide application in China. Int J Agric & Biol
Eng, 2017; 10(4): 22–31
(ทางทฤษฎ)ี
ประสทิ ธภิ าพการทางานเชงิ เวลา 92 %
ความสามารถในการทางานจรงิ 10 ไร่ต่อชวั ่ โมง
ตน้ ทนุ ค่าเสอ่ื มของแบตเตอร่ี 18.7 บาทต่อไร่
จากขอ้ มูลพบว่าต้นทุนคงท่ี (ค่าเส่อื มราคา) ของ
โดรนจะอย่ทู ่ี 23,348 บาทต่อปี (116,640 บาท / 5 ปี)
ขณะท่ีผลการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าเม่ือพิจารณา
จากการใชพ้ ลงั งานของแบตเตอรใ่ี นการบนิ แต่ละครงั้ ท่ี
ลดลงจนถงึ ระดบั 80% (ซง่ึ เป็นระดบั ของแรงดนั ไฟฟ้า
ท่ตี ้องนาแบตเตอรก่ี ลบั มาชาร์จใหม่) จะพบว่าโดรน
50
รหสั บทความ : AMA07
อิทธิ พลของอากาศอบแห้งแบบเป็ นช่วงต่อการอบแห้งข้าวเปลือก
ด้วยเครอ่ื งอบแห้งแบบพาหะลม
Influence of Pulse Flow Drying Air on Paddy Drying
with Pneumatic Dryer
ณฐั พงษ์ วงศบ์ บั พา1* กระวี ตรอี านรรค1 และ เทวรตั น์ ตรอี านรรค2
1 สาขาวชิ าวศิ วกรรมเครอ่ื งกล สานกั วชิ าวศิ วกรรมศาสตร์ มาหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยสี ุรนารี
2 สาขาวชิ าวศิ วกรรมเกษตร สานักวชิ าวศิ วกรรมศาสตร์ มาหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยสี ุรนารี
1,2 เลขท่ี 111 ถนนมหาวทิ ยาลยั ตาบลสรุ นารี อาเภอเมอื ง จงั หวดั นครราชสมี า 30000
*ตดิ ต่อ: [email protected], 062-7149796
บทคดั ยอ่
งานวจิ ยั น้ีมวี ตั ถุประสงค์เพ่อื ศกึ ษาอทิ ธพิ ลของความเรว็ อากาศอบแหง้ แบบเป็นช่วงในท่ออบแหง้ แนวดง่ิ ทม่ี ผี ลต่อ
การอบแหง้ ขา้ วเปลอื กดว้ ยเคร่อื งอบแหง้ แบบพาหะลม เคร่อื งตน้ แบบทถี่ ูกใชใ้ นการศกึ ษาน้ีใชห้ ออบแหง้ แบบท่อ
ตงั้ ตรงแนวดงิ่ ขนาดเสน้ ผ่านศูนยก์ ลาง 3.81 เซนตเิ มตร สูง 100 เซนตเิ มตร ทดสอบอบแหง้ ขา้ วเปลอื กพนั ธุ์หอม
ปทุม 15 กโิ ลกรมั ความช้นื เรมิ่ ต้นรอ้ ยละ 22-25 มาตรฐานเปียก อบแหง้ ดว้ ยอากาศอุณหภูมิ 80 องศาเซลเซยี ส
จนมคี วามช้นื เป็นรอ้ ยละ 14 มาตรฐานเปียก ทาการอบแหง้ ดว้ ยรปู แบบการป้อนอากาศเขา้ หออบแหง้ ทแ่ี ตกต่าง
กนั สองสภาวะคอื ทส่ี ภาวะอากาศอบแห้งแบบคงที่ และทสี่ ภาวะอากาศอบแหง้ แบบเป็นช่วง (Pulse flow) เพ่อื
ศกึ ษาพฤตกิ รรมการอบแหง้ อตั ราการอบแหง้ ความสน้ิ เปลอื งพลงั งานจาเพาะ และประสทิ ธภิ าพเชงิ ความรอ้ นใน
การอบแหง้ ผลการทดสอบพบว่าทส่ี ภาวะอากาศอบแหง้ แบบเป็นช่วง (Pulse flow) ใชเ้ วลาอบแหง้ น้อยกว่า มี
อตั ราการอบแหง้ สงู กว่า ใชพ้ ลงั งานรวมจาเพาะน้อยกว่า และมปี ระสทิ ธภิ าพเชงิ ความรอ้ นสูงกว่าในช่วงความชน้ื
ขา้ วเปลอื กสูง เม่อื เปรยี บเทยี บกบั การอบแหง้ ทส่ี ภาวะอากาศอบแห้งแบบคงท่ี
คาหลกั : เคร่อื งอบแหง้ ขา้ วเปลอื กแบบพาหะลม; ความเรว็ อากาศอบแหง้ แบบเป็นช่วง; อตั ราการอบแหง้
Abstract
The objective of this research was to study the influence of drying air velocity by pulse flow in vertical
chamber with pneumatic dryer on paddy drying. The pneumatic dryer prototype was used in this study.
has the vertical tube with a diameter of 3.81 cm and height 100 cm as a drying chamber. The drying of
15 kg of Hom Pathum paddy at 22–25% initial wet basis moisture content is tested under the drying air
temperature 80ºC until its moisture is 14% wet basis. The test are performed with two different drying air
conditions: 1) constant velocity and 2) pulse flow velocity of drying air for study the drying behavior,
drying rate (DR), specific energy consumption (SEC), and thermal efficiency of drying. The results
51
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
showed that drying with pulse flow velocity conditions gives a shorter time, higher drying rate, lower total
SEC consumption, and higher thermal efficiency than drying with constant velocity conditions.
Keywords: Pneumatic Paddy Dryer; Pulse Flow Air Velocity; Drying Rate
1. บทนา ของอากาศแบบหมุนควง โดยวธิ ีทนี่ ิยมทีส่ ุดสาหรบั
เทคนิคการเพิม่ การถ่ายเทความรอ้ น คอื Passive
การอบแหง้ วสั ดุเกษตรโดยเฉพาะขา้ วเปลอื กเป็น technique เนื่องจากเป็นวธิ ที ีส่ ะดวกและประหยดั
กระบวนการทม่ี คี วามซบั ซอ้ นเป็นอย่างมาก เน่ืองจาก ค่าใชจ้ ่าย มนี ักวจิ ยั หลายท่านทไี่ ดท้ าการคดิ คน้ การ
มีความเก่ียวข้องกับการถ่ายเทความร้อนและการ เพิม่ การถ่ายเทความรอ้ นแบบ Passive technique
ถ่ า ย เท ม ว ล ค ว า ม ช้ื น อ อ ก จ า ก เม ล็ ด ข้ า ว เป ลื อ ก ดว้ ยการตดิ ตัง้ อุปกรณ์สรา้ งการไหลแบบหมุนควง
ตลอดจนมีการเปล่ียนแปลงสมบัติต่าง ๆ ของเมล็ด ภายในท่อแลกเปลย่ี นความรอ้ น หรอื ท่ออบแหง้ เช่น
ข้า ว เป ลือ ก ใน ข ณ ะท่ี ท าก า รอ บ แ ห้ ง ซ่ึ งเป็ น การใสใ่ บบดิ แบบเกลยี ว (twisted tape) [2, 3] การใส่
กระบวนการทข่ี น้ึ กบั เวลา อกี ทัง้ ยงั ไดร้ บั อทิ ธพิ ลจาก ลวดขด [4] การใส่ครบี [5] การใส่ปีก [6] ซึ่งอุปกรณ์
พารามเิ ตอร์ต่าง ๆ ในระหว่างการอบแห้ง เช่น มวล เหล่าน้ีจะทาหน้าทใี่ นการขดั ขวางการไหลของอากาศ
ของข้าวเปลือกท่ีใช้ในการอบแห้ง อุณภูมิอากาศ รอ้ น ซึ่งเป็นผลทาใหค้ ่าสมั ประสทิ ธถิ ์ ่ายเทความรอ้ น
อบแห้ง และความเร็วของอากาศอบแห้ง เป็ นต้น สูว่ สั ดุทีต่ ้องการนามาแลกเปลีย่ นความรอ้ นมคี ่าท่ี
อย่างไรกต็ ามเพ่อื ท่ีจะพฒั นาองค์ความรู้เก่ยี วกบั งาน สงู ขน้ึ และหากนาเทคนิคเหล่าน้ีมาใชก้ บั การอบแหง้
ทางด้านการอบแห้งวสั ดุเกษตร การทาวิจัยเพ่ือหา วสั ดุเกษตรกจ็ ะช่วยใหเ้ กดิ การอบแหง้ ทร่ี วดเรว็ ยง่ิ ขน้ึ
วธิ กี ารอบแห้งท่มี ีประสทิ ธภิ าพยงั คงต้องดาเนินการ Bhuiya et al. [7] ทาการทดลองเพ่อื เปรยี บเทยี บค่า
ต่อไป การถ่ายเทความรอ้ นในท่อแลกเปลีย่ นความรอ้ น
ระหว่างท่อผนังเรยี บ และท่อทีม่ กี ารใส่ใบบดิ แบบ
ปัจจุบนั เทคนิคการเพมิ่ การถ่ายเทความรอ้ นโดย เกลยี ว (twisted tape) โดยใบบดิ ดงั กล่าวมสี ดั ส่วน
อาศยั อากาศเป็นตวั กลาง เขา้ มามบี ทบาทสาคญั ความพรุน 4 ค่า (RP = 1.6, 4.5, 8.9 และ 14.7%)
อย่างมากในงานทางดา้ นวศิ วกรรม โดยเฉพาะอย่าง จากการทดลองพบว่าการใส่ใบบดิ แบบเกลยี ว
ยิง่ ในงานทางดา้ นการอบแหง้ วสั ดุทางการเกษตร (twisted tape) สามารถทาใหค้ ่าการถ่ายเทความรอ้ น
เทคนิคทีจ่ ะช่วยเพมิ่ การถ่ายเทความรอ้ นโดยทวั ่ ไป สูงขึน้ ไดม้ ากว่าท่อผนังเรยี บ อกี ทัง้ ยงั ทาใหค้ ่าตวั
แลว้ แบ่งออกเป็น 3 ประเภทดว้ ยกนั [1] คอื 1) ประกอบความเสยี ดทานเพิม่ ขนึ้ อกี ดว้ ย Bhuiya et
Active technique เป็นการใชพ้ ลงั งานภายนอกเขา้ มา al. [8] ทาการทดลองดว้ ยการใสใ่ บบดิ แบบเกลยี ว
ช่วยในการกระตุ้น เช่น การใชอ้ ุปกรณ์ทางกลทท่ี าให้ (twisted tape) แบบคู่ภายในท่อแลกเปลีย่ นความ
เกดิ การสนั่ ของของไหล หรอื การทาใหพ้ น้ื ผวิ ของวสั ดุ รอ้ น เพ่อื ศกึ ษาสมรรถนะเคร่อื งแลกเปลย่ี นความรอ้ น
เก ดิ ก า ร สัน่ 2) Passive technique เป็น ก า ร ใช้ ในท่อกลม จากการศกึ ษาพบว่าท่ีระยะใบบดิ 1.95 ให้
พลงั งานทส่ี รา้ งข้นึ มาเอง เช่น การเพมิ่ พน้ื ผวิ การทา ค่าสมรรถนะเชงิ ความรอ้ นสงู สุดเท่ากบั 1.35 ต่อมา
ใหผ้ วิ ขรุขระ หรอื ตดิ ตัง้ อุปกรณ์สรา้ งการไหลของ Skullong et al. [9] ศกึ ษาพฤตกิ รรมการไหลและการ
อากาศหมุนควง 3) Compound technique เป็ นการ ถ่ายเทความรอ้ นดว้ ยวธิ เี ชงิ ทดลองและการจาลองเชงิ
รวม Active technique และ Passive technique เขา้ ตวั เลข ดว้ ยการใส่ปีกสามเหลย่ี มทม่ี มี ุมปะทะการไหล
ดว้ ยกนั นัน่ คอื การใชอ้ ุปกรณ์ทางกลทที่ าใหเ้ กดิ การ
สนั ่ ของของไหลพรอ้ มกบั ตดิ ตงั้ อุปกรณ์สรา้ งการไหล
52
ของอากาศ 3 ค่า ( = 30º , 45º และ 60º) จาก 2. อปุ กรณ์และวิธีการ
2.1 เครอ่ื งอบแห้งต้นแบบที่ใช้ในการทดสอบ
การศึกษาพบว่ากรณีปีกมีการทามุม 60º ใหค้ ่าการ
ถ่ายเทความรอ้ นและความตา้ นทานการไหลมากสุด เคร่ืองอบ แ ห้งท่ีใ ช้ใน กา ร ทด ส อบ น้ี เป็ น เค ร่ือ ง
อบแห้งแบบพาหะลม (Pneumatic dryer) ขนาด
ในขณะทก่ี รณีปีกมกี ารทามุม 30º ใหค้ ่าสมรรถนะเชงิ เล็ก แสดงดังรูปท่ี 1
ความรอ้ นสงู สุด และยงั พบว่าการใส่ปีกภายในเคร่อื ง
แลกเปลีย่ นความรอ้ นใหค้ ่าการถ่ายเทความรอ้ น รปู ท่ี 1 (ก) ระบบของเครอ่ื งอบแหง้ ตน้ แบบทใ่ี ชท้ ดสอบ
รวมทงั้ สมรรถนะเชงิ ความรอ้ นทส่ี ูงกว่าการใสล่ วดขด (ข) เครอ่ื งอบแหง้ ตน้ แบบ
และใบบดิ แบบเกลยี ว (twisted tape) อกี ดว้ ย
เคร่อื งอบแหง้ ตน้ แบบมเี สน้ ผ่านศูนย์กลางของท่อ
จากการศกึ ษางานวจิ ยั ทีผ่ ่านมาแสดงใหเ้ หน็ ว่า อบแห้ง (Drying tube) ขนาด 3.81 เซนติเมตร (1.5
การตดิ ตัง้ อุปกรณ์เพื่อสร้างการไหลแบบหมุนควง น้ิว) ความยาวท่ออบแหง้ 100 เซนตเิ มตร ใชเ้ คร่อื งทา
ช่วยเพิม่ การถ่ายเทความรอ้ นไดเ้ ป็นอย่างดี ใน ความรอ้ นขนาด 4 กโิ ลวตั ต์ (ขดลวดความร้อนไฟฟ้า
งานวจิ ยั นี้ผูว้ จิ ยั จงึ มแี นวคดิ ทีจ่ ะคดิ คน้ ต่อยอดและ ประดิษฐ์) มอเตอร์เคร่อื งเป่ าลมขนาด 2.2 กิโลวตั ต์
พฒั นาเทคนิคการเพม่ิ การถ่ายเทความรอ้ นในบรเิ วณ
แลกเปลีย่ นความรอ้ นหรอื ท่ออบแหง้ อาศยั เทคนิค
ก า ร เพิ ม่ ก า ร ถ ่า ย เท ค ว า ม ร อ้ น แ บ บ Passive
technique ทีไ่ ม่มกี ารตดิ ตัง้ อุปกรณ์เสรมิ สรา้ งการ
ไหลแบบหมุนควงภายในท่อแลกเปลีย่ นความรอ้ น
โดยจะพฒั นารูปแบบการไหลของอากาศอบแหง้ ใหม้ ี
การไหลแบบเป็นช่วง (Pulse flow) กล่าวคอื อากาศ
จะไหลแบบเป็นช่วงตามคาบเวลาของการจ่ายและ
หยุดจ่ายอากาศ ส่งผลใหเ้ มลด็ ขา้ วเปลอื กเคล่อื นตวั
ไปตามพฤตกิ รรมของอากาศทไ่ี หลภายในท่ออบแหง้
(เคลื่อนทีแ่ บบขึน้ -ลง ภายในท่ออบแหง้ ตลอดการ
ทดสอบ) ซึ่งคาดว่าจะช่วยใหเ้ กิดการอบแหง้ ทีด่ ขี ึ้น
เนื่องจากเมลด็ ขา้ วเปลอื กเคลื่อนที่หลายรูปแบบ
ภายในหออบแหง้ ทงั้ แบบไหลไปพรอ้ มอากาศ (Co-
current flow) แ บ บ ไ ห ล ส ว น ท า ง ก นั ( Counter
current flow) และแบบไหลขวาง (Cross current
flow) การไหลจะเกดิ ความปัน่ ป่วนเป็นอย่างมากและ
จะสง่ ผลต่อสมั ประสทิ ธิถ์ ่ายเทความรอ้ นสู่วสั ดุท่ี
ต้องการอบแหง้ สงู ขน้ึ ดว้ ย อกี ทงั้ ดว้ ยลกั ษณะวธิ กี าร
เคล่ือนทีข่ องเมลด็ พชื แบบ ขน้ึ -ลง ในท่ออบแหง้ นัน้
ถอื เป็นอุปสรรคทีด่ ตี ่อการอบแหง้ ทีช่ ่วยทาใหเ้ มลด็
พชื มเี วลาไดส้ มั ผสั กบั อากาศอบแหง้ ในท่ออบแหง้
นานมากยงิ่ ขน้ึ อกี ดว้ ย
53
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
ของ Ventex รุ่น 2RB 710 H16 ซง่ึ สามารถปรบั ความ มาตรฐานเปียก และจะทาการลดความช้ืนด้วยชุด
รอ้ นและความเรว็ ลมได้ การทางานของเคร่อื งอบแหง้ ทดสอบต้นแบบทส่ี รา้ งขน้ึ โดยใหค้ วามช้นื ลดลงเหลอื
ขา้ วเปลือก เรมิ่ จากเคร่ืองเป่ าลมท่ีควบคุมความเรว็ ประมาณรอ้ ยละ 14 มาตรฐานเปียก ซง่ึ เป็นความชน้ื ท่ี
มอเตอร์ไฟ ฟ้ าด้วยอินเวอร์เตอร์ (Inverter) ของ เหมาะสมต่อการเก็บรกั ษา [10] โดยใชข้ า้ วเปลอื กใน
Frecon รุ่น F003b-4 ดูดอากาศจากสง่ิ แวดล้อมผ่าน การทดสอบครัง้ ละ 15 กิโลกรัม อัตราการป้ อน
ชดุ ออรฟิ ิสเพลท (Orifice plate) ซง่ึ เป็นอปุ กรณ์ในการ ข้าวเปลือก 1.00 กิโลกรมั ต่อนาที ความเร็วอากาศ
เทียบวัดความเร็วอากาศอบแห้ง ด้วย Differential อบแห้ง 8.68 เมตรต่อวินาที ควบคุมอุณหภูมิอากาศ
manometer ของ Kimo รุ่น CP103-PO แลว้ ผา่ นเขา้ สู่ อบ แ ห้ งให้ ค งท่ี ท่ี 80 อ งศ าเซ ล เซี ย ส โด ย ใช้
เคร่อื งทาความร้อน (Heater) ท่คี วบคุมอุณหภูมิด้วย Thermocouple type K เป็นตวั วดั ค่าอุณหภูมอิ ากาศท่ี
ตวั ควบคุมอุณหภูมิแบบ PID ของ Shinko รุ่น JCS- ท า ง เข้ า ท่ อ อ บ แ ห้ ง แ ล ะ ส่ ง สั ญ ญ า ณ ให้ กั บ
33A เพ่อื ใชเ้ ป็นอากาศอบแห้ง จากนัน้ อากาศอบแห้ง Temperature control ซ่งึ จะทาหน้าทค่ี วบคุมเคร่อื งทา
จะเคล่อื นตวั เขา้ สู่ท่ออบแห้ง (Drying tube) ท่วี างตัว ความร้อน (Heater) และทาการทดสอบเปรยี บเทียบ
ในแนวดง่ิ ในขณะเดยี วกนั ขา้ วเปลอื กช้นื จะถูกปล่อย การอบแห้งท่ีสองสภาวะอากาศคือ ท่ีสภาวะอากาศ
จ า ก ถั ง เ ก็ บ (Paddy container) ด้ ว ย ตั ว ป้ อ น อบแหง้ แบบคงท่ี และทส่ี ภาวะอากาศอบแหง้ แบบเป็น
ขา้ วเปลอื ก (Feeder) และถูกลาเลยี งไปพร้อม ๆ กบั ช่วง (Pulse flow) ซ่ึงการเกิดสภาวะอากาศอบแห้ง
อากาศอบแหง้ จากส่วนล่างของท่อขน้ึ ส่ดู า้ นบนและถูก แบบเป็นช่วงนัน้ เกดิ ขน้ึ จากการระบายอากาศอบแห้ง
นาออกทท่ี างปลายทอ่ ดา้ นบน ขา้ วเปลอื กจะตกลงสถู่ งั ดว้ ยการเปิด-ปิดวาล์วอากาศ ท่ตี าแหน่งต้นทางก่อน
เกบ็ อกี ครงั้ และรอการอบแหง้ ในรอบต่อไป ขา้ วเปลอื ก ทางเขา้ ท่ออบแหง้ โดยจะระบายอากาศอบแหง้ ดว้ ยโซ
ช้ืนและอากาศอบแห้งจะเคล่อื นท่ใี นทิศทางเดียวกนั ลนิ อยด์วาล์วแบบเป็นคาบเวลาผ่านการควบคุมเวลา
(Concurrent flow) เป็นลกั ษณะของการหอบเอาเมล็ด การเปิด-ปิดวาล์วด้วยชุดควบคุมเวลา (Timer Relay)
ข้าวให้ไหลไปตามกระแสอากาศ ซ่ึงจะเกิดการ เม่อื ทาการเปิดวาล์วระบายอากาศตามคาบเวลาแล้ว
แลกเปล่ียนความร้อนและความช้ืนได้เป็ นอย่างดี จะมีปริมาณสัดส่วนอากาศท่ีไหลเข้าท่ออบแห้งต่อ
อุ ณ ห ภู มิข อ ง เม ล็ด ข้า ว เป ลือ ก ใ น ถัง พ ัก ถู ก ว ัด แ ล ะ อากาศท่ถี ูกระบายออกคดิ เป็น 3.472 ต่อ 1 (เกิดข้นึ
บนั ทกึ ขอ้ มลู ทุก ๆ 1 นาที ดว้ ยเคร่อื งบนั ทกึ ขอ้ มลู ของ เฉพาะช่วงเวลาทร่ี ะบายอากาศ) รูปแบบของความเรว็
ของอากาศอบแหง้ สาหรบั การทดสอบแสดงดงั ตารางท่ี
Elitech รนุ่ RC-4 ช่วงการวดั อณุ หภมู ิ -40 ถงึ +85ºC 1 และความเรว็ อากาศอบแหง้ เฉลย่ี ในตาแหน่งทางเขา้
ท่ออบแหง้ ตลอดกระบวนการทดสอบแสดงดงั รปู ท่ี 2
2.2 การทดสอบเครื่องต้นแบบ
ตารางที่ 1 สภาวะอากาศท่ีใช้สาหรบั การทดสอบ
การทดสอบใช้ขา้ วเปลอื กพนั ธุ์หอมปทุม ทาการ อบแหง้
จาลองความช้ืนให้มคี ่าใกล้เคยี งกบั ข้าวเปลอื กท่เี ก็บ
เกย่ี วใหม่จากแปลง ซง่ึ มคี วามชน้ื อย่ทู ป่ี ระมาณรอ้ ยละ การทดสอบ 1 (สภาวะอากาศอบแหง้ แบบคงท)่ี
22-25 มาตรฐานเปียก [10] ด้วยการพ่นละอองน้าลง
ในกองข้าวเปลือกและคลุกเคล้าให้ทวั่ กนั ก่อนนาไป เวลา เปิด (s) -
เกบ็ ในพาชนะทบึ แสงเป็นเวลาไม่น้อยกว่า 24 ชวั ่ โมง เปิด-ปิดวาลว์ ปิด (s)
เพ่อื ใหข้ า้ วในกองมคี วามช้นื ทวั่ ถงึ กนั [11] ในงานวจิ ยั ระบายอากาศ ตลอดการ
น้ีเลือกความช้ืนเริ่มต้นเฉล่ียท่ีประมาณร้อยละ 25 ทดสอบ
54
การทดสอบ 2 (สภาวะอากาศอบแหง้ แบบเป็นชว่ ง) 2.3 การประเมินสมรรถนะการอบแห้ง
เวลาการ เปิด (s) 3 การประเมนิ สมรรถนะการในอบแหง้ จะพิจารณา
เปิด-ปิดวาลว์ ปิด (s) 3 จากความรวดเรว็ (ระยะเวลา) ในการอบแหง้ อตั รา
ระบายอากาศ การอบแหง้ ความสิน้ เปลอื งพลงั งานจาเพาะและ
ประสทิ ธภิ าพทใ่ี ชใ้ นการอบแหง้
2.3.1 อตั ราการอบแห้ง (Drying Rate, DR)
นาขอ้ มูลการทดสอบมาวเิ คราะห์หาปรมิ าณน้าท่ี
ระเหยออกจากข้าวเปลือกต่อระยะเวลาท่ีใช้ในการ
อบแหง้ การคานวณแสดงดงั สมการ (1) [13]
DR = Wi - Wf (1)
t
รปู ท่ี 2 ความเรว็ อากาศอบแหง้ เฉลย่ี ในตาแหน่งทางเขา้ โดยท่ี
ท่ออบแหง้ ตลอดกระบวนการทดสอบ DR = อตั ราการอบแหง้ (กโิ ลกรมั น้าต่อชวั ่ โมง)
Wi = น้าหนกั ขา้ วเปลอื กเรมิ่ ตน้ (กโิ ลกรมั )
ขณ ะทาการอบแหง้ ขา้ วเปลอื กเมลด็ ขา้ วจะ Wf = น้าหนกั ขา้ วเปลอื กหลงั อบแหง้ (กโิ ลกรมั )
ไหลเวยี นอย่างชา้ ๆ และเป็นชัน้ ๆ ทาการเกบ็ t = เวลาทใ่ี ชใ้ นการอบแหง้ (ชวั ่ โมง)
ต วั อ ย ่า งข า้ ว เป ล อื ก ที ต่ ก ล งสู ่ถ งั เก บ็ (Paddy
container) ทุก 20 นาที จนกระทัง่ ถึงค่าความชื้น 2.3.2 ความสิ้นเปลืองพลงั งานจาเพาะ (Specific
ขา้ วเปลอื กทต่ี ้องการ (ประมาณรอ้ ยละ 14) จงึ ยุตกิ าร
ทดลอง (ยุตกิ ารทดลองเท่ากนั ทงั้ สองสภาวะอากาศ Energy Consumption, SEC)
ที่ 6 ชวั ่ โมง) ทาการทดสอบซ้าทสี่ ภาวะอากาศละ 3
ซ้า อุปกรณ์ในการวดั ค่าพลงั งานของเคร่อื งทาความ พลงั งานทีใ่ ชใ้ นกระบวนการลดความชื้นแบ่ง
รอ้ นและเครื่องเป่าลมเป็นของ ของ LUZINO รุ่น พจิ ารณาเป็นสองส่วนคอื ความส้นิ เปลอื งพลงั งาน
DD28-15(45) และ International Power Group รุ่น ปฐมภูมจิ าเพาะ (พลงั งานในการเพมิ่ อุณหภูมอิ ากาศ
IPG862-15(45) ตามลาดบั ตวั อย่างขา้ วเปลอื กถูก อบแห้ง, SECHeater) และความสิน้ เปลอื งพลงั งาน
นาไปหาค่าความชืน้ ตามมาตรฐานของ Association ทุต ิย ภูม จิ าเพ าะ (พ ลงั งาน ที่ใช้ใน การข บั ลม ,
of Official Analytical Chemists (AOAC) [12] โด ย SECBlower) ซึ่งสามารถคานวณไดต้ ามสมการที่ (2)
นาเมลด็ ขา้ วเปลอื กจานวนประมาณ 10 กรมั ใส่ใน และ (3) [13]
ถ้วยอะลูมเิ นียมจากนัน้ นาไปอบแหง้ ดว้ ยตูอ้ บลมรอ้ น
(hot air oven) ทีอ่ ุณ หภูมิ 105±2 องศาเซลเซยี ส SECHeater = 3.6E (2)
เป็นเวลา 24 ชัว่ โมง เมื่อครบเวลาจากนัน้ นามาชัง่ Wi -Wf
น้าหนักดว้ ยเครื่องชัง่ น้าหนัก แลว้ จงึ คานวณค่า
ความชน้ื ของเมลด็ ขา้ วเปลอื กต่อไป SECBlower = 3.6E (3)
Wi -Wf
โดยท่ี
SEC = ความส้นิ เปลอื งพลงั งานจาเพาะ (เมกกะจูล
ต่อกโิ ลกรมั น้าทร่ี ะเหย)
55
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
E = พลงั งานไฟฟ้าท่ีในการเพิ่มอุณหภูมิให้กับ Tp1 = อุณหภูมวิ สั ดกุ ่อนอบแหง้ (องศาเซลเซยี ส)
อากาศอบแห้ง และพลังงานไฟฟ้าท่ีใช้ใน Tp2 = อุณหภมู วิ สั ดุหลงั อบแหง้ (องศาเซลเซยี ส)
การขบั ลม (กโิ ลวตั ต-์ ชวั ่ โมง) Qa = ปรมิ าณความรอ้ นทอ่ี ากาศไดร้ บั (กโิ ลจลู )
ma = อัตราการไหลเชิงมวลของอากาศแห้ง
2.3.3 ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของการอบแห้ง
(กโิ ลกรมั อากาศแหง้ ต่อชวั ่ โมง)
(Thermal Efficiency of Paddy Drying, ηdyr) Ca = ความรอ้ นจาเพาะของอากาศแหง้ (กโิ ลจูลต่อ
พจิ ารณาจากผลรวมของปรมิ าณความรอ้ นทใ่ี ชใ้ น
การระเหยน้าและปรมิ าณความร้อนท่ใี ช้เพมิ่ อุณหภูมิ กโิ ลกรมั อากาศแหง้ -องศาเซลเซยี ส)
ให้กบั เมล็ดข้าวเปลอื กส่วนด้วยปรมิ าณความร้อนท่ี Cv = ความร้อนจาเพาะของไอน้ า (กิโลจูลต่อ
อากาศไดร้ บั แสดงดงั สมการ (4) (5) (6) และ (7) [14]
กโิ ลกรมั อากาศแหง้ -องศาเซลเซยี ส)
ηdry = Qevap +Qs 100 (4) H1 = อตั ราส่วนความช้นื ของอากาศ (กิโลกรมั น้า
Qa
ตอ่ กโิ ลกรมั อากาศแหง้ )
T1 = อุณหภูมอิ ากาศก่อนเขา้ เคร่อื งทาความรอ้ น
( )Qevap = Wd Mi -Mf hfg (5)
(องศาเซลเซยี ส)
( )Qs = WdCpd Tp2 -Tp1 + T2 = อุณหภูมอิ ากาศออกจากเคร่อื งทาความร้อน
( )WdCpw Tp2 -Tp1 Mi (6) (องศาเซลเซยี ส)
Qa = ma (Ca +CvH1 ) (T2 -T1 ) (7) 3. ผลการศึกษาและอภิปรายผล
3.1 พฤติกรรมการอบแห้ง (Drying Behavior)
โดยท่ี
Qevap = ปรมิ าณความรอ้ นทใ่ี ชใ้ นการระเหยน้า (กโิ ลจลู ) ผลการทดสอบอบแห้งข้าวเปลือกด้วยเคร่ือง
อบแห้งต้นแบบ เปรยี บเทยี บพฤตกิ รรมการลดลงของ
Wd = มวลแหง้ ของวสั ดุ (กโิ ลกรมั ) ความชน้ื ระหวา่ งสภาวะอากาศอบแหง้ สองรปู แบบ คอื
Mi = ความช้นื วสั ดุก่อนอบแห้ง (เศษส่วน รอ้ ยละ ท่ีสภาวะอากาศอบแห้งคงท่ี และท่ีสภาวะอากาศ
อบแหง้ แบบเป็นช่วง (Pulse flow) ทดสอบท่อี ุณหภูมิ
มาตรฐานแหง้ ) อากาศอบแห้ง 80 องศาเซลเซียส ผลการทดสอบ
Mf = ความช้นื วสั ดุหลงั อบแห้ง (เศษส่วน รอ้ ยละ แสดงดงั รปู ท่ี 3
มาตรฐานแหง้ ) รปู ท่ี 3 การลดลงของความชน้ื ขา้ วเปลอื กเทยี บกบั เวลา
hfg = ความรอ้ นแฝงของน้าทอ่ี ุณหภูมิ Tp2 (กโิ ลจูล
ต่อกโิ ลกรมั )
Qs = ปริมาณความร้อนท่ีใช้ในเพิ่มอุณหภูมิวัสดุ
(กโิ ลจลู )
Cpd = ความร้อนจาเพาะของวสั ดุแห้ง (กิโลจูลต่อ
กโิ ลกรมั -องศาเซลเซยี ส)
Cpw = ค ว าม ร้อ น จ าเพ าะข อ งน้ า (กิโลจูลต่ อ
กโิ ลกรมั -องศาเซลเซยี ส)
56
เม่ือพจิ ารณาการลดลงของความชื้นขา้ วเปลอื ก ความร้อนได้มากข้ึนแสดงได้ด้วยระดบั อุณภูมขิ อง
เทยี บ กบั เวลาในการอบแหง้ (รปู ที่ 3) พบว่ามี ข ้า ว เป ล ือ ก ที ่จ ะ ต ้อ ง เพิ ม่ ส ูง ขึ้น ซึ ่ง ผ ล ข อ ง
ลกั ษณะลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปตลอดช่วงท่ี พฤติกรรมการอบแห้งนี้สอดคล้องกันกบั ผลการ
ทาการศกึ ษา จากรูปจะเหน็ ไดอ้ ย่างชดั เจนว่าการ เก็บข้อมูลอุณหภูมิของข้าวเปลือกในถงั เก็บตลอด
ทดสอบทสี่ ภาวะอากาศอบแหง้ แบบเป็นช่วง (Pulse การทดสอบ ดงั แสดงในรูปที่ 4 ที่จะเห็นได้อย่าง
flow) ดว้ ยการจ่ายอากาศอบแหง้ ตามคาบเวลาการ ชดั เจนว่าอุณหภูมิของข้าวเปลือกในถังเก็บในกรณี
เปิด-ปิดวาล์วตามทก่ี าหนด (เปิด 3 ปิด 3) ช่วยใหท้ า ก า ร ท ด ส อ บ ที่ส ภ า ว ะ อ า ก า ศ อ บ แ ห ้ง แ บ บ เป็ น ช่ว ง
ใหค้ วามชื้นขา้ วเปลอื กลดลงต่ากว่าการทดสอบท่ี (Pulse flow) ด้วย การจ่ายอ าก าศ อบ แห้งต าม
สภาวะอากาศอบแหง้ แบบคงที่ (ปิดตลอด) เม่อื เวลา คาบเวลาการเปิด-ปิดวาล์วตามที่กาหนด (เปิด 3
อบแหง้ ผ่านไปไดป้ ระมาณ 20 นาที เสน้ แนวโน้มการ ปิด 3) จะมอี ุณ หภูมิสูงกว่ากรณีการทดสอบ ท่ี
ลดลงของความช้นื จะแยกออกจากกนั อย่างเหน็ ไดช้ ดั สภาวะอากาศอบแห้งแบบคงที่ (ปิดตลอด) ค่า
โดยพบว่าเม่อื ทาการเปิดวาล์วระบายอากาศตามเวลา ความแตกต่างนี้เริม่ สงั เกตเห็นได้ อย่างชดั เจนท่ี
ทีก่ าห น ด (เปิด 3 ปิด 3) จะให ท้ าให ค้ วาม ชื้น เวลาประมาณ 40 นาที เป็นต้นไป ความแตกต่าง
ขา้ วเปลอื กลดลงตาม เน่ืองจากการเปิดวาล์วเป็นการ อุณหภูมิของข้าวเปลือกในถงั เก็บระหว่างสภาวะ
ระบายอากาศอบแหง้ ออกก่อนเขา้ เขา้ สู่หออบแหง้ ซึง่ อ าก าศ อ บ แ ห ้งทัง้ ส องม คี ่าป ระม าณ 2 องศ า
จะช่วยลดอตั ราการไหลและลดความดนั อากาศ เซลเซียส ตลอดการทดสอบ
อบแหง้ ภายในท่ออบแหง้ ส่งผลให้เกดิ การหน่วง
เวลาการเคลื่อนตวั ของเมล็ดขา้ วเปลอื กภายในหอ รปู ที่ 4 อุณหภมู ขิ า้ วเปลอื กในถงั เกบ็ ตลอดการทดสอบ
อบแห้งให้นานขึ้น สอดคล้องกนั กบั งานวิจยั ของ
Wongbubpa, N. et al. [15] และ ณัฐพงษ์ วงศ์บบั พา 3.2 อตั ราการอบแห้ง (Drying Rate, DR)
และคณะ [16] ที่มกี ารรายงานว่า การสรา้ งการไหล ผลการทดสอบอบแหง้ ขา้ วเปลอื กดว้ ยเครื่อง
ของอากาศ อบ แห ง้ แ บ บ เป็น ช่วง (Pulse flow)
ส า ม า ร ถ ช ่ว ย ห น ่ว ง เ ว ล า ก า ร เ ค ลื่อ น ที ่ข อ ง เ ม ล ด็ อบแหง้ ตน้ แบบ เปรยี บเทยี บระหว่างอตั ราการ
ขา้ วเปลอื กในท่ออบแห้งได้นานขึ้น ซึ่งการที่เมล็ด อบแหง้ กบั สภาวะอากาศทีใ่ ชส้ าหรบั การทดสอบ
ขา้ วเปลอื กสามารถใช้เวลาที่นานในท่ออบแห้งจะ อ บ แ ห ง้ ทีอ่ ุณ ห ภ ูม อิ าก าศ อ บ แ ห ง้ ค งที ่ 80๐C
เป็นผลดที ี่ช่วยให้สามารถรบั พลงั งานความร้อนจาก วเิ คราะห์อตั ราการอบแหง้ พจิ ารณาจากปรมิ าณน้าท่ี
อากาศอบแห้งไดม้ ากขึ้น ทัง้ นี้เน่ืองอากาศอบแห้ง ระเหยออกจากขา้ วเปลอื กในช่วงความชืน้ เริม่ ต้น
ถอื เป็นปัจจยั ที่สาคญั ต่อกระบวนการอบแหง้ ที่ทา จนกระทัง่ ความชื้นลดลงถงึ รอ้ ยละ 14 มาตรฐาน
หน้าที่ช่วยในการระเหยความช้นื ออกจากเมล็ดขา้ ว เปียกต่อระยะเวลาทใ่ี ชใ้ นการอบแหง้ มลี กั ษณะดงั รูป
(ณัฐพงษ์ วงศ์บบั พา และ ทวชิ จติ รสมบูรณ์ [17]) ท่ี 5
(ณัฐพงษ์ วงศ์บบั พา และ ทวชิ จติ รสมบูรณ์ [18])
(ธนะรชั ต์ วจิ นิ ธนสาร และคณะ [19]) หากเมลด็ ขา้ ว
ได้รบั ความร้อนจากแหล่งความร้อนได้มาก ความ
ร้อนนี้จะช่วยในการขบั ความชื้นออกจากเมล็ด
ข้าวเปลอื กได้ดตี ามไปด้วยเช่นกนั การรบั พลงั งาน
57
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
รปู ที่ 5 อตั ราการอบแหง้ ขา้ วเปลอื กทส่ี ภาวะอากาศ ค่าพลงั งานท่ใี ช้ในกระบวนการลดความช้นื ตงั้ แต่
สาหรบั การทดสอบอบแหง้ ทแ่ี ตกต่างกนั เรม่ิ ต้นจนกระทงั่ ลดความช้ืนได้ร้อยละ 14 มาตรฐาน
เปี ยก แบ่งพิจารณ าเป็ น สามส่วนคือ อัตราการ
จากผลการทดสอบอบแหง้ (รูปที่ 5) พบว่าการ ส้นิ เปลืองพลังงานปฐมภูมิจาเพาะ (พลังงานในการ
ทดสอบท่สี ภาวะอากาศอบแห้งแบบเป็นช่วง (Pulse เพม่ิ อุณหภูมิอากาศอบแห้ง, SECHeater) ท่คี านวณได้
flow) ดว้ ยการจ่ายอากาศอบแห้งตามคาบเวลาการ จากการทดสอบมีค่าอยู่ในช่วง 5.41-5.65 MJ/kgwater
เปิด-ปิดวาล์วตามทีก่ าหนด (เปิด 3 ปิด 3) จะทาให้ อตั ราการสน้ิ เปลอื งพลงั งานทุตยิ ภูมจิ าเพาะ (พลงั งาน
อตั ราการอบแหง้ สูงขึ้นตาม เนื่องจากอตั ราการ ท่ีใช้ไปสาหรบั เคร่อื งเป่ าลม, SECBlower) ท่คี านวณได้
อบแหง้ จะเพิม่ ขึ้นตามอุณหภูมทิ ี่เมล็ดขา้ วเปลอื ก จากการทดสอบมีค่าอยู่ในช่วง 1.02-1.14 MJ/kgwater
ได้รบั หากเมลด็ ขา้ วเปลอื กมอี ุณหภูมทิ ี่สูงขึ้นจะทา และอัตราการส้ินเปลืองพ ลังงานรวม (SECTotal=
ให้สามารถถ่ายเทมวลความชื้น ออกจากเมล็ด SECHeater+SECBlower) มี ค่ า อ ยู่ ใ น ช่ ว ง 6.55-6.67
ขา้ วเปลอื กไดด้ ขี ึ้นตาม ทัง้ นี้อุณหภูมขิ องเมล็ด MJ/kgwater แสดงดงั รปู ท่ี 6
ขา้ วเปลอื กที่สูงขึ้นนัน้ เป็นผลเกี่ยวเนื่องมาจาก
อทิ ธพิ ลรูปแบบการไหลของอากาศอบแห้งแบบเป็น รปู ท่ี 6 คา่ ความสน้ิ เปลอื งพลงั งานจาเพาะทส่ี ภาวะอากาศ
ช่วง (Pulse flow) ท่สี ามารถหน่วงเวลาการเคล่อื นท่ี สาหรบั การทดสอบอบแหง้ ทแ่ี ตกต่างกนั
ใหเ้ มลด็ ขา้ วเปลอื กเคล่ือนตวั ออกจากท่ออบแหง้ ได้
ชา้ ลง ส่งผลให้เมล็ดขา้ วเปลอื กมเี วลาในการสมั ผสั จากผลการทดสอบอบแห้ง (รูปท่ี 6) พบว่าอตั รา
และรบั พลงั งานความร้อนท่นี านขน้ึ เมล็ดขา้ วเปลอื ก การส้นิ เปลืองพลังงานปฐมภูมิจาเพาะ (SECHeater) มี
จ งึ ส า ม า ร ถ เก ็บ แ ล ะ ส ะ ส ม ค ว า ม ร อ้ น ได ้ม า ก แนวโน้มท่ีลดลง เม่ือทาการทดสอบท่ีสภาวะอากาศ
(สอดคล้องกบั คาอธบิ ายในหวั ขอ้ ท่ี 3.1) จงึ ทาอตั รา อบแหง้ แบบเป็นช่วง (Pulse flow) ดว้ ยการจ่ายอากาศ
การอบแห้งสูงขึ้นตาม อุณหภูมเิ มล็ดขา้ วเปลอื กท่ี อบแห้งตามคาบเวลาการเปิ ด-ปิ ดวาล์วตามท่ีกาหนด
สูงขึน้ นี้สอดคล้องกนั กบั ผลในรูปที่ 4 อตั ราการ (เปิ ด 3 ปิ ด 3) การวิเคราะห์ถึงอัตราการส้ินเปลือง
อบแห้งสาหรบั การทดสอบมคี ่าอยู่ในช่วง 0.62-0.65 พลังงานทัง้ สองส่วนเป็นไปตามสมการท่ี (2) มีเทอม
kgwater/h ของค่าพลังงานไฟฟ้ าท่ีวดั และถูกใช้ไปตามเวลาใน
ระหว่างการทดสอบซ่ึงถูกติดตัง้ ไปในชุดอุปกรณ์การ
3.3 ความสิ้นเปลืองพลังงานจาเพาะ (Specific ทดลอง และเน่ืองด้วยผลการทดสอบท่ีสภาวะอากาศ
Energy Consumption, SEC) อบแห้งแบบเป็ นช่วง (Pulse flow) ใช้เวลาในการ
อบแห้งท่ีน้อย (พจิ ารณาท่ีรอ้ ยละ 14 มาตรฐานเปียก)
ซง่ึ เป็นเหตุและผลดงั ทไ่ี ดอ้ ธบิ ายไวใ้ นหวั ขอ้ ท่ี 3.1 และ
58
3.2 ดังจะเห็นได้จากข้อมูลผลการทดสอบดังรูปท่ี 3 ท้ายการทดลอง (มกี ารเปล่ยี นแปลงค่าน้อยลง ดงั รูปท่ี
เม่ือการทดสอบอบแห้งใช้เวลาน้อยจงึ ทาให้อตั ราการ 4) ทาให้ปรมิ าณความร้อนท่ขี า้ วเปลอื กรบั ไวแ้ ละใชใ้ น
บรโิ ภคไฟฟ้าน้อยลงตาม ส่งผลต่ออตั ราการสน้ิ เปลอื ง การระเหยน้าในแต่ละรอบเวลาลดน้อยลง เป็ นผลให้
พลงั งานปฐมภูมิจาเพาะลดลงตามไปด้วย ในขณะท่ี ประสทิ ธภิ าพเชงิ ความร้อนของการอบแห้งมแี นวโน้มท่ี
เม่ือพิจารณาถึงอตั ราการส้ินเปลืองพลงั งานทุติยภูมิ ลดลงตามเวลาทม่ี ากขน้ึ ประสทิ ธภิ าพเชงิ ความรอ้ นของ
จาเพาะ (SECBlower) จะเห็นได้ว่าอตั ราการส้ินเปลือง การอบแหง้ แสดงดงั รปู ท่ี 7
พลงั งานมีค่าท่ีมากข้ึนเล็กน้อยเม่ือทาการทดสอบท่ี
สภาวะอากาศอบแห้งแบบเป็นช่วง (Pulse flow) ด้วย รปู ที่ 7 ประสทิ ธภิ าพเชงิ ความรอ้ นของการอบแหง้ ตามเวลา
การจ่ายอากาศอบแหง้ ตามคาบเวลาการเปิด-ปิดวาล์ว
ตามท่ีกาหนด (เปิ ด 3 ปิ ด 3) อย่างไรก็ตามเม่ือ 4. สรปุ ผล
พิจารณาถึงอัตราการส้นิ เปลืองพลังงานรวมจาเพาะ จากการทดสอบอบแหง้ ขา้ วเปลอื กพนั ธุ์หอมปทุม
(SECTotal) แล้ว การทดสอบท่ีสภาวะอากาศอบแห้ง
แบบเป็นช่วง (Pulse flow) กย็ งั คงมอี ตั ราการสน้ิ เปลอื ง ดว้ ยการอบแหง้ ที่แตกต่างกนั สองสภาวะอากาศคอื
พ ลังงาน รวม จ าเพ าะท่ีต่ ากว่ า การทด ส อ บ ท่ีส ภ าว ะ สภาวะอากาศอบแห้งแบบคงที่ และสภาวะอากาศ
อากาศอบแห้งแบบคงท่ี (ปิดตลอด) อยู่ดี เน่ืองด้วยค่า อบแหง้ แบบเป็นช่วง (Pulse flow) พบว่าการสรา้ ง
พลังงานในการเพิ่มอุณหภูมิให้กับอากาศอบแห้งมี สภาวะอากาศอบแห้งแบบเป็นช่วง (Pulse flow)
อทิ ธพิ ลทส่ี าคญั ต่ออตั ราการสน้ิ เปลอื งพลงั งานมากกว่า สามารถสรา้ งการหน่วงเวลาสาหรบั การเคล่อื นทขี่ อง
ค่าพลงั งานทใ่ี ชไ้ ปสาหรบั เคร่อื งเป่าลม เมลด็ ขา้ วเปลอื กใหเ้ มลด็ อยู่ในท่ออบแหง้ ไดน้ านขึน้
ก่อนถูกเป่ าพ่นออกนอกท่ออบแหง้ ได้ ซึง่ พฤตกิ รรม
3.4 ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของการอบแห้ง ดงั กล่าวช่วยส่งเสรมิ การสะสมอุณหภูมภิ ายในเมลด็
ขา้ วเปลอื กใหม้ อี ุณหภูมทิ สี่ ูงเพมิ่ ขน้ึ ได้ และเป็นผลดี
(Thermal Efficiency of Paddy Drying, ηdyr) ต่อการอบแหง้ ทีจ่ ะช่วยใหเ้ กดิ การแลกเปลยี่ นความ
เม่ื อน าข้ อมู ล ก ารท ด ส อ บ ม าวิเค ราะห์ ห า รอ้ นและถ่ายเทความช้นื ในระหว่างทเ่ี มลด็ ขา้ วเปลอื ก
ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของการอบแห้ง โดย ลอยอยู่ในท่ออบแหง้ ได้ การทดสอบทสี่ ภาวะอากาศ
พิจารณาค่าทุก ๆ 20 นาที ตลอดการทดสอบ พบว่า อบแหง้ แบบเป็นช่วง (Pulse flow) ดว้ ยการจ่าย
ในช่วงต้นของการทดสอบประสทิ ธภิ าพเชิงความร้อน อากาศอบแหง้ ตามคาบเวลาการเปิด-ปิดวาล์วตามท่ี
ของการอบแหง้ ในกรณีท่ที าการทดสอบทส่ี ภาวะอากาศ กาหนด (เปิด 3 ปิด 3) จะใหค้ ่าความชืน้ ขา้ วเปลอื ก
อบแห้งแบบเป็นช่วง (Pulse flow) ด้วยการจ่ายอากาศ จะลดลงไดเ้ รว็ อตั ราการอบแหง้ จะสูงขึน้ ประมาณ
อบแห้งตามคาบเวลาการเปิ ด-ปิ ดวาล์วตามท่ีกาหนด 4.8 เปอร์เซน็ ต์ อตั ราการสิน้ เปลอื งพลงั งานรวม
(เปิด 3 ปิ ด 3) ระบบมีประสิทธิภาพเชิงความร้อนท่ี
มากกว่ากรณีท่ีทาการทดสอบท่ีสภาวะอากาศอบแห้ง
แบบคงท่ี (ปิดตลอด) และประสทิ ธิภาพเชิงความร้อน
ของการอบแหง้ มแี นวโน้มลดลงเม่อื เวลาของการอบแหง้
นานข้ึน (มีลักษณะท่ีสอดคล้องกันทัง้ สองกรณีการ
ทดสอบ) เน่ืองจากเม่อื เวลาผ่านไปนานขน้ึ อุณหภูมขิ อง
ข้าวเปลือกมีค่าสูงและเร่ิมจะมีค่าค่อนข้างคงท่ีในช่วง
59
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
จาเพาะลดลงประมาณ 1.8 เปอรเ์ ซน็ ต์ เม่อื เทยี บกบั [5] Nanan, K., Thianpong, C., Pimsarn, M.,
กรณีทีท่ าการทดสอบทีส่ ภาวะอากาศอบแหง้ แบบ Chuwattanakul, V. and Eiamsa-ard, S. (2017).
คงที่ (ปิดตลอด) ผลการทดสอบแสดงใหเ้ หน็ ว่า Flow and thermal mechanisms in a heat
รปู แบบการไหลของอากาศทีถ่ ูกพฒั นาขนึ้ มาเพ่ือใช้ exchanger tube inserted with twisted cross-baffle
ในการอบแหง้ นี้มศี กั ยภาพทีส่ ามารถนาไปใชใ้ นการ turbulators, Applied Thermal Engineering, vol.
ลดความช้นื ขนั้ ตน้ ของขา้ วเปลอื กทม่ี คี วามช้นื สงู เช่น 114, pp. 130-147.
ขา้ วเปลอื กทีเ่ กบ็ เกี่ยวใหม่ หรอื วสั ดุเกษตรทีม่ ี [6] Skullong, S., Promvonge, P., Thianpong, C.
ลกั ษณะเป็นเมลด็ ไดด้ ว้ ยเช่นกนั and Jayranaiwachira, N. (2017). Thermal
behaviors in a round tube equipped with
6. กิตติกรรมประกาศ quadruple perforated-delta-winglet pairs, Applied
ขอบคุณ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี ท่ี Thermal Engineering, vol. 114, pp. 130-147.
[7] Bhuiya, M.M.K., Chowdhury, M.S.U., Saha, M.
สนบั สนุนทุนวจิ ยั และสนบั สนุนดา้ นเคร่อื งมอื ในการทา and Islam, M.T. (2013). Heat transfer and friction
วจิ ยั ครงั้ น้ี factor characteristics in turbulent flow through a
tube fitted with perforated twisted tape inserts,
7. เอกสารอ้างอิง International Communications in Heat and Mass
[1] Liu, S. and Sakr, M. (2013). A comprehensive Transfer, vol. 46, pp. 49-57.
review on passive heat transfer enhancements in [8] Bhuiya, M.M.K., Sayem, A.S.M., Islam, M.,
pipe exchangers, Renewable and Sustainable Chowdhury, M.S.U. and Shahabuddin, M. (2014).
Energy Reviews, vol. 19, pp. 64-81. Performance assessment in a heat exchanger
[2] Chuwattanakul, V. and Eiamsa-ard, S. (2019). tube fitted with double counter twisted tape
Hydrodynamics investigation of pepper drying in a inserts, International Communications in Heat and
swirling fluidized bed dryer with multiple-group Mass Transfer, vol. 50, pp. 25-33.
twisted tape swirl generators, Case Studies in [9] Skullong, S., Promvonge, P., Jayranaiwachira,
Thermal Engineering, vol. 13. N. and Thianpong, C. (2016). Experimental and
[3] Eiamsa-ard, P., Piriyarungroj, N., Thainpong, numerical heat transfer investigation in a tubular
C. and Eiamsa-ard, S. (2014). A case study on heat exchanger with delta-wing tape inserts,
thermal performance assessment of a heat Chemical Engineering and Processing, vol. 109,
exchanger tube equipped with regularly twisted pp. 164-177.
tapes as swirl generators, Case studies in [10] Department of Agriculture. (2004). Quality
Thermal Engineering, vol. 3, pp. 86-102. and Inspection of Thai Hom Mali Rice, Bangkok
[4] Akyurek, E.F., Gelis, K., Sahin, B. and Manay, Thailand, Jirawat express co., ltd.
E. (2018). Experimental analysis for heat transfer [11] Limpiti, S. and Changrue, V. (1996). Effects
of nanofluid with wire coil turbulators in a of Rewetting on Milling Quality of Wet Season
concentric tube heat exchanger, Results in
Physics, vol. 9, pp. 376-389.
60
Japanese Rice, Journal of Agricultural, 12(2), pp. [19] Wichinthanasarn, T., Ritthong, W. and
134-139. Sathapornprasath, K. (2011). Paddy dehydration using
[12] AOAC (Association of Official Analytical Impinging stream dryer combined with Pneumatic
Chemists). (2000). Official Methods of Analysis. dryer, The 25th Conference of The Mechanical
17th ed., Association of Official Analytical Engineering Network of Thailand, Krabi.
Chemists, Gaithersburg, Maryland.
[13] Saelim, N., Treeamnuk, T. and Treeamnuk, K.
(2018). Development of a Continuous Flow Paddy
Dryer with Infrared Radial Radiation Technique,
RMUTP Research Journal, Vol. 12, No. 2, Jul.-
Dec.
[14] Treeamnuk, T. (2011). Drying and Storage of
Agricultural Products, School of Agricultural
Engineering, Institute of Engineering, Suranaree
University of Technology, pp. 130-138.
[15] Wongbubpa, N., Treeamnuk, K. and
Treeamnuk, T. (2020). Kinematics motion of
paddy in hot air pulse flow, The 13th TSAE
International Conferences 187, Suranaree
University of Technology, Thailand.
[16] Wongbubpa, N., Treeamnuk, K. and
Treeamnuk, T. (2021). Computer Simulation
Study of Paddy Motion in Hot Air Drying
Chamber, The 22nd TSAE National Conferences,
Khon Kaen University, Thailand.
[17] Wongbubpa, N. and Chitsomboon, T. (2014).
Sustain Spouted Bed Paddy Dryer with Internal
Grates, The 28th Conference of The Mechanical
Engineering Network of Thailand, Kon kaen.
[18] Wongbubpa, N. and Chitsomboon, T. (2015).
Effectiveness of The Elbowed Spouted Bed
Paddy Dryer, The 29th Conference of The
Mechanical Engineering Network of Thailand,
Nakhon Ratchasima.
61
รหสั บทความ : AMA08
กล่องแช่เยน็ ผลิตผลพืชสวนผ่านอินเทอรเ์ น็ตทกุ สรรพส่ิง
Cooler Box Using Thermoelectric Cooling via Internet of Things
กฤตชยั บุญศวิ นนท์1
1 สาขาวศิ วกรรมคอมพวิ เตอรแ์ ละการส่อื สาร มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั อดุ รธานี 64 ถนนทหาร ตาบลหมากแขง้ อาเภอเมอื ง จงั หวดั อดุ รธานี 41000
*ตดิ ต่อ: [email protected], 092-3416945, 042-241418
บทคดั ย่อ
งานวจิ ยั น้ีวตั ถุประสงคเ์ พ่อื พฒั นากลอ่ งแช่เยน็ ผลติ ผลพชื สวนผา่ นอนิ เทอรเ์ นต็ ทุกสรรพสงิ่ และเปรยี บเทยี บรอ้ ยละ
การสูญเสียน้าหนักของผลไม้ โดยทาการทดลองแช่เย็นผลไม้ จานวน 10 ชนิด เป็นเวลา 14 วนั ออกแบบ
ไมโครคอนโทรลเลอร์ด้วยบอร์ด Arduino UNO เซนเซอร์ DS18B20 และแผ่นเทอร์โมอเิ ล็กทรกิ สาหรบั ทาความ
เยน็ โดยควบคุมอุณหภูมอิ ย่รู ะหว่าง 4-16 องศาเซลเซยี ส ผลการทดลองพบว่า กล่องแช่เยน็ ผลติ ผลพชื สวนผ่าน
อนิ เทอรเ์ น็ตทุกสรรพสง่ิ มคี ่าเฉลย่ี ความถูกต้อง เท่ากบั รอ้ ยละ 94.85 และมคี ่าความแม่นยา เท่ากบั รอ้ ยละ 90.85
ตามลาดบั และสามารถรกั ษาสภาพผลไม้ดีกว่าการเก็บรกั ษาในกล่องปกติ คดิ เป็นรอ้ ยละ 16 ของการสูญเสีย
น้าหนกั ของผลไม้ จงึ สง่ ผลใหส้ ามารถยดื อายุ และรกั ษาสภาพของผลติ ผลพชื สวนไดน้ านขน้ึ นอกจากน้ี ยงั สามารถ
จดั เกบ็ และตรวจตดิ ตามขอ้ มลู อณุ หภูมผิ ่านคลาวดไ์ ด้
คาหลกั : กลอ่ งแช่เยน็ ; เทคโนโลยอี นิ เทอรเ์ นต็ ทุกสรรพสง่ิ ; ผลติ ผลพชื สวน; การสญู เสยี น้าหนกั ของผลไม;้ แผน่
เทอรโ์ มอเิ ลก็ ทรกิ ;
Abstract
This paper aims to design the cooler box using microcontroller Arduino UNO, DS18B20 sensor and
thermoelectric cooling for harvested produce, which is implemented based on the Internet of Things
technology. The water loss rate were compared under temperature between 4-16◦C and weight of fruit.
The comparative performs can be concluded as average of accuracy and precision rate at 94.85% and
90.85% respectively. The water loss rate were compared, the result shows that the cooler box is the best
under four conditions which is better than 16% of the water loss. Thus, the cooler box has implied that it
has efficiency, accuracy, and precision which can be used for extend the shelf life of fruit. Moreover, the
data can be stored and monitor on the cloud platform.
Keywords: Cooler box; Internet of Things; Harvested produce; Water loss; Thermoelectric
1. บทนา ขับ เค ล่ื อ น ด้ ว ย น วัต ก ร ร ม ห รือ Value-Based
Economy ทาใหม้ กี ารคดิ คน้ นวตั กรรมใหมๆ่ โดยเร่อื ง
ไทยแลนด์ 4.0 เป็นนโยบายของทางรฐั บาล เพ่อื ท่ีเป็ นจุดเน้นมากท่ีสุดคือ กลุ่มอาหาร เกษตร และ
ผลักดัน และพัฒนาประเทศ โดยเน้นเศรษฐกิจ
63
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
เทคโนโลยีชีวภาพ สาหรบั เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ต ยงั เป็นการสรา้ งมูลค่าเพม่ิ ทางเศรษฐกจิ ของประเทศ
ประสานสรรพสิ่ง นับได้ว่าเป็ นหน่ึงในนโยบาย จากนวตั กรรม
ระดบั ประเทศทผ่ี ลกั ดนั และขบั เคลอ่ื นเศรษฐกจิ ใน 10
กลุ่มอุตสาหกรรมเป้าหมาย เชน่ หุ่นยนตอ์ จั ฉรยิ ะ และ 2. ทฤษฎีและงานวิจยั ท่ีเกี่ยวขอ้ ง
ดา้ นเทคโนโลยอี นิ เทอร์เน็ตประสานสรรพสง่ิ เป็นต้น
เพ่อื เป็นการนานวตั กรรมมาใชใ้ นการสง่ เสรมิ และเพม่ิ 2.1 แผน่ เทอรโ์ มอิเลก็ ทริก
ศกั ยภาพในการแข่งขนั ต่อไป โดยเทคโนโลยดี งั กล่าว
ส่งผลในการใช้ชีวิตประจาวันอยู่เสมอ ซ่ึงทาให้ แผ่นเทอร์โมอิเล็กทริก (Thermoelectric) หรอื
ชีวิตประจาวันนั้นมีความสะดวกสบายมากยิ่งข้ึน
โดยเฉพาะภาคอุตสาหกรรม และภาคเกษตรกรรม ซ่งึ แผ่นเพลเทียร์ อาศยั สมบตั ิพเิ ศษของวสั ดุท่ีสามารถ
นับไดว้ า่ เป็นสว่ นสาคญั ต่อระบบเศรษฐกจิ ของประเทศ
ไทย เทคโนโลยดี งั กล่าวยงั สามารถช่วยลดตน้ ทุนการ ผนั ความร้อนเป็นไฟฟ้า และผนั ไฟฟ้าเป็นความเยน็
ผลติ และเพมิ่ ประสทิ ธิภาพในกระบวนการผลิตหรือ
การเพาะปลูกอกี ดว้ ย โดยอาศัยหลกั การสนั่ สะเทือนของโครงสร้างภายใน
ผกั และผลไมถ้ อื ว่าเป็นอกี หน่งึ ในประเภทสนิ คา้ ท่ี เรยี กว่า โฟนอน เม่อื วสั ดุไดร้ บั อุณหภูมทิ แ่ี ตกต่างกนั
สาคัญในการส่งออกของประเทศไทย เม่ือปี พ.ศ.
2563 มีปริมาณการส่งออก 187,671 ตัน คิดเป็ น ทอ่ี ุณหภูมสิ ูงก็จะถ่ายเทไปยงั อุณหภูมติ ่ากว่า จงึ เกิด
มูลค่า 249.59 ล้านเหรียญสหรฐั ฯ อย่างไรก็ตาม
หน่งึ ในปัญหาทพ่ี บ คอื การรกั ษาสภาพผลไมห้ รอื ยดื อเิ ล็กตรอนและโฮลเคล่อื นท่จี ะได้กระแสไฟฟ้าขน้ึ มา
อายุการเก็บรกั ษาให้มีความสดใหม่ระหว่างขนส่ง
จนถงึ ผบู้ รโิ ภค ซง่ึ ผกั และผลไมเ้ ป็นอาหารทเ่ี สอ่ื มเสยี โดยด้านหน่ึงจะเปล่ยี นพลงั งานความรอ้ น และทาให้
ง่าย (Perishable food) เน่ืองจาก มปี รมิ าณน้าสูง มี
สารอาหารท่ีเหมาะสมกบั การเจรญิ ของมีจุลินทรีย์ อกี ด้านอุณหภูมติ ่าลงต่อเน่ืองจนเกดิ เกล็ดน้าแขง็ จงึ
หากผลไม้เส่อื มเสยี กส็ ่งผลต่อราคา และปรมิ าณการ
สงั่ ซ้อื อกี ดว้ ย นอกจากน้ี ตู้แช่เยน็ ในปัจจุบนั ใชร้ ะบบ ทาใหเ้ กดิ ความเยน็ ขน้ึ
ทาความเยน็ อดั ไอเคมี ซง่ึ มสี ว่ นประกอบของสารคลอ
โรฟลูออไรคาร์บอน (CFC) ซ่ึงมีผลกระทบต่อ การเก็บรกั ษาสภาพของผกั และผลไม้ จะใช้การ
สิ่งแ ว ด ล้ อ ม ดังนั้น ผู้ วิจัย จึง พั ฒ น า แ ล ะวัด
ประสทิ ธภิ าพการทางานของกล่องแช่เยน็ ผลติ ผลพชื ควบคุมอุณหภูมริ ะหว่าง -2.2 ถึง 16 องศาเซลเซียส
สวนผ่านอินเทอร์เน็ตทุกสรรพสงิ่ และเปรยี บเทียบ
ร้อยละการสูญเสียน้าหนักของผลไม้ โดยทาการ โดยจะมีผลต่อจานวนวนั ในการเก็บรกั ษาสภาพ ดัง
ทดสอบการทางานผ่านสมาร์ทโฟน สามารถลด
ต้นทุนด้านค่าใช้จ่าย ยืดอายุและรกั ษาสภาพของ ตารางท่ี 1
ผลติ ผลพชื สวน และยงั เป็นมติ รกบั สงิ่ แวดลอ้ ม อกี ทงั้
ตารางท่ี 1 แสดงชว่ งอุณหภูมทิ ใ่ี ชเ้ กบ็ รกั ษาสภาพ
ผกั และผลไม้
ชว่ ง อุณหภมู หิ อ้ ง แช่เยน็ แชแ่ ขง็
อุณหภูมิ 25◦C 4◦C -18◦C
จานวน 1-7 วนั 3-14 8-12
วนั วนั เดอื น
2.2 เทคโนโลยอี ินเทอรเ์ น็ตทกุ สรรพส่ิง
เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตทุกสรรพส่ิง (Internet of
Things) หรือเรียกว่าเทคโนโลยีไอโอที (IoT) ถูก
นาเสนอเม่ือ ค.ศ. 2009 โดยเทคโนโลยีดงั กล่าวเป็น
สภาพแวดล้อม หรอื เครอื ข่ายของสรรพสง่ิ เช่น วตั ถุ
อุปกรณ์ พาหนะ และส่ิงของอ่ืนๆ ท่ีมีส่วนประกอบ
ของอิเล็กทรอนิกส์ ซอฟต์แวร์ ตัวตรวจจับฝังตัว
อ ยู่ แ ล ะ มี ก า ร เช่ื อ ม ต่ อ กั บ เค รื อ ข่ า ย ห รื อ
อนิ เทอร์เน็ต จึงทาให้สรรพส่ิงเหล่านัน้ สามารถเก็บ
64
บนั ทกึ และแลกเปลย่ี นขอ้ มลู ได้ [1] การเช่อื มตอ่ กนั ได้ ดังกล่าวมีอยู่เป็ นจานวนมาก เช่น NETPIE [3],
ผ่ า น โป ร โต ค อ ล ก า ร ส่ื อ ส า ร MQTT (Message Thingspeak และ Blynk เป็นต้น ซ่ึงในงานวิจยั น้ี ได้
Queuing Telemetry Transport) ซ่ึงเป็ นโพรโตคอล นาแพ ลตฟ อร์ม NETPIE มาใช้ในการสร้างการ
ของเทคโนโลยีอนิ เทอร์เน็ตทุกสรรพสง่ิ อาศยั การส่ง เช่ือมต่อ เพ่ือใช้ในการควบคุม และตรวจติดตาม
ข้อความบ น พ้ืน ฐาน publish-subscribe และการ (Monitor) ผลขอ้ มลู ทถ่ี ูกจดั เกบ็ บนคลาวด์แบบทนั กาล
สอ่ื สารสามารถใชก้ ารส่อื สารไดท้ งั้ แบบใชส้ าย และไร้ ผ่านสมาร์ทโฟน และเคร่ืองคอมพิวเตอร์ โดยแอพ
สาย ในปั จจุบันจึงพบว่า เทคโนโลยีดังกล่าวถูก พ ลิเคชัน Blynk สามารถรองรับ การทางาน บ น
นาไปใช้ประยุกต์อย่างแพร่หลายหลายๆ ด้าน เช่น ระบบปฏิบตั ิการแอนดรอย์ (Android) และ iOS โดย
ด้านเมืองอัจฉริยะ (Smart City) ด้านอุตสาหกรรม อาศยั เครอื ขา่ ยอนิ เทอรเ์ น็ตเป็นตวั เช่อื มโยงการสอ่ื สาร
(Smart Industries) ด้านการแพทย์หรือสาธารณสุข 2.3 งานวิจยั ที่เกี่ยวข้อง
(Smart Health) ระบบกริดไฟฟ้ าอัจฉริยะ (Smart
Grid) และด้านการเกษตรอจั ฉรยิ ะ (Smart Farming) วชั รากร ปิ่ นธุรัตน์ และดนัย ทองธวัช [4] ได้
เป็นตน้ โดยสรรพสงิ่ ต่างๆ มวี ธิ กี ารระบุตัวตนได้ รบั รู้ การศึกษาการเจริญเติบโตของผักสลัดกรีนโอ๊คใน
บรบิ ทของสภาพแวดลอ้ มได้ และมปี ฏสิ มั พนั ธโ์ ต้ตอบ ระบบไฮโดรโปนิกส์แบบอัตโนมัติ โดยควบคุม
และทางานร่วมกนั ได้ ความสามารถในการส่อื สารของ อณุ หภูมิ ความชน้ื และแสงสวา่ ง อาศยั เซนเซอร์ 3 ตวั
ส ร ร พ สิ่ง น้ี จ ะ น า ไป สู่ น ว ัต ก ร ร ม แ ล ะ บ ริก า ร ให ม่ อีก ได้แก่ เซนเซอร์วดั ความนาไฟฟ้า วดั ความเป็นกรด-
มากมาย ยกตัวอย่างการทางานของเทคโนโลยี ด่าง และวดั ระดบั น้า รวมทงั้ ใช้แสงสว่างจากหลอด
ดังกล่าว เช่น เกษตรกรสามารถสงั่ งานด้วยสมาร์ท แอลอีดี ผลการทดลองพบว่า ผักสลัดสามารถเก็บ
โ ฟ น ห รือ ค อ ม พิ ว เต อ ร์ ผ่ า น เค รือ ข่ า ย อิน เท อ ร์ เน็ ต เก่ียวได้เร็วกว่าการป ลูกทัว่ ๆไป และอัตราการ
จากนัน้ อุปกรณ์ควบคุมจะรบั คาสงั่ ดงั กล่าว แลว้ สงั่ ให้ เจริญ เติบ โตของผักสลัดทั้ง 2 วิธี มีอัตราการ
โซลินอยด์ ซ่ึงเป็นอุปกรณ์อเิ ล็กทรอนิกส์ท่ีทาหน้าท่ี เจรญิ เตบิ โตเทา่ กนั
เปิดปิดกับระบบท่ีเช่ือมต่อระบบประปา เพ่อื ทาการ
จ่ายน้าใหแ้ ปลงผกั หรอื โรงเรอื นต่อไป ในขณะท่รี ะบบ ปัณณภทั ร อนันตศลิ ป์ และคณะ [5] ได้พฒั นา
จ่ายน้าไดต้ ามปกติ ขอ้ มูลดงั กล่าวกจ็ ะถูกจดั เก็บไวใ้ น ระบบควบคุมตู้ปลาอัตโนมตั ิด้วยระบบแอนดรอยด์
ระบบคลาวด์ผ่านอินเทอร์เน็ต จึงทาให้ได้ข้อมูลท่ี โดยการวิเคราะห์และออกแบบโปรแกรมเชิงวัตถุ
สามารถนาไปใช้ในการวิเคราะห์หรือคาดคะเนได้ ร่วมกบั การควบคุมระบบแบบไรส้ าย รวมทงั้ การเขยี น
ต่อไป เป็นตน้ ทงั้ น้ี IEEE Computer Society ซ่งึ เป็น ค า สั่ ง เ พ่ื อ ค ว บ คุ ม อุ ป ก ร ณ์ ใ น ร ะ ดั บ
กลมุ่ ความร่วมมอื ดา้ น เทคโนโลยสี ารสนเทศระดบั โลก ไมโครคอนโทรลเลอร์ได้ การทดสอบประสิทธิภาพ
ไดร้ ะบุว่า อนิ เทอรเ์ น็ตประสานสรรพสงิ่ จะมคี วามเป็น ของระบบจากผู้เช่ยี วชาญและผู้ใช้งาน พบว่าระบบ
จริงมากย่ิงข้ึน โดยเทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตท่ีเช่ือม สามารถประเมนิ ประสทิ ธภิ าพไดค้ ่าเฉลย่ี เทา่ กบั 4.32
อุปกรณ์ และเคร่อื งมอื ต่าง ๆ เข้าไว้ด้วยกนั สามารถ ซ่ึงถือว่าการควบคุมตู้ปลาด้วยระบบปฏิบตั ิการแอน
เช่อื มโยง และส่อื สารกนั ไดโ้ ดยผ่านระบบอนิ เทอร์เน็ต ดรอยด์ สามารถทางานได้แบบไร้สายในระดับ
คาดว่าในปี ค.ศ. 2020 จะมอี ุปกรณ์ต่าง ๆ เกอื บ 26 ไมโครคอนโทรลเลอร์ ทางานไดอ้ ย่างมปี ระสทิ ธภิ าพ
พนั ล้านช้ินถูกเช่ือมต่อกับระบบอินเทอร์เน็ต [2] ใน
ปัจจุบันแพลตฟอร์มท่ีรองรบั การทางานเทคโนโลยี อารดา สริ ชิ ยั [6] ไดป้ ระดษิ ฐต์ ปู้ ลาอจั ฉรยิ ะ โดย
การทางานของระบบภายในตู้ปลามีการควบคุมผ่าน
ไมโครคอนโทรลเลอร์ สามารถควบคุมการเปล่ยี นน้า
แบบอตั โนมตั โิ ดยการตงั้ เวลา และการกาหนดระดบั น้า
65
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
การควบคุมอุณหภูมขิ องน้าในตูป้ ลาแบบอตั โนมตั ผิ ่าน ศรณั ย์ คาไล้ และคณะ [10] ไดอ้ อกแบบอุปกรณ์
ตัวตรวจจับวัดอุณหภูมิ การควบคุมการเปิดปิดไฟ ตรวจตดิ ตามและควบคุมการใชพ้ ลงั งานไฟฟ้าสาหรบั
แบบอัตโนมตั ิ ซ่ึงระบบจะทางานโดยมีสวิทซ์กดติด เคร่อื งใชไ้ ฟฟ้าควบคุมดว้ ยไมโครคอนโทรลเลอร์ โดย
ปล่อยดบั เป็นอุปกรณ์ใช้ในรบั การกาหนดค่าเวลา ค่า ใช้เซนเซอร์พีเซม-004 ตรวจวดั ค่าพารามิเตอร์ทาง
ระดบั น้า และค่าอุณหภูมจิ ากผู้ใช้ การตงั้ เวลาในการ ไฟฟ้า และแสดงผลผ่านทางแอปพลเิ คชนั Blynk ผล
เปล่ยี นน้าจะใช้การอ้างองิ ฐานเวลาจรงิ ท่ีได้จากไอซี การทดลองวดั แรงดนั ไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้า พลงั งาน
สรา้ งฐานเวลาจรงิ ไฟ ฟ้ าเปรียบเทียบกับเคร่ืองวัดพลังงานไฟฟ้ า
มาตรฐาน IEC 61010 CAT.III 600V พบว่า มรี ้อยละ
ภูมินทร์ ฮงมา และคณะ [7] ได้พัฒนาต้นแบบ ความผดิ พลาดสมั พทั ธข์ องหน่วยทว่ี ดั ไดน้ ้อยกว่า รอ้ ย
ฟาร์มไก่อัจฉริยะ โดยทาการทดลองในโรงเรือน ละ 4
ตน้ แบบสาหรบั เลย้ี งไก่แบบโรงเรอื นเปิด และใช้บอร์ด
NodeMCU esp8266 ร่วมกับแอปพ ลิเคชัน Blynk จาการทบทวนงานวจิ ยั และโครงงานสง่ิ ประดษิ ฐ์
สาหรบั การเช่อื มต่อระหว่างสมารท์ โฟนกบั อุปกรณ์ให้ ท่ีเก่ียวข้องพบว่า เป็นการใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์
เปิ ดปิ ดไฟฟ้ าในโรงเรือน รวมทัง้ รบั ข้อมูลจากตัว บอร์ดอาร์ดุยโน่ บอร์ด NodeMCU esp8266 และ
ตรวจจบั และแสดงขอ้ มูลอุณหภูมิ และความช้นื ผ่าน บอร์ด Raspberry Pi ร่วมกบั อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ส ม าร์ท โฟ น ผ ล จ าก ก ารศึก ษ าแ ล ะป ระเมิ น ต่างๆ ในโรงเรอื นสาธติ หรอื โรงเรอื นต้นแบบ และเกบ็
ประสทิ ธภิ าพของต้นแบบฯ โดยประเมนิ จากผู้ใช้งาน ขอ้ มูลเพ่อื ควบคุมอุณหภูมิ ความช้นื และแสงสว่างให้
จานวน 24 คนพบว่า ประสิทธิภาพโดยรวมของ เหมาะสม โดยสงั่ งานการตงั้ เวลาเปิดปิดแบบอตั โนมตั ิ
ตน้ แบบ อย่ใู นระดบั ระดบั มาก (x=4.31, S.D.=0.58) เท่านัน้ นอกจากน้ี ยงั มกี ารนาเทคโนโลยอี นิ เทอร์เน็ต
ทกุ สรรพสง่ิ มาประยกุ ตใ์ ชก้ บั การตรวจตดิ ตามอุปกรณ์
เจษฏา ขจรฤทธิ์ และคณะ [8] ได้พัฒนาระบบ ไฟฟ้าต่างๆ ซง่ึ ยงั ไม่พบว่ามกี ารสรา้ งหรอื พฒั นากลอ่ ง
ต้นแบบการควบคุมระบบส่องสว่างในครวั เรอื นจาก แช่เยน็ ด้วยเทคโนโลยีอนิ เทอรเ์ น็ตทุกสรรพสงิ่ ดงั นัน้
สมาร์ทโฟน และหน่วยควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์ ผู้วิจัยจึงได้พฒั นากล่องแช่เย็นผลิตผลพืชสวนผ่าน
การควบคุมสามารถทาได้ทงั้ ระบบทชั สกรนี และการ อนิ เทอรเ์ นต็ ทุกสรรพสงิ่ ขน้ึ
สงั่ งานด้วยเสียง ผลงานวิจัยช้ินน้ีเป็ นต้นแบบเพ่ือ
นาไปสูก่ ารพฒั นาผลติ ภณั ฑ์สาหรบั บ้านอจั ฉรยิ ะและ 3. วิธีการทดลองและผลการทดลอง
เพอ่ื ตอบโจทยค์ วามตอ้ งการในยุคไทยแลนด์ 4.0
ก า ร พั ฒ น า ก ล่ อ ง แ ช่ เย็น ผ ลิต ผ ล พื ช ส ว น ผ่ า น
ไพโรจน์ เหลืองวงศกร และคณะ [9] ได้นา อนิ เทอรเ์ น็ตทกุ สรรพสงิ่ อาศยั การเขยี นโปรแกรมดว้ ย
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมองกลฝังตัวมาสร้างเป็ น ภ า ษ า C แ ล ะ ภ า ษ า javascript ท า ง า น บ น
ระบบรักษาความปลอดภัยภายในท่ีพักอาศัย ท่ีมี ร ะ บ บ ป ฏิ บั ติ ก า ร วิ น โ ด ว ส์ 10 บ น เค ร่ื อ ง
อุปกรณ์เซ็นเซอรต์ รวจจบั แกส็ และเซ็นเซอร์ตรวจจบั ไมโครคอมพิวเตอร์ โดยใช้โปรแกรม Arduino IDE
ควนั ไฟเตือนภยั หรอื เฝ้าระวงั ทส่ี ามารถแจง้ เตอื นแกส็ เวอร์ชัน 1.8.7 และแพลตฟอร์ม NETPIE ในเขียน
รวั่ หรือตรวจจับควนั ไฟได้ร่วมกับการตรวจจับการ โปรแกรมเพ่ือสงั่ ควบคุมระบบฯ รวมทงั้ ตรวจตดิ ตาม
เคล่ือนไหวด้วยกล้องวงจรปิ ด ระบบรักษาความ ขอ้ มูลผ่านสมารท์ โฟน ซ่งึ ขอ้ มูลจะถูกจดั เกบ็ แบบทนั
ป ล อ ด ภัย ป ระ ยุก ต์ม า ใช้กับ อุป กร ณ์ ส ม องก ล ฝั งตัว กาลไว้บนคลาวด์ของแพลตฟอร์มดังกล่าว ได้แก่
ESP8266 ร่วมกบั อุปกรณ์ตรวจจบั ควนั ไฟ และกล่ิน อุณหภูมิ และน้าหนักของผลไม้ โดยทดลองแช่เย็น
แกส็ พรอ้ มทงั้ อปุ กรณ์ตรวจจบั ความเคลอ่ื นไหว
66
ผลไม้ จานวน 10 ชนิด แบ่งตามอตั ราการหายใจของ (30 องศาเซลเซียส) นอกจากน้ี ใช้แพลตฟอร์ม
ผกั ผลไมร้ ะดบั ต่า กลาง และสูงเป็นเวลา 14 วนั โดย NETPIE มาสรา้ งการเช่อื มต่อผ่านอนิ เทอร์เน็ตเพ่อื ใช้
ออกแบบและเขยี นโปรแกรมควบคุมด้วยโปรแกรม ในการแสดงผลขอ้ มูลท่ถี ูกจดั เก็บบนคลาวด์แบบทัน
Arduino IDE สาหรบั ไมโครคอนโทรลเลอร์ใช้บอร์ด กาลผ่านสมาร์ทโฟน และเคร่อื งคอมพวิ เตอร์ ดงั รูปท่ี
Arduino UNO และแผ่นเทอร์โมอเิ ล็กทริก จานวน 4 2
แผ่น เพ่ือทาความเย็น ใช้เซนเซอร์ DS18B20 วัด
อุณหภูมภิ ายในกล่อง และแสดงผลคา่ อุณหภูมผิ ่านจอ รปู ที่ 2 การจดั เกบ็ และตรวจตดิ ตามขอ้ มลู บน
LCD I2C ควบคุมอุณหภูมิอยู่ระหว่าง 4-16 องศา คลาวด์ NETPIE
เซ ล เซี ย ส แ ห ล่ งจ่ า ย ไฟ ฟ้ าก ระแ ส ต รง ( DC)
แรงดนั ไฟฟ้า 12V กระแสไฟฟ้า 20A โดยอกี ดา้ นหน่ึง ผลการทดลองพบว่า กลอ่ งแช่เยน็ ผลติ ผลพชื สวนผ่าน
ของแผ่นเทอรโ์ มอเิ ลก็ ทรกิ ใชช้ ุดแผงระบายความรอ้ น อินเทอร์เน็ตทุกสรรพสิ่ง สามารถรกั ษาสภาพของ
ดว้ ยน้า ซง่ึ ถกู ตดิ ตงั้ ไวด้ า้ นนอกของกล่อง ดงั รปู ท่ี 1 ผลไม้ได้ดีกว่าการเก็บรักษาในกล่องปกติ โดย
เป รีย บ เทีย บ ร้อ ย ล ะ ก า ร สูญ เสีย น้ า ห นั ก ข อ งผ ล ไม้
พบว่า ตงั้ แต่วนั ท่ี 10 ผลไม้ในกล่องปกติมีอตั ราการ
สญู เสยี น้าหนกั เพม่ิ มากขน้ึ ดงั รปู ท่ี 3
่นาห ันก (กก.) 1 กล่องแช่
0.8 เยน็
0.6
0.4 กล่องปกติ
0.2
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
วนั ที่
รปู ที่ 1 กลอ่ งแช่เยน็ ผลติ ผลพชื สวนผ่าน รปู ท่ี 3 แสดงขอ้ มลู เปรยี บเทยี บรอ้ ยละการสญู เสยี
อนิ เทอรเ์ นต็ ทุกสรรพสง่ิ น้าหนักกบั อณุ หภูมิ
สาหรบั กล่องปกติท่ใี ชใ้ นการเปรยี บเทยี บการสูญเสยี ในขณะท่ีผลไม้ในกล่องแช่เย็นผลิตผลพืชสวนผ่าน
น้าหนกั ของผลไมน้ ัน้ ไดก้ าหนดตามอุณหภูมหิ อ้ งปกติ อินเทอร์เน็ตทุกสรรพสง่ิ มีการสูญเสียน้าหนักลดลง
เล็กน้อย คิดเป็นร้อยละ 16 ของการสูญเสยี น้าหนัก
ของผลไม้ นอกจากน้ี ยังสามารถจัดเก็บข้อมูล
อุณ ห ภู มิแบ บ ทัน กาลผ่ าน คลาวด์ NETPIE ได้
นอกจากน้ี แอปพลิเคชนั ทาการเช่อื มต่อกบั อุปกรณ์
67
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
ค ว บ คุ ม กล่ อ งแ ช่ เย็น ผ ลิต ผ ล พืช ส ว น เรีย บ ร้อ ย แ ล้ว ต า ร า ง ที่ 1 ผ ล ก า ร ท ด ล อ งค่ า เฉ ล่ีย ก า ร วัด
สามารถสงั่ งานควบคุมเปิดปิดไดท้ งั้ แบบอตั โนมตั ิ และ
แบบสงั่ งานด้วยตนเอง สาหรบั การวดั ประสทิ ธภิ าพ ประสทิ ธภิ าพของพฒั นากล่องแช่เยน็ ผลติ ผลพชื สวน
ของกล่องแช่เยน็ ผลติ ผลพชื สวนผ่านอนิ เทอร์เน็ตทุก
สรรพสง่ิ ภายใต้เง่อื นไขต่างๆ จานวน 4 กรณี ได้แก่ ผา่ นอนิ เทอรเ์ น็ตทกุ สรรพสง่ิ (หน่วย: รอ้ ยละ)
1) การตอบสนองการร้องขอข้อมูล 2) การจัดเก็บ
ขอ้ มูลบนคลาวด์ 3) การเช่อื มต่อกบั อินเทอร์เน็ต 4) วธิ กี ารวดั ค่าเฉลย่ี ครงั้ คา่ เฉลย่ี ครงั้ คา่ เฉลย่ี
การวดั อุณหภูมิ โดยอาศยั การทดลองบนแอปพลเิ คชนั
NETPIE จากนัน้ ทาการวดั ประสทิ ธภิ าพดว้ ยวธิ ตี าราง ประสทิ ธภิ าพ ท่ี 1 ท่ี 2
Confusion Matrix [11] ดังรูปท่ี 7 คือ ค่าความถูก
ต้อง (Accuracy) และค่าความแม่นยา (Precision) ดงั คา่ ความถูกตอ้ ง 93.00 96.70 94.85
สมการท่ี 1 และ 2 ตามลาดบั
(Accuracy)
คา่ ความแม่นยา 89.50 92.20 90.85
(Precision)
Accuracy = (TP+TN) / (TP+FP+FN+TN) (1) จากตารางท่ี 1 จากการเกบ็ ขอ้ มูล จานวน 14 วนั ๆละ
Precision = TP / (TP+FN) (2) อย่างน้อย 2 ครงั้ พบว่า ประสทิ ธภิ าพการทางานของ
กล่องแช่เยน็ ผลติ ผลพชื สวนผ่านอนิ เทอรเ์ น็ตทุกสรรพ
ผลการทางานจริง ส่งิ ครงั้ ท่ี 1 มีค่าเฉล่ียความถูกต้อง เท่ากับ ร้อยละ
93.00 และมีค่าความแม่นยา เท่ากับร้อยละ 89.50
ถกู ต้อง ไมถ่ กู ต้อง ตามลาดับ และประสทิ ธิภาพการทางาน ครงั้ ท่ี 2 มี
ค่าเฉล่ยี ความถูกต้อง เท่ากบั รอ้ ยละ 96.70 และมีค่า
ผลการ ถกู ต้อง TP FP ความ แม่น ยา เท่ากับ ร้อยละ 92.20 ตามลาดับ
นอกจากน้ียงั พบว่า การทางาน ครงั้ ท่ี 1 มีอตั ราการ
ทดลอง ไม่ถกู ต้อง FN TN ทางาน ท่ีถูกต้องน้ อยกว่าการทางาน ครัง้ ท่ี 2
เน่ืองจาก เกดิ ปัญหาระหว่างการเช่อื มต่ออนิ เทอรเ์ น็ต
รปู ที่ 7 ตาราง Confusion Matrix [11] และเซน็ เซอร์วดั อุณหภูมไิ ม่ได้เป็นบางครงั้ เน่ืองจาก
ระบบไฟฟ้าไม่เสถียร จึงทาให้การทางานเกิดความ
โดยท่ี True Positive (TP) คือ ผลการทดลองได้ คาดเคล่อื นเลก็ น้อย
ถกู ตอ้ ง และผลการทางานจรงิ ทางานไดถ้ กู ตอ้ ง
True Negative (TN) คือ ผลการทดลองไม่ถูกต้อง 5. สรปุ ผลการทดลอง
และผลการทางานจรงิ ทางานไมถ่ ูกตอ้ ง
False Positive (FP) คอื ผลการทดลองไดถ้ ูกตอ้ ง แต่ กล่องแช่เย็นผลติ ผลพชื สวนผ่านอินเทอร์เน็ตทุก
ผลการทางานจรงิ ทางานไม่ถูกตอ้ ง สรรพสงิ่ โดยการทางาน ครงั้ ท่ี 1 และการทางานครงั้ ท่ี
False Negative (FN) คือ ผลการทดลองไม่ถูกต้อง 2 มคี ่าเฉลย่ี ความถูกต้อง เท่ากบั รอ้ ยละ 94.85 และมี
แต่ผลการทางานจรงิ ทางานไดถ้ กู ตอ้ ง ค่าความแม่นยา เท่ากับร้อยละ 90.85 ตามลาดับ
นอกจากน้ี การสูญเสยี น้าหนักคดิ เป็นรอ้ ยละ 16 ของ
การสูญเสยี น้าหนักของผลไม้ ดงั นัน้ การทางานของ
พฒั นากล่องแช่เยน็ ผลิตผลพชื สวนผ่านอนิ เทอร์เน็ต
ทุกสรรพส่งิ สามารถทางานได้อย่างมีประสทิ ธภิ าพ
ถูกต้อง แม่นยา และข้อมูลสามารถจดั เก็บข้อมูลบน
68
ระบบคลาวดไ์ ด้ นอกจากน้ี สามารถรกั ษาสภาพผลไม้ จัดการเทคโนโลยีและนวัตกรรมครงั้ ท่ี 1, 12 – 13
ดกี ว่าการเก็บรกั ษาในกล่องปกติ จงึ ส่งผลให้สามารถ พฤษภาคม 2558, หน้า 45-52.
ยดื อายุของผลผลติ ไดน้ านขน้ึ [6] อารดา สิริชัย (2558). ตู้ปลาอัจฉริยะ, ปริญญา
นพิ นธ.์
6. กิตติกรรมประกาศ [7] ภูมนิ ทร์ ฮงมา, ธนพฒั น์ สุระนรากุล, ระววิ ร ฮงมา
และจม่ิ ยนื นาน (2561). การพฒั นาต้นแบบฟาร์มไก่
ผูว้ จิ ยั ขอขอบคุณ คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั อจั ฉรยิ ะในจงั หวดั นครพนม เพ่อื เพม่ิ ขดี ความสามารถ
ราชภฏั อุดรธานีท่ใี หก้ ารสนับสนุนงบประมาณในการ การแขง่ ขนั ในยุคเศรษฐกจิ ดจิ ทิ ลั , การประชุมวชิ าการ
ตพี มิ พ์บทความ และสาขาวชิ าวศิ วกรรมคอมพวิ เตอร์ วิศวกรรมฟาร์มและเทคโนโลยีการควบคุมอตั โนมตั ิ
และการสอ่ื สาร คณะเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั ราชภฏั ( National Conference on Farm Engineering and
อุดรธานที ใ่ี หก้ ารสนับสนุนเคร่อื งมอื และอปุ กรณ์ต่างๆ Automation Technology: FEAT) ค รั้ ง ท่ี 5, 14
ในการลงพ้นื ทว่ี จิ ยั และถ่ายทอดเทคโนโลยใี นงานวจิ ยั ธนั วาคม, หน้า 189-194, 2561.
น้ี [8] เจษฎา ขจรฤทธ,ิ์ ปิยนุช ชยั พรแกว้ และ หน่ึงฤทยั
เอ้งฉ้วน (2560). การประยุกต์ใช้เทคโนโลยี Internet
7. เอกสารอ้างอิง of Things ในการควบคุมระบบส่องสว่างสาหรบั บ้าน
อั จ ฉ ริ ย ะ , JOURNAL OF INFORMATION
[1] Atzori, L., Iera, A. and Morabito, G. SCIENCE AND TECHNOLOGY, vol. 7(1), JAN-
JUN 2017, หน้า 1-11.
(2010) the internet of things: A survey, Computer [9] ไพโรจน์ เหลอื งวงศกร, วรพล ลลี าเกยี รตสิ กุล, สุ
รณพีร์ ภูมิวุฒิสาร และ พัชวรทั ย์ พิพัฒน์ธนอุดมดี
Networks, Elsevier, Netherlands. (2560). การประยกุ ตใ์ ช้ ESP8266 สาหรบั ระบบรกั ษา
ความปลอดภัยท่ีบ้าน Home Surveillance Security
[2] Dave Evans (April 2011). The Internet of Systems Using an ESP8266 Embedded Device,
JOURNAL OF INFORMATION SCIENCE AND
Things: How the Next Evolution of the Internet Is TECHNOLOGY, vol. 7(1), JAN-JUN 2017, หน้า 4-
55.
Changing Everything. Cisco, URL: [10] ศรณั ย์ คาไล้ บุญยกร เรยี นเวช และกันยารตั น์
เอกเอ่ียม (2564). อุปกรณ์ตรวจติดตามและควบคุม
https://www.iotsworldcongress.com, access on การใช้พลังงานไฟฟ้าสาหรบั เคร่อื งใช้ไฟฟ้าควบคุม
ด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์, การประชุมวิชาการ
4/10/2015. เทคโนโลยีอุตสาหกรรมระดับชาติ ครัง้ ท่ี 2, 20
กรกฎาคม 2564, หน้า 86-93, 2564.
[3] NETPIE (2020). NETPIE Cloud platform, URL: [11] K. Mikolajczyk and C. Schmid (2005). A
https:// https://netpie.io/, access on 1/3/2021. performance evaluation of local descriptors,
[4] วัชรากร ป่ิ นธุรัตน์ และดนัย ทองธวัช (2561).
การศึกษาการเจริญเติบโตของผักสลัดกรีนโอ๊คใน
ระบบไฮโดรโปนิกส์แบบอัตโนมัติ โดยควบคุม
อณุ หภูมิ ความชน้ื และแสงสว่าง, การประชุมวชิ าการ
วศิ วกรรมฟาร์มและเทคโนโลยีการควบคุมอตั โนมตั ิ
( National Conference on Farm Engineering and
Automation Technology: FEAT) ค รั้ ง ท่ี 5, 14
ธนั วาคม, หน้า 180-188, 2561.
[5] ปัณณภัทร อนันตศิลป์ , สาธร ไม่ปรากฏ และ
อมั เรศ นามลทา (2558). ระบบควบคมุ ตูป้ ลาอตั โนมตั ิ
ดว้ ยระบบ Android, การประชุมวชิ าการระดบั ชาตกิ าร
69
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
Journal of Pattern Analysis and Machine
Intelligence, pp. 1615-1630.
70
รหสั บทความ : AMA09
การออกแบบและวิเคราะหต์ วั ดดู ซบั การสนั ่ สาหรบั รถตดั หญ้าแบบเขน็
Designing and Analysis Vibration Absorber for Lown Mower
วชิ าญ ใจสุข1 ศริ วิ ฒั น์ แวงดสี อน2 และจริ ะพล ศรเี สรฐิ ผล1*
1 วทิ ยาลยั แทคโนโลยอี ตุ สาหกรรมศรสี งคราม มหาวทิ ยาลยั นครพนม 129 ม.7 อาเภอศรสี งคราม จงั หวดั นครพนม 48150
2 วทิ ยาลยั แทคโนโลยอี ตุ สาหกรรมศรสี งคราม มหาวทิ ยาลยั นครพนม 129 ม.7 อาเภอศรสี งคราม จงั หวดั นครพนม 48150
1* มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยสี รุ นารี จงั หวดั นครราชสมี า
*ตดิ ต่อ: E-mail, [email protected],เบอรโ์ ทรศพั ท์ 089-8430686
บทคดั ย่อ
งานวจิ ยั น้ีเป็นการออกแบบและวเิ คราะหต์ วั ดดู ซบั การสนั่ สาหรบั รถตดั หญา้ แบบรถเขน็ ซ่งึ มผี ลกระทบต่อผใู้ ชง้ าน
ทัง้ ด้านสุขภาพและระยะเวลาทางานท่ีลดลงจากความเม่ือยล้าท่ีเกิดข้ึนจากการสนั่ สะเทือนของเ คร่ืองยนต์
การศึกษาออกแบบและวิเคราะห์ตัวดูดซับการสนั่ สาหรบั รถตัดหญ้า ได้วิเคราะห์หาค่าความถ่ีธรรมชาติของ
โครงสรา้ งท่เี กดิ ข้นึ ในรถตดั หญ้าแบบเขน็ 3 ตาแหน่ง ได้แก่ ส่วนหวั สว่ นกลาง และส่วนทา้ ยของเคร่อื ง จากการ
ทดสอบพบวา่ สว่ นหวั มคี ่าความเรว็ ของการสนั่ สูงสุดเท่ากบั 0.0043 mm/sec ทค่ี วามถ่ี 11.64 Hz สว่ นกลางของ
เคร่อื งมีค่าความเรว็ ของการสนั่ สูงสุดเท่ากบั 0.0079 mm/sec ท่คี วามถ่ี 25.19 Hz และส่วนท้ายของเคร่อื งมีค่า
ความเร็วของการสนั่ สูงสุดเท่ากับ 0.0116 mm/sec ท่ีความถ่ี 17.85 Hz จากการทดลองพบว่าตาแหน่งท่ีมีค่า
ความเรว็ ของการสนั่ สงู สุดของโครงสรา้ งอย่ทู ส่ี ว่ นทา้ ยของเครอ่ื ง การออกแบบตวั ดดู ซบั การสนั่ ไดพ้ จิ ารณาความถ่ี
ธรรมชาตทิ ม่ี ผี ลต่อความเรว็ รอบการทางานของรถตดั หญา้ แบบเขน็ โดยกาหนดตาแหน่งวดั คา่ การสนั่ สะเทอื นไว้ 5
ตาแหน่ง ท่ี 5 ระดบั ความเรว็ รอบ คอื 2,200, 2,450, 2,500, 2,630 และ 2,700 RPM และเลอื กตาแหน่งท่ี 2, 3 และ
4 ทดสอบหาความถธ่ี รรมชาตใิ นโครงสรา้ ง เพ่อื หลกี เลย่ี งความถ่นี ้ีไปตรงตามกบั ความเรว็ รอบของการทางานของ
รถตดั หญ้าแบบเขน็ โดยออกแบบตวั ดูดซบั แบบไม่มตี วั หน่วง ให้มคี วามถ่ธี รรมชาตอิ ยู่ในย่านความถ่ี 35-50 Hz
(2,100-3,000 RPM) ซ่งึ ตวั ดดู ซบั การสนั่ ไดอ้ อกแบบไว้ 5 โมเดลและโมเดลท่ี 5 มคี ่าความถธ่ี รรมชาตเิ ท่ากบั 44.4
Hz (2,664 RPM) วดั ค่าโดยวธิ กี ารทดสอบแบบแรงดล(Impact Test) อย่ใู นย่านความเรว็ รอบการทางานของรถตดั
หญ้า จากการทดสอบพบว่า ระดบั ความเรว็ รอบการทางานจรงิ ของรถตดั หญา้ แบบเขน็ อย่ทู ่ี 2,500 RPM (41.67
Hz) และ 2,664 RPM (44.40 Hz) ทเ่ี ราจะใชใ้ นการออกแบบตวั ดดู ซบั การสนั่ สะเทอื นแบบไมม่ ตี วั หน่วง
คาสาคญั : ความถธ่ี รรมชาต;ิ การสนั่ สะเทอื น; อุปกรณ์ลดความสนั่ สะเทอื น
71
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
Abstract
This study examines the mechanical vibrations that occur during operation of a propelled lown mowers
that affects both the health and working hours of the user as a result of the fatigue caused by the
machine’s vibration. The test location has 3 locations, namely the head area of the machine, center of the
machine and the rear of the machine. From the test results, it was found that the head area of the
machine has a maximum vibration velocity of 0.0043 mm/sec at a frequency of 11.64 Hz. The center of
the machine has a maximum vibration velocity of 0.0079 mm/sec at a frequency of 25.19 Hz and the rear
of the machine has a maximum vibration velocity equal to 0.0116 mm/sec at a frequency of 17.58 Hz.
From the experimental results, it was found that the highest vibration-induced position of the structure
was in the center part of the machine, which was the position of the engine, and the second was the rear
part of the user's position. So this location is selected to install a vibration reduction device The
researcher designed 5 models of vibration reduction device for testing by selecting a vibration absorber
device without damping to have a natural frequency in the frequency range of 35-50 Hz to be installed at
the rear end of the mower. The fifth model had natural frequencies in the specified range 44.40 Hz (2,664
RPM) by the Impact Test method. From the experiment,The lown mower had engine speed 2,500 RPM
(41.67 Hz) and 2,664 RPM (44.40 Hz).The data from this study can be used as a guideline for the
vibrations absorber to be located and for further design.
Keywords: natural frequency; vibrations; vibrations absorber
1. บทนา หญ้าในสภาวะท่มี กี ารสนั่ สะเทอื นเป็นเวลานานอย่าง
ต่อเน่ือง สง่ิ น้จี ะสง่ ผลโดยตรงต่อสุขภาพของเกษตรกร
รถตดั หญา้ (Lawn Mower) เป็นเคร่อื งจกั รกล (ISO 5349-1, 2001)
ทุนแรงช่วยให้เกษตรกรได้รบั ความสะดวกสบายใน
การตดั หญ้า หรอื กาจดั วชั พชื รถตดั หญ้ามหี ลายแบบ งาน วิจัย น้ี มีว ัต ถุป ร ะส งค์เพ่ือ ศึก ษ า ปั ญ ห าก า ร
ทงั้ แบบนัง่ ขบั และแบบเขน็ รถตดั หญ้าแบบรถเขน็ มี สนั่ สะเทอื นทางกลของโครงรถตดั หญา้ แบบรถเขน็ และ
หลายขนาดซ่งึ แตกต่างกันไป เช่น แบบทม่ี ขี นาดเลก็ ออกแบบ ระบ บ ซับ แรงสัน่ สะเทือน เพ่ือลดการ
ล้อต่าเหมาะสาหรับตัดหญ้าท่ีข้ึนไม่มากนัก แบบ สนั่ สะเทอื นท่จี ะมผี ลกระทบโดยตรงต่อผู้ใช้ ลดความ
รถเขน็ ท่มี สี ามลอ้ เหมาะสาหรบั ตดั หญ้าในพน้ื ทส่ี นาม เม่ือยล้าจากการใช้งาน ส่งผลให้เกษตรกรสามารถ
หญ้าทวั่ ไป แบบทม่ี ขี นาดลอ้ สูงเหมาะสาหรบั ตดั หญ้า ทางานได้เป็ นระยะเวลายาวน านข้ึนซ่ึ งจะส่งผลต่ อ
ทข่ี น้ึ รก คุณภาพชวี ติ ของเกษตรกรซ่ึงเป็นประชากรหลกั ของ
ประเทศ
การสนั่ สะเทอื นของรถตดั หญ้าแบบรถเขน็ ขณะ
ทางานจะสง่ ผ่านไปยงั ร่างกายของผู้ใชง้ าน ก่อให้เกดิ 2. ทฤษฎีและหลกั การที่เก่ียวข้องกบั งานวิจยั
การสนั่ สะเทอื นทร่ี ุนแรงบรเิ วณขอ้ มอื ของผใู้ ชง้ าน ซ่งึ การสนั่ สะเทือนแบบอิสระ(Free Vibration)
เป็นสาเหตุของการบาดเจ็บ (Ying et al., 1998) และ
หากเกษตรกรใช้รถตดั หญ้าแบบรถเข็น (ล้อสูง) ตัด เป็ นการเคล่ือนท่ีกลับไปกลับมาของมวลในระบบ
72
ภายใตก้ ารกระทาของแรงภายในระบบโดยปราศจาก (Passive Vibration Absorber) และตัวดูดซับการสนั่
แรงภายนอกกระทา การศกึ ษาพลศาสตร์ (Dynamic) แบบปรบั ค่าได้(Active Vibration Absorber) ตวั ดูดซบั
ของการสนั่ สะเทอื นจะอาศยั การศกึ ษาการตอบสนอง การสนั่ สะเทือนแบบตายตัวได้ถูกคิดค้นข้นึ ครงั้ แรก
ของการเคล่ือนท่ีผ่านแบบจาลอง มวล (mass), ค่า โด ย Frahm [DenHartog, J.P., 1 9 5 6.Mechanical
ความ แ ข็งข องส ป ริง (stiffness) แ ล ะ ตัวห น่ ว ง Vibrations(4 th edition),New York, McGraw-Hill,
(damping) pp.178-184. ] ในปี 1909 โดยในระบบนัน้ จะประกอบ
ไปดว้ ย มวล-สปรงิ -ตวั หน่วงท่ตี ดิ ตงั้ เขา้ กบั ระบบหลกั
การวัดสัญ ญ าณ การสัน่ สะเทือนความถ่ี ในการออกแบบตวั ดดู ซบั การสนั่ สะเทอื นแบบตายตวั
(Frequency) ในท่ีน้ีหมายถึง จานวนรอบของการ นัน้ โดยทวั่ ไปมกั จะออกแบบให้ความถ่ีธรรมชาติของ
สนั่ สะเทอื นต่อหน่วยเวลา ซ่งึ สามารถอธบิ ายอยู่ในรปู ตวั ดูดซบั การสนั่ สะเทอื นเท่ากบั ความถธ่ี รรมชาตขิ อง
ของ รอบต่อวินาที (cycle per second,Hz),รอบต่อ ระบบหลักเพ่ือป้ องกันการสัน่ พ้อง (Resonance)
นาที(cycle per minute,CPM) แต่ถ้าต้องการอธิบาย ขนาดการสนั่ ของระบบหลกั ก็จะเท่ากบั ศูนย์ กล่าวคอื
ถึงความ เร็วของเคร่ืองจักรจะใช้ รอบ ต่ อน าที ณ ความถน่ี ้ีตวั ดดู ซบั การสนั่ สะเทอื นจะมปี ระสทิ ธภิ าพ
(revolution per minute,RPM) ซ่ึงในการศึกษางาน สงู สุดแต่อย่างไรกต็ ามประสทิ ธภิ าพการทางานของตวั
ด้านการวิเคราะห์การสัน่ สะเทือน พารามิเตอร์ท่ีมี ดูดซบั การสนั่ สะเทือนจะลดลงเม่อื ความถ่ีของแรงท่ี
ความสาคัญ อีกตัวหน่ึงคือ ลาดับขัน้ (order) เป็ น กระทาตอ่ ระบบหลกั แปรเปลย่ี นไปจากเดมิ
พ ารามิเต อร์ท่ีแสด งว่าเม่ือเคร่ืองจักรเกิดการ
สนั่ สะเทือนแล้ว แรงกระทาท่ีเกิดข้ึนเม่ือเทียบกับ รุ่งเรือง กาลศิริศิลป์ และ เกียรติศักดิ ์ แสง
ความเรว็ ของเคร่อื งจกั ร ประดษิ ฐ์ ศกึ ษาค่าการสนั่ สะเทือนของเคร่อื งตดั หญ้า
วางรายท่ีใช้เคร่อื งยนต์ไทเกอรแ์ ละฮอนด้าขนาด 5.5
ก า ร วิ เค ร า ะ ห์ ค ว า ม ถ่ี ธ ร ร ม ช า ติ ค ว า ม ถ่ี แรงมา้ เป็นตน้ กาลงั ทาการตดิ ตงั้ เซนเซอรว์ ดั ความเร่ง
ธรรมชาติ (Natural Frequency) คือความถ่ีของการ (Accelerometer) โด ย วิเค ราะห์ แ ล ะป ระม วล ผ ล
สนั่ ของวตั ถุ ซง่ึ เกดิ ขน้ึ จากการรบกวนวตั ถนุ ัน้ หรอื การ สญั ญาณด้วยโปรแกรม LABVIEW ใน 3 ตาแหน่ง
ใหพ้ ลงั งานกบั วตั ถุนัน้ ซง่ึ พลงั งานทใ่ี หแ้ กว่ ตั ถุจะทาให้ คนั จบั แท่นวางเคร่อื ง และชุดใบมีด การทดสอบวดั
วตั ถเุ กดิ การสนั่ เราเรยี กว่าความถธ่ี รรมชาตโิ ดยขน้ึ อยู่ ความเร่งแนวดิ่ง แนวรัศมี และแนวแกน ผลการ
กบั ขนาดรูปร่างของวตั ถุนัน้ ๆและยงั หมายถงึ ความถ่ี ทดสอบเคร่ืองยนต์ไทเกอร์ ค่าการสัน่ สะเทือนมี
ในการแกวง่ อยา่ งอสิ ระของวตั ถุ ค่าสูงสุดในแนวดงิ่ ตาแหน่งคนั จบั เท่ากบั 5.3 mm/s ท่ี
ความถ่ี 12.5 Hz ท่ีความเร็วรอบเคร่ืองยนต์ 3,500
การลดขนาดการสนั่ สะเทอื นนัน้ เป็นสง่ิ สาคญั rpm และเคร่ืองยนต์ฮอนด้าค่าการสัน่ สะเทือนมี
สาหรบั การออกแบบเคร่อื งจกั รกล ทงั้ น้ีกเ็ พราะว่าการ ค่าสูงสุดในแนวดง่ิ ตาแหน่งคนั จบั 2.5 mm/s ความถ่ี
สัน่ สะเทือนนั้นเป็ นสาเหตุสาคัญท่ีทาให้ช้ินส่วน 63 Hz ทค่ี วามเรว็ รอบเครอ่ื งยนต์ 1,900 rpm
เคร่อื งจกั รเกดิ ความลา้ ตวั ซง่ึ ความลา้ ตวั ทเ่ี กดิ ขน้ึ น้ีจะ
ทาให้ช้ินส่วนเคร่อื งจกั รเกิดการชารุดเสียหายได้ใน สริ พิ งศ์ เอ่ยื มชยั มงคล. โครงการวจิ ยั น้ีศกึ ษา
ทส่ี ุดวธิ ลี ดขนาดการสนั่ สะเทอื นของเคร่อื งจกั รวธิ หี น่ึง เก่ยี วกับการลดการสนั่ สะเทือนโดยใช้ตวั ดูดซับการ
ท่ีนิยมใช้กันคือ การติดตงั้ ตัวดูดซับการสนั่ สะเทือน สั่น ส ะ เทื อ น แ บ บ ไ ม่ มี ค ว า ม ห น่ ว ง ภ า ย ใ ต้
เพม่ิ เขา้ ไปในระบบหลกั ซ่ึงอาจจะเป็นเคร่อื งจกั รหรอื แรงสัน่ สะเทือนแบบฮาร์มอนิค ใช้ตัวดูดซับการ
โครงสรา้ งโดยตวั ดูดซบั การสนั่ สะเทอื นทใ่ี ช้กนั อยู่นัน้ สนั่ สะเทือนประกอบด้วยคานสปรงิ ยึดติดกบั ชุดมวล
จะมดี ้วยกนั สองแบบคอื ตวั ดูดซบั การสนั่ แบบตายตวั
73
29 มนี าคม 2565
คณะวศิ วกรรมศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยรี าชมงคลอสี าน
หลกั แบบคานทเิ ลเวอรโ์ ดยมมี วลของตวั ดดู ซบั ตดิ อย่ทู ่ี สุรตั น์ ปัญญาแก้ว. ออกแบบและสรา้ งตวั ดูด
ปลายคาน การทดลองการสัน่ สะเทือนได้ทาการ การสนั่ สะเทอื นแบบปรบั ค่าได้โดยจะใชร้ ะบบควบคุม
ทดลองกับแรงฮาร์มอนิคท่ีความถ่ี 6 Hz และ 11 Hz แบบป้อนกลบั สรา้ งสญั ญาณแรงทเ่ี ป็นสดั ส่วนโดยตรง
ผลการทดลองพบวา่ สามารถลดการสนั่ สะเทอื นไดเ้ ป็น กับ ต าแห น่ งและความ เร่งของตัวดูดซับ ความ
อย่างมาก จาก 6.4 mm (RMS) เหลือ 0.05-6.4 mm สนั่ สะเทือนเพ่อื ทาให้ค่ามอดูลสั เชิงพลวตั ของตวั ดูด
(RMS) ท่คี วามถ่ี 6 Hz และ จาก 5.7-6.4 mm (RMS) ซบั การสนั่ สะเทอื นเป็นศูนย์ เป้าหมายระบบควบคุม
เหลอื 0.16-6.4 mm (RMS) แบบป้อนกลบั ท่อี อกแบบขน้ึ มาน้ีกเ็ พ่อื ให้สามารถลด
ขนาดการสนั่ สะเทือนของระบบหลกั ในทุกค่าความถ่ี
สวุ พิ งษ์ เหมะธลุ นิ และ ณัฐดนย์ พรรณุเจรญิ ของแรงกระตนุ้ ทแ่ี ปรเปลย่ี น จากการทดลองพบว่าตวั
วงษ์ พฒั นาชุดขบั เคลอ่ื นใบมดี ตดั ของเคร่อื งตดั ใบขา้ ว ดดู ซบั การสนั่ สะเทอื นแบบปรบั ค่าไดส้ ามารถลดขนาด
เพ่ือลดการสนั่ สะเทือนโดยใช้ระเบียบวธิ ไี ฟไนต์เอลิ การสัน่ ของระบบหลักลงได้ประมาณ 21 % เม่ือ
เมนต์มาช่วยในการวิเคราะห์ความเข็งแรง ผลการ ความถข่ี องแรงกระตนุ้ แปรเปลย่ี น
วเิ คราะห์เบ้อื งตน้ พบว่า ค่าการเสยี รูปทรงมคี ่าสูงสุด
มคี ่าน้อยมาก และเม่อื เปรยี บเทยี บการขบั เคล่อื นดว้ ย 3. ความถ่ธี รรมชาติของรถตดั หญ้าแบบรถเขน็
โซ่กบั การขบั เคล่อื นด้วยสายพานและเคร่อื งตดั หญ้า ความถ่ธี รรมชาตขิ องรถตดั หญ้าแบบรถเขน็ โดย
โดยตัดใบ ข้าวพ้ืนท่ี 400 ตารางเมตร ผลการ
สัน่ ส ะ เทื อ น เม่ื อ ขับ เค ล่ือ น ด้ ว ย โซ่ ล ด ล งเม่ื อ วิธีท ด ส อ บ แ บ บ แ ร งด ล (Impact Test)ท ด ส อ บ
เปรยี บเทยี บกบั การขบั เคล่อื นด้วยสายพาน ช่วยลด โครงสร้างเพ่ือดูค่าความถ่ีธรรมชาติและแรงท่ีมา
เวลาการทางานลงได้ 30.90 นาท/ี ไร่ และสามารถลด กระทาท่ที าให้เกิดรโี ซแนนท์ในโครงรถตดั หญ้าแบบ
ตน้ ทนุ ในการทานาได้ 640 บาท/ไร่ รถเขน็ วธิ กี ารทดสอบแบบแรงดล(Impact Test)
Ying, Y., L. Zhang, F. Xu and Dong M. จากผลการท ด ลองวิเคราะห์ ห าค่าความ ถ่ี
1998. ได้ศึกษาการปฏบิ ตั ิงานของผู้ทางานกบั รถไถ ธรรมชาตโิ ดยวธิ กี ารทดสอบแบบแรงดล(Impact Test)
เพลาเดยี ว ซ่งึ ควบคุมดว้ ยมอื แขนสมั ผสั โดยตรง การ แสดงใหเ้ หน็ ค่าความถ่ธี รรมชาติของรถตดั หญ้าแบบ
วดั ค่าความสนั่ สะเทือนขอองรถไถการวดั ในสภาวะ รถเข็นอยู่ในช่วงความถ่ี 11.64-17.58 เฮิร์ทซ์(Hz)
สตารท์ เคร่อื งอยกู่ บั ท่ี การวดั ในสภาวะการขบั เคลอ่ื นท่ี โดยมีค่าแอมพลิจูดท่ีอยู่ระหว่าง 0.0043-0.0116
และในสภาวะการขบั ไถพรวนดิน การวัดระดับค่า mm/N
ความสนั่ สะเทือนท่ีมือจบั โดยวิเคราะห์ค่าสเปคตรมั
ความถ่ที เ่ี กดิ ขน้ึ จากสภาพการทางานจรงิ ผลการวจิ ยั 2
พบว่า 10% ผปู้ ฏบิ ตั งิ านกบั รถไถมคี วามเสย่ี งทจ่ี ะเกดิ 3
ความผิดปกติของน้ิวมือ เน่ืองจากความสนั่ สะเทือน
หากใชร้ ถไถในเวลา 8 ชวั ่ โมงต่อวนั ในระยะเวลาสนั้ ๆ 1
(3-4ปี) ควรจากดั เวลาในการใช้งานรถไถเพลาเดียว
เพ่ือป้ องกัน ผู้ป ฏิบัติงาน ไม่ ให้สัม ผัสกับ ความ ภาพท่ี 1 แสดงตาแหน่งทดสอบโครงสร้างรถตดั
สนั่ สะเทอื นเป็นระยะเวลายาวนาน เม่อื พจิ ารณาตาม หญา้ หาคา่ ความถธ่ี รรมชาตโิ ดยวธิ ที ดสอบแบบแรงดล
เกณฑค์ า่ มาตรฐานของ ISO 5349
74
4. ทดสอบการสนั่ สะเทือนแบบอิสระของ 5. ออกแบบอุปกรณ์ดดู ซบั การสนั่ สะเทือน
โครงสร้างรถตดั หญ้าแบบรถเขน็ การออกแบบไดจ้ าลองมาจากหลกั การลดการ
สนั่ สะเทอื นแบบอสิ ระ โดยสปรงิ และลกู ตมุ้ ซง่ึ ผวู้ จิ ยั ได้
ในการทดสอบวัดค่าความสัน่ สะเทือนของ ออกแบบโดยการประยุกต์ใชโ้ ซ่ แท่งเหล็ก และลูกตุ้ม
โครงส ร้างแบ บ อิสระ เพ่ือห าขน าด ข องความ เพ่อื ดูดซบั ลดแรงสนั่ สะเทอื นท่ีเกดิ ข้นึ กบั รถตดั หญ้า
สนั่ สะเทือนท่ีเกดิ ข้นึ จรงิ ในตาแหน่งต่างๆของรถตัด แบบรถเข็น ในการออกแบบอุปกรณ์ดูดซับความ
หญา้ แบบรถเขน็ โดยในการทดลองจะกาหนดตาแหน่ง สนั่ สะเทอื น และไดท้ ดลองออกแบบไว้ 5 โมเดล เพ่อื
การวดั ไว้ 5 ตาแหน่งดงั รูปท่ี 2 และกาหนดความเร็ว หาค่าความถ่ีธรรมชาติให้อยู่ในย่านความถ่ีท่ี 35-50
รอบของเคร่อื งยนต์ไวท้ ่ี 2,200, 2,450, 2,500, 2,630 Hz(2,100-3,000 RPM) ซ่งึ เป็นค่าความถ่ที ใ่ี ช้งานจรงิ
และ 2,700 RPM ในการตัดหญ้า ดังแสดงในรูปท่ี 4 โดยกาหนดค่า
น้าหนกั มวลมหี น่วยเป็นกโิ ลกรมั (kg)
1 234 5 โซ่ แท่งเหลก็ ลกู ตมุ้
ภาพท่ี 4 แสดงอปุ กรณแ์ในหกลาก็ รออกแบบอปุ กรณ์ดดู ซบั
การสนั่ สะเทอื น
การออกแบบและสร้างอุปกรณ์ดูดซบั การสนั่ สะเทือน
ทจ่ี ะใชก้ บั รถตดั หญา้ แบบรถเขน็ ดงั ภาพท่ี 5
ภาพท่ี 2 แสดงตาแหน่งทใ่ี ชเ้ ครอ่ื งมอื วดั คา่ ความ
สนั่ สะเทอื นในรถตดั หญา้ แบบรถเขน็
ภาพท่ี 5 แสดงอปุ กรณ์ในการออกแบบอปุ กรณ์
ดดู ซบั การสนั่ สะเทอื น
ภาพท่ี 3 กราฟแสดงคา่ ความสนั่ สะเทอื นทเ่ี กดิ ขน้ึ กบั 6 เครอ่ื งมอื ที่ใช้นานวิจยั
รถตดั หญา้ แบบรถเขน็ ทไ่ี มไ่ ดต้ ดิ ตงั้ อุปกรณ์ลดการ
เคร่ืองมือท่ีใช้วัดค่าความสัน่ สะเทือนในการ
สนั่ สะเทอื น ทดลองวดั ค่าความสนั่ สะเทือนใช้เคร่ือง Vibration
Monitoring & Analysis รุ่น CXM FFT Analyzer ดัง
แสดงในรปู ท่ี 6
75
The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
Proceedings-FEAT7 (2022)
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search