การพัฒนาระบบรมแก๊สโอโซนกับผลลำไยสดเพื่อทดแทนการรมแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์

บทคัดย่อ

โครงการวิจัยนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาระบบรมแก๊สโอโซนความเข้มข้นสูงเพื่อยืดอายุผลลำไยสดในการพัฒนาประกอบไปด้วย 3 กิจกรรมหลัก คือ 1) การออกแบบและสร้างระบบรมแก๊สโอโซนความเข้มข้นสูง ขนาดกำลังการผลิต 120 กก.ต่อรอบ 2) การพัฒนากระบวนการรมแก๊สโอโซนกับผลลำไยสดที่เหมาะสมและ 3) การวิเคราะเศรษฐศาสตร์และความเป็นไปได้ต่อการขยายผลระดับอุตสาหกรรม ในการพัฒนาระบบรมแก๊สโอโซนความเข้มข้นสูง ได้ประยุกต์ระบบหมุนเวียนอากาศแบบบังคับที่คณะนักวิจัยได้พัฒนามาก่อนหน้านี้เพื่อให้การหมุนเวียนแก๊สในห้องรมแก๊สมีประสิทธิภาพสูง ระบบรมแก๊สโอโซนที่ใช้กับผลลำไยสดที่พัฒนาขึ้น มีขนาดกำลังการผลิต 120 กก.ต่อรอบ มีขนาดห้องรมแก๊ส 4.3 ลบ.ม. สามารถใช้รมแก๊สโอโซนได้ความเข้มข้นสูงถึง 20,000 ppm และสามารถเชื่อมต่อการควบคุมกระบวนการผลิตผ่าน IIOT-SCADA จากระยะไกล นอกจากนี้ ยังได้พัฒนาระบบบำบัดแก๊สโอโซนเหลือจ่ายแบบ 2 ขั้นตอน คือ ขั้นตอนที่ 1 ใช้ MgO เป็น Catalyst เพื่อลดความเข้มข้นของแก๊สโอโซนก่อนเข้าสู่ชั้นตอนที่ 2 ซึ่งใช้น้ำเปล่าเป็นตัวทำละลายบำบัดมีซึ่งมีกำลังบำบัดแก๊สโอโซนความเข้มข้นสูงสุดได้ 20,000 ppm ใช้เวลา 90 นาที และหากบำบัดที่ 10,000 ppm จะใช้เวลา 30 นาที ในการพัฒนากระบวนการรมแก๊สโอโซนความเข้มข้นสูงนั้น ได้ทดสอบรมแก๊สโอโซนที่ความเข้มข้นเริ่มต้น 4,000 8,500 และ 13,000 ppm กับผลลำไยสด 60 และ 120 กก. โดยเน้นลักขณะการตัดแต่งคัด บรรจุแบบผลเดี่ยวในถุงติดซิปแบบ Polypropelene Standing Pouch ที่จำลองการส่งสินค้าไปประเทศสิงคโปร์พบว่า ความเข้มข้นของโอโซน 8,500 ppm เป็นเวลา 15 และ 20 นาที สามารถยืดอายุลำไยที่เก็บในห้องเย็น 5qC ได้ 30 วัน ซึ่งเทียบกับลำไยควบคุมที่สามารถเก็บไว้ได้เพียง 7 วัน ลักษณะทางกายภาพทั่วไป พบว่า ลำไยมีสีเปลือก (L*) ที่สว่างขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับลำไยควบคุมที่ไม่ได้ผ่านการรมโอโซนเนื่องจากโอโซนมีฤทธิ์ในการฟอกสี กลิ่นของลำไยมีความสดชัดเจน อย่างไรก็ตามเปลือกของลำไยจะมีสีคล้ำขึ้นโดยธรรมชาติหลังจากเก็บไว้ 7 วัน แต่กลิ่นของลำไยที่รมโอโซนยังชัดเจนอยู่และเริ่มเสื่อมสภาพตามอายุการเก็บรักษาจนหมดสภาพลำไยสดที่ 30 วัน นอกจากนี้ยังพบว่าโอโซนมีแนวโน้มที่สามารถลดปริมาณยาฆ่าแมลงตกค้างบนผลลำไยได้หลังจากนั้น ได้มีการทดสอบยืนยันผลและทดสอบจัดส่งลำไยภายในประเทศจำนวน 2 ครั้งด้วยระบบCold chain ไปยังผู้บริโภคในต่างจังหวัด พบว่าในครั้งที่ 1 ลำไยที่ผ่านการรมโอโซนมีสามารถเก็บรักษาได้เพียง 15 วัน มีการเสียหายและคุณภาพที่ปลายทางจัดส่ง และผิวลำไยเกิดสีคล้ำเร็วกว่าลำไยที่ทดลองในห้องปฏิบัติการ ซึ่งอาจะมาจากสาเหตุ 2 ประการ คือ 1) คุณภาพลำไยที่ใช้ทดสอบจัดส่งมีเปลือกบางกว่าคุณภาพของลำไยทดสอบก่อนหน้า 2) ระบบการจัดส่งด้วย Cold Chain ยังมีความแปรปรวนของอุณหภูมิซึ่งบางครั้งต่ำกว่า -1qC ทำให้เกิดการเสียหายของลำไยได้อย่างไรก็ตามในการทดสอบจัดส่งลำไยรมแก๊สโอโซนครั้งที่ 2 ได้รับผลการยอมรับที่ดีกว่าครั้งที่ 1 โดยลำไยที่รมแก๊สโอโซนมีคุณภาพที่ดีกว่าลำไยที่ไม่ผ่านการรมแก๊สโอโซนเมื่อสินค้าจัดส่งถึงปลายทางเมื่อเปรียบเทียบลำไยที่รมแก๊สโอโซนกับลำไยที่รมแก๊ส SO2 แล้ว พบว่าลำไยที่รมแก๊สโอโซนจะเกิดสภาวะสีคล้ำและเน่าเสียเร็วกว่าลำไยที่รมแก๊ส SO2 และผลการทดสอบจัดส่งไปต่างจังหวัดพบว่าลำไยรมแก๊สSO2 สามารถทนสภาพการแปรปรวนของอุณหภูมิได้ดีกว่าลำไยที่รมแก๊สโอโซน ในขณะที่ผู้บริโภคทั่วไปก็ยังยอมรับคุณภาพของลำไยรมแก๊ส SO2 ได้ผลการวิเคราะห์เศรษฐศาสตร์ พบว่า การลงทุนระบบโอโซนเพื่อรมแก๊สลำไยสดในระดับอุตสาหกรรมจะสูงกว่าแบบ SO2 แต่มีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนแก๊สออกซิเจนที่ได้มาจากอากศนั้น ไม่มีค่าใช้จ่ายเนื่องจากระบบเกิดแก๊สโอโซนมีเครื่องกำเนิดออกซิเจนจากอากาศเป็นแก๊สตั้งต้นในการสร้างโอโซน ต้นทุนรวม (รวมวัตถุดิบลำไย และค่าตัดแต่งผลเดี่ยว) ในการผลิตลำไยรมแก๊สโอโซนและรมแก๊ส SO2 ไม่แตกต่างกัน คือ 47.46 และ47.47 บาทต่อกก. ตามลำดับ (คิดต้นทุนวัตถุดิบลำไยก่อนตัดแต่ง 30 บาทต่อกก.) จากการพัฒนาระบบรมแก๊สโอโซนเพื่อยืดอายุผลลำไยสด ซึ่งมีขนาดกำลังการผลิต 120 กก.ต่อรอบ และมีการบรรจุแบบผลเดี่ยว พบว่า จะมีการลงทุนระบบรมแก๊สโอโซนประมาณ 590,000 บาท และหากต้องขยายกำลังการผลิตไปสู่อุตสาหกรรมขนาดใหญ่ขนาดกำลังการผลิตประมาณ 4,140 กก.ต่อรอบ จะมีการลงทุนประมาณ 1,805,00 บาท แต่แก๊สโอโซนที่ผลิตได้จากอากาศ ไม่มีค่าใช้จ่ายของแก๊ส และมีความเป็นมิตรต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อมมากกว่า SO2 จากการวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์และแนวโน้มการนำไปใช้ในอุตสาหกรรม พบว่าหากลงทุนระบบโอโซนเพื่อนำไปใช้ในธุรกิจขนาดเล็ก หรือขนาดใหญ่ เมื่อมีอัตราการผลิตและราคาจัดจำหน่ายที่เหมาะสมก็สามารถคืนทุนได้ภายในไม่เกิน 1 ปีผลจากการวิจัยนี้ สรุปได้ว่าแก๊สโอโซนที่ได้ทดสอบรมลำไยในงานวิจัยนี้ ยังไม่สามารถนำมาใช้ทดแทนการรมแก๊ส SO2 ในระดับอุตสาหกรรมได้ อย่างไรก็ลำไยรมแก๊สโอโซนก็ยังมีแนวโน้มที่สามารถส่งตลาดลำไยคัดบรรจุแบบผลเดี่ยวได้ เนื่องจากคุณภาพของลำไยที่ผ่านการรมโอโซน มีคุณภาพด้านกลิ่นและเนื้อสัมผัสที่ดีมากในช่วงระยะเวลา 7 วันในห้องเย็น และเริ่มจะมีผิวสีคล้ำตามธรรมชาติหลังจาก 7 วัน ก่อนจะหมดสภาพตามสภาวะะการเก็บรักษา ดังนั้นหากสามารถจัดจำหน่ายสินค้าลำไยรมแก๊สโอโซนได้ภายใน 7 วัน ก็จะสามารถสร้างการยอมรับของผู้บริโภคต่อลำไยรมแก๊สโอโซนได้มากขึ้น นอกจากนี้ยังมีประเด็นด้านการศึกษารูปแบบบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสมกับการขนส่งในสภาวะต่าง ๆ ต้องศึกษาเพิ่มเติม เพื่อให้ลำไยที่รมแก๊สโอโซนสามารถจัดส่งและกระจายสินค้าได้หลากหลายช่องทางมากขึ้นในอนาคต

คำสำคัญ