การพัฒนากระบวนการผลิตและเครื่องมือสกัดโปรตีนไหมระดับอุตสาหกรรมชุมชน

บทคัดย่อ

การวิจัยมีวัตถุประสงค์คือ เพื่ออกแบบและสร้างชุดเครื่องผลิตผงโปรตีน สารละลายโปรตีนจากใยไหม และรังไหม เพื่อทดสอบและประเมินผลสมรรถนะของเครื่องมือ และเพื่อถ่ายทอดเทคโนโลยีสู่กลุ่มเป้าหมาย ชุดเครื่องผลิตผงโปรตีน สารละลายโปรตีนจากใยไหม และรังไหม ประกอบด้วย เครื่องตัดย่อยรังไหม เครื่องสกัดโปรตีนไหม เครื่องอบแห้งความเย็น และเครื่องระเหยสุญญากาศ ผลการศึกษาคุณสมบัติของรังไหมทั้ง 3 พันธุ์ มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยที่ขั้วรัง กลางรัง และปลายรัง คือ 10.75 12.38 และ8.49 มิลลิลิตรตามลำดับ และความยาวเฉลี่ย 31.04 มิลลิเมตร แรงตัดเฉือนที่ทำให้รังไหมพันธุ์นางน้อยศรีสะเกษ พันธุ์สำโรง และพันธุ์ยูบีวัน คือ 51.96 61.18 และ51.22 นิวตัน ตามลำดับ รังไหมพันธุ์นางน้อยศรีสะเกษมีปริมาตรต่อน้ำหนักเฉลี่ย 56.26 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อกรัม ความชื้นของชิ้นรังไหม 12.52 เปอร์เซ็นต์ ผลการออกแบบและโครงสร้างเครื่องตัดย่อยรังไหม มีขนาดความกว้าง ยาว และสูง คือ 295 421 และ 983 มิลลิเมตร ตามลำดับ ชุดลูกกลิ้งตัดย่อยรังไหม ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 64 มิลลิเมตร และความยาว 204 มิลลิเมตร มีร่องฟันตัดห่างระยะ 2 มิลลิเมตร ใช้มอเตอร์ขนาด 1 แรงม้า เป็นต้นกำลัง และมีสายพานใช้ในการส่งกำลัง โดยมีพลู่เลย์ขับขนาด 2.5 นิ้ว และมีพลู่เลย์ตามซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 8-10 นิ้ว ความเร็วรอบ 450-360 รอบต่อนาที ความสามารถการตัดย่อยที่ 360 รอบต่อนาที ผลพบว่า พันธุ์นางน้อยศรีสะเกษที่ 1,000 กรัม ใช้เวลาตัดย่อย 33.60 นาที มีการสูญเสีย 15.75 กรัม พันธุ์สำโรงใช้เวลา 38.70 นาที มีการสูญเสีย 15.93 กรัม และพันธุ์ยูบีวันใช้เวลา 28.10 นาที มีการสูญเสีย 21.60 กรัม โดยเครื่องตัดย่อยรังไหมทำงาน 1 วัน ใช้เวลาทั้งหมด 6 ชั่วโมง สามารถตัดย่อยรังไหมได้ 7.2 กิโลกรัม จากการศึกษาความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ของเครื่องตัดย่อยรังไหมที่ค่ารับจ้าง 45 บาทต่อกิโลกรัม เครื่องทำงาน 1,728 กิโลกรัมต่อปี จะได้กำไร 55,277.20 บาทต่อปี ระยะเวลาคืนทุน 0.49 ปี ผลการออกแบบและสร้างเครื่องสกัดโปรตีนไหม ถังต้มรังไหมชั้นในมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง และ สูง 270 และ 400 มิลลิเมตร บรรจุชิ้นรังไหมได้ 500 กรัม ถังต้มชั้นกลาง ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง และ สูง 400 และ 580 มิลลิเมตร ความจุ 50,000 ลูกบาศก์เซนติเมตร และถังชั้นนอกมีขนาดกว้าง ยาว และสูง คือ 500 500 และ 620 มิลลิเมตร ตามลำดับ ความสามารถในการทำงานของเครื่องสกัดโปรตีนไหม พบว่าในการทำงานของเครื่อง 1 ครั้ง ใช้เวลาประมาณ 4 ชั่วโมง ซึ่งสามารถผลิตผงโปรตีนไฟโบรอินได้ 124 กรัมต่อครั้ง หรือ 248 กรัมต่อวัน จากการศึกษาความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ พบว่ามีค่าใช้จ่ายคงที่ 97,325 บาทต่อปี ได้ค่าใช้จ่ายแปรผัน 426,100 บาทต่อปี ผลกำไรที่ราคาไฟโบรอินผง 8,000 บาทต่อกิโลกรัม ที่การผลิต 59.52 กิโลกรัมต่อปี คิดเป็นรายได้จากการสกัด 925,600 บาท จะได้กำไร 50,060 บาทต่อปี ระยะเวลาคืนทุน 1.94 ปี การออกแบบและสร้างชุดเครื่องอบแห้งความเย็นสุญญากาศ ประกอบด้วยตู้อบห้องอบ ชั้นวางผลิตภัณฑ์ ชุดทำความเย็น และชุดสร้างความดันสุญญากาศ และมีชุดควบคุม โดยโครงสร้างประกอบด้วยเหล็กกล่องขนาด กว้าง ยาว และหนา 25, 50 และ หนา 1.2 มิลลิเมตร มีขนาดกว้าง ยาว และสูง คือ 60 70 และ85 เซนติเมตร ตามลำดับ ตู้อบมีขนาด กว้าง ยาว สูง คือ 58 68 และ 68 เซนติเมตร ตามลำดับ โดยตู้อบด้านในมีขนาด กว้าง ยาว ลึก คือ 50 60 และ 60 เซนติเมตร มีปริมาตรความจุ คือ 180,000 ลูกบาศก์เซนติเมตร มีฝาปิดเป็นกระจก ขนาด กว้าง ยาว หนา คือ 66 73 และ 8 เซนติเมตร ตามลำดับ ส่วนห้องอบประกอบไปด้วยชั้นวางโลหะสแตนเลส แบบตะแกรง 3 ชั้น ปั๊มสุญญากาศ มีกำลังขนาด 3/4 แรงม้า ทำงานที่ความดันสุญญากาศ 0.5 บาร์ ถึง 0.9 บาร์ คอมเพรสเซอร์ระบบทำความเย็นกำลัง 3/4 แรงม้า ผลการประเมินความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์พบว่า ค่าใช้จ่ายคงที่ 229,000 บาทต่อปี ค่าใช้จ่ายแปรผัน 363.3 บาทต่อกิโลกรัม ค่ารับจ้างอบแห้งไฟโบรอิน 1,500 บาทต่อกิโลกรัม จะได้กำไร 43,808 บาทต่อปี ที่การผลิต 240 กิโลกรัมต่อปี จุดคุ้มทุนการทำงานประมาณ 201.50 กิโลกรัมต่อปี ระยะเวลาคืนทุน ประมาณ 5.23 ปี การออกแบบและสร้างเครื่องระเหยสุญญากาศ ประกอบด้วยโครงสร้างมีความกว้าง ยาว และสูง คือ 72.3 74.3 และ 93 เซนติเมตร ตามลำดับ ถังต้มระเหย เป็นถัง 2 ชั้น ถังด้านในทำด้วยโลหะไร้สนิม หนา 0.5 เซนติเมตร เส้นผ่านศูนย์กลาง 39.8 และสูง 52 เซนติเมตร ความบรรจุ 50 ลิตร ถังชั้นนอกสำหรับต้มน้ำ ทำด้วยโลหะไร้สนิม จุน้ำได้ประมาณ 10 ลิตร ให้ความร้อนด้วย ฮีทเตอร์แบบแผ่น กำลัง 3,000 วัตต์ อุณหภูมิในการทำงาน คือ 40-90 องศาเซลเซียส ตัวถังหุ้มด้วยฉนวนกันความร้อน มีเทอร์โมมิเตอร์และเกจวัดความดันสุญญากาศ ใบกวนทำจากโลหะสแตนเลส เป็นใบกวนแบบใบกวาด ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเพลา 2 เซนติเมตร สูง 30 เซนติเมตร ขับด้วยมอเตอร์ ขนาด 1/2 แรงม้า ควบคุมด้วยอินเวอร์เตอร์ ใบกวนหมุนด้วยความเร็ว 10-200 รอบต่อนาที ปั๊มสุญญากาศกำลังขนาด 3/4 แรงม้า ผลการประเมินผลความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ของเครื่องระเหยสุญญากาศ ค่าใช้จ่ายคงที่ 92,400 บาทต่อปี ค่าใช้จ่ายแปรผัน 47.2บาทต่อลิตร ค่ารับจ้างผลิตน้ำโปรตีนไหมเข้มข้น 200 บาทต่อลิตร การผลิต 6 ลิตรต่อวัน จุดคุ้มทุนการทำงานประมาณ 604.8 ลิตรต่อปี ระยะเวลาคืนทุน ประมาณ 0.72 ปี การถ่ายทอดเทคโนโลยีผลการศึกษาวิจัย โดย การฝึกอบรมเกษตรกรและผู้ประกอบการและการใช้เป็นสื่อหรือใช้ประกอบในการเรียนการสอน

คำสำคัญ