ผศ.ดร.จันทรพร   ผลากรกุล    อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนคร  เหนือ     เจ้าของผลงานเครื่องผลิตออกซิเจนจากอากาศพร้อมส่วนต่อประสานกราฟฟิกกับผู้ใช้สำหรับปรับค่าความบริสุทธิ์   ระยะเวลาสร้างผลงาน  1  ปีกว่า  ผลงานการันตีด้วย รางวัลนวัตกรรมเทคโนโลยีประจำปี 2552    ประเภทบุคลากร ด้านสิ่งประดิษฐ์    จากสำนักวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโน โลยี      มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ  โดยมีวัตถุประสงค์   เพื่อพัฒนาศักยภาพการจัดการองค์ความรู้และระบบงานวิจัยใน องค์กรให้กับบุคลากรของบริษัท สยามวอเตอร์เฟลม จำกัด สร้างองค์ความรู้ที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาต้นแบบเครื่องผลิตออกซิเจนจากอากาศออกแบบ สร้างและทดสอบเครื่องผลิตก๊าซออกซิเจนบริสุทธิ์จากอากาศที่มีกำลังการผลิต 1.3 m3/hr และความบริสุทธิ์ของออกซิเจนไม่ต่ำกว่า 95% ผลิตบัณฑิต ที่มีความรู้ความสามารถในการออกแบบ   สร้างเเละปฏิบัติการหอดูดซับ

          แนวคิดในการวิจัย  เพื่อพัฒนาระบบวิจัยในสถานประกอบการ  อบรมและให้ ความรู้เกี่ยวกับการจัดการระบบงานวิจัย วิธีการดำเนินการวิจัย และเครื่องมือที่ช่วยในการจัดการ เช่น  APQP, Benchmarking,  Balance Score Card เป็นต้นโดยการอบรมและให้ความรู้ในการพัฒนาไปสู่องค์กร  แห่งการเรียนรู้  แก่หน่วยงานวิจัยมีส่วนร่วมในการดำเนินงานวิจัยของโครงการฯ  สำหรับเป้าหมายการทำวิจัยจะมุ่งเน้นตัวบุคคลมีความรับผิดชอบ     ระบบงานวิจัยด้วยการอบรม และให้ความรู้เรื่องการจัดการงานวิจัยและระบบงานวิจัย ตลอดจนเครื่องมือต่างๆ   ที่ช่วยในการจัดการเกี่ยวกับงานวิจัย ให้แก่หน่วยงานวิจัยของผู้ประกอบการที่ครอบคลุมถึงการวิเคราะห์ปัญหา และแนวทางแก้ปัญหามีส่วนร่วมในการทำวิจัยกับคณะวิจัยในโครงการฯ เช่น การอบรมเรื่องการวิเคราะห์ความผิดพลาด   ซึ่งการพัฒนาต้นแบบเครื่องผลิตออกซิเจนจากอากาศ  แบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อ อธิบายการถ่าย เทมวลในกระบวนการดูดซับและทำนายผลของพารามิเตอร์ปฏิบัติการ ทั้งนี้องค์ความรู้ในการผลิตเครื่องผลิตก๊าซออกซิเจนบริสุทธิ์ อาศัยแนวคิดแบบ ทางเครื่องกลและคุณสมบัติของชิ้นส่วนและอุปกรณ์ เช่น ความแข็งแรง คุณสมบัติทางเคมี พร้อมวิธีการประกอบและติดตั้งอุปกรณ์ต่างๆ   เครื่องต้น แบบผลิตก๊าซออกซิเจนบริสุทธิ์  มีความสัมพันธ์พารามิเตอร์การทำงานที่เหมาะสมสำหรับการผลิตออกซิเจนที่ความบริสุทธิ์ 95%            สำหรับการพัฒนาต้นแบบเครื่องผลิตออกซิเจนจากอากาศ   จะศึกษาทางทฤษฎีหลักการทำงานของระบบและความสำคัญของพารามิเตอร์ การปฏิบัติการ ซึ่งรวมถึง ขนาด  รูปร่างและการเรียงตัวของวัสดุดูดซับ   ค่าความดัน  เวลาในการดูดซับและการรีเจนเนอเรท  อัตราส่วนระหว่างก๊าซ ขาเข้าและขาออกที่ตำแหน่งต่างๆ พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่ออธิบายการถ่ายเทมวลในกระบวนการดูดซับและทำนายผลของพารามิเตอร์  การปฏิบัติการ   การออกแบบระบบและกำหนดคุณสมบัติของชิ้นส่วนอุปกรณ์โดยตั้งเป้าอัตราการผลิตไว้ที่ 20 ลิตรต่อนาที (หรือ 1.3 ลูกบาศก์เมตร ต่อชั่วโมง)  ทั้งนี้  ขนาดของเครื่องหรือหอดูดชับ (เส้นผ่านศูนย์กลาง) ขึ้นกับค่า Fluidizing Velocity (ความเร็วที่วัสดุดูดซับประพฤติคล้ายของไหล) สามารถหาได้จาการทดลอง ความสูงของหอควรพอเพียงไม่ให้เกิดการเสียดสีภายในหอ ติดตั้งอุปกรณ์ เช่น หอดูดซับ ตัวกรอง เครื่องคอมเพรสเซอร์ เครื่องวัดความดัน ระบบปั๊มพ์ ลูกสูบ วาล์ว เครื่องวัดอัตราการไหลและความเข้มข้นของออกซิเจนและระบบควบคุม  เป็นการประสานงานระหว่างคณะ  วิจัยกับบริษัทที่มีความเชี่ยวชาญด้านอุปกรณ์และระบบควบคุม   ศึกษาการทำงานของพารามิเตอร์ที่เหมาะสมซึ่งประกอบด้วย  วัสดุดูดซับที่เหมาะสม โดยพิจารณาจากค่า separation factor ของวัสดุดูดซับ  ขนาด รูปร่างและการเรียงตัวของวัสดุดูดซับ ซึ่งเป็นปัจจัยที่กำหนดความพรุนของหอดูดซับ (Bed Porosity) ความพรุนของหอดูดซับมีผลต่อความดันตกคร่อมและปริมาณของวัสดุดูดซับที่บรรจุในหอ    ซึ่งมีผลต่อประสิทธิภาพการปฏิบัติการ ของหอดูดซับ ความพรุนของหอดูดซับควรมีค่าระหว่าง 0.3-0.5   ค่าความดัน ความดันที่เหมาะสมขึ้นกับความสัมพันธ์ที่จุดสมดุลของระบบความดัน ที่สูงขึ้นทำให้ความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์สูงขึ้นและใช้พลังงานสูงจึงต้องมีการเลือกความดันและการดูดซับที่เหมาะสมที่สุด  โดยการศึกษา Breakthr ough Curves ถ้าเวลาในการดูดซับนานกว่าเวลาที่ทำให้เกิด Breakthrough ความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์จะลดลง แต่ถ้าเวลาในการดูดซับสั้นกว่าเวลา ที่ทำให้เกิด Breakthrough วัสดุดูดซับในหอจะถูกใช้ไม่เต็มที่  อัตราส่วนระหว่าง Purge-to-Feed อัตราการ Purge  ที่สูงจะให้ความบริสุทธิ์ของผลิต ภัณฑ์ที่สูง แต่จะลดอัตราการผลิต   ดังนั้น   ต้องมีการเลือกอัตราส่วนระหว่าง Purge-to-Feed ที่เหมาะสม ซึ่งอยู่ระหว่าง 1.0-2.0

          เครื่องต้นแบบผลิตออกซิเจนจากอากาศที่มีบริสุทธิ์เป็นที่ต้องการใช้ในการกระบวนการของหลายๆ อุตสาหกรรม อาทิ เช่นกระบวนการผลิต สารเคมี กระบวนการผลิตโอโซน  กระบวนการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงจากถ่านหิน  กระบวนการหลอมโลหะ  กระบวนการหมัก  กระบวนการบำบัดน้ำเสีย อุตสาหกรรมอาหาร   อุตสาหกรรมแก้ว   อุตสาหกรรมเยื่อกระดาษ   เป็นต้น  และถูกใช้ในการบริโภคตามโรงพยาบาล โรงงานผลิตก๊าซออกซิเจน บริสุทธิ์ขนาดกลางในประเทศไทย นำเข้าออกซิเจนเหลวจากต่างประเทศเป็นวัตถุดิบในการผลิต โรงงานก๊าซออกซิเจนบริสุทธิ์ขนาดใหญ่ ซึ่งมีจำนวน น้อยในประเทศผลิตก๊าซออกซิเจนบริสุทธิ์มาจากอากาศ ด้วยเทคนิคการควบแน่นที่อุณหภูมิต่ำ (Cryogenic Distillation) ก๊าซออกซิเจนบริสุทธิ์ถูก อัดแน่นใส่ถังก๊าซและถูกขนส่งไปยังโรงงานที่ต้องการใช้ ซึ่งเป็นการสิ้นเปลืองพลังงานด้านการขนส่ง และโรงงานต้องมีเนื้อที่เพื่อการกักเก็บปริมาณ สำรอง การผลิตก๊าซออกซิเจนบริสุทธิ์ ณ สถานที่ที่ต้องการใช้ (On-Site Production)ช่วยแก้ปัญหาดังกล่าวเพราะเครื่องผลิตก๊าซออกซิเจนบริสุทธิ์ฯ มีจำหน่วยในต่างประเทศซึ่งกำลังการผลิตที่หลากหลายเพื่อให้เหมาะสมกับรูปแบบการใช้ที่แตกต่างของลูกค้า  และมีลักษณะเฉพาะของแต่ละโรงงาน เทคโนโลยีการผลิตดังกล่าวอาศัยหลักการดูดซับ (Pressure Swing  Adsorption)  แต่ประเทศไทยยังขาดบุคลากรที่มีความรู้ด้านนี้
            ประโยชน์ที่ได้รับคือองค์ความรู้ที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาต้นแบบเครื่องผลิตออกซิเจนจากอากาศ  มีการพัฒนาศักยภาพการจัดการองค์ความรู้ และระบบงานวิจัยในองค์กรขนาดเล็กของประเทศ ที่จะช่วยเพิ่มความสามารถในการแข่งขันของธุรกิจไทย  มีการพัฒนาเครื่องผลิตก๊าซออกซิเจนฯ ระดับการค้า  รวมถึงการผลิตบัณฑิตที่มีความรู้ความสามารถออกแบบ สร้างเเละปฏิบัติการหอดูดซับได้ 

     สอบถามรายละเอียดได้ที่ ภาควิชาวิศวกรรมเคมี  คณะวิศวกรรมศาสตร์  มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ  ผศ.ดร.จันทรพร  ผลากรกุล   โทรศัพท์ 0-913-2500-24 ต่อ 8232, 8230

รุ่งนภา  ข่าว /บุกเบิก  ถ่ายภาพ

 

 

 

 


จำนวนครั้งที่ดูข่าว 8524 ครั้ง