เครื่องต้นแบบเพื่อบำบัดขยะมูลฝอยติดเชื้อโดยใช้ความร้อนจากพลังงานไมโครเวฟเพื่อรองรับการจัดการด้านโรคโควิด-19 สำหรับสถานพยาบาล

บทคัดย่อ

จากรายงานสถานการณ์มลพิษของประเทศไทยของกรมควบคุมมลพิษ พบว่า ปริมาณมูลฝอยติดเชื้อในประเทศไทยมีแนวโน้มสูงขึ้นเรื่อย ๆ ส่งผลให้ปัจจุบันสถานการณ์มูลฝอยติดเชื้อเป็นปัญหาด้านสาธารณสุขและสิ่งแวดล้อมที่สำคัญของประเทศไทย นอกจากนี้สถานการณ์แพร่ระบาดของโรคติดเชื้อไวรัสโคโรนา 2019 (โควิด-19) ส่งผลให้การกระจายตัวและปริมาณมูลฝอยติดเชื้อสูงมากขึ้นไปอีก การกำจัดมูลฝอยติดเชื้อในประเทศไทยส่วนใหญ่จะพึ่งพาการเผาในเตาเผาตามภูมิภาคซึ่งมีอยู่เพียง 12 แห่งทั่วประเทศและไม่ใช่การบำบัดเชื้อที่แหล่งกำเนิดในสถานพยาบาล ทำให้ต้องรวบรวมมูลฝอยติดเชื้อไว้ในพื้นที่สถานพยาบาลเพื่อรอให้หน่วยงานที่รับผิดชอบมานำไปกำจัด ซึ่งหากขั้นตอนการจัดการมูลฝอยติดเชื้อมีข้อผิดพลาดจะทำให้บุคคลที่เกี่ยวข้องมีความเสี่ยงที่จะได้รับเชื้อก่อโรคซึ่งเป็นอันตรายต่อชีวิต ดังนั้นจึงมีความจำเป็นเร่งด่วนในการพัฒนาเทคโนโลยีทางเลือกใหม่ที่สามารถบำบัดมูลฝอยติดเชื้อให้เป็นมูลฝอยทั่วไปได้ตั้งแต่ต้นทางในสถานพยาบาล โครงการงานวิจัยนี้จึงทำการออกแบบและสร้างเครื่องต้นแบบเพื่อบำบัดมูลฝอยติดเชื้อโดยใช้ความร้อนจากพลังงานไมโครเวฟซึ่งถือเป็นแหล่งพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงและถือเป็นพลังงานสะดวกเพื่อใช้ในสถานพยาบาล และทำการออกแบบเทคโนโลยีด้านดิจิทัลมาใช้ประโยชน์ในกระบวนการทำงานของเครื่อง ได้แก่ การควบคุมการทำงานด้วยระบบอัตโนมัติและเก็บข้อมูลด้วยระบบดิจิทัล โดยเครื่องต้นแบบที่ทำการออกแบบจะสามารถทำงานได้ทั้งระบบแมนนวลและระบบอัตโนมัติซึ่งสามารถตั้งค่ากำลังไมโครเวฟ ระยะเวลาในการบำบัด และปริมาณน้ำที่ใช้เพื่อทำความชื้นในการบำบัดแต่ละครั้ง และออกแบบระบบดิจิทัลในการตรวจวัด บันทึก และส่งผ่านข้อมูลการทำงานของเครื่องในระหว่างกระบวนการ ได้แก่ ค่าอุณหภูมิภายในห้องบำบัด ข้อมูลการใช้พลังงาน และข้อมูลไฟฟ้า ซึ่งสามารถนำไปวิเคราะห์การทำงานให้มีประสิทธิภาพสูงสุดและสามารถนำไปวิเคราะห์ความคุ้มค่าเชิงเศรษฐศาสตร์ของเครื่องต้นแบบได้ผลจากการศึกษาการบำบัดมูลฝอยติดเชื้อโดยการจำลองด้วยโปรแกรมเชิงคอมพิวเตอร์ จะแบ่งออกเป็น การศึกษาอันตรกิริยาในกระบวนการบำบัดมูลฝอยติดเชื้อโดยใช้พลังงานไมโครเวฟ และกำหนดตำแหน่งการจัดวางแหล่งพลังงานความร้อนโดยใช้โปรแกรมทางคอมพิวเตอร์ โดยจากผลการศึกษาพบว่าการวางแหล่งพลังงานความร้อนในตำแหน่งสลับบน-ล่างของถัง จะส่งผลให้การกระจายตัวอุณหภูมิดีกว่าด้วยอุณหภูมิที่สูงกว่ารูปแบบการวางแหล่งพลังงานความร้อนในตำแหน่งกึ่งกลางของถังตรงกัน ซึ่งผลจากการศึกษาจะนำไปใช้ในติดตั้งตำแหน่งแหล่งพลังงานในขั้นตอนการสร้างเครื่องต้นแบบ และผลจากศึกษาความแข็งแรงของโครงสร้างที่ทำการออกแบบและวัสดุที่นำมาสร้างเครื่องทดสอบโดยใช้โปรแกรมทางคอมพิวเตอร์พบว่าโครงสร้างที่ทำการออกแบบสามารถรองรับน้ำหนักของตัวเครื่องที่ทำการออกแบบได้ เมื่อได้ผลจากการจำลองด้วยโปรแกรมเชิงคอมพิวเตอร์ที่มีเงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุดแล้วจะนำไปทำการออกแบบและสร้างเครื่องต้นแบบเพื่อบำบัดมูลฝอยติดเชื้อโดยใช้ความร้อนจากพลังงานไมโครเวฟ โดยเครื่องต้นแบบเพื่อบำบัดมูลฝอยติดเชื้อโดยใช้ความร้อนจากพลังงานไมโครเวฟที่ทำการพัฒนาขึ้นจะประกอบด้วยถังบำบัดซึ่งมีลักษณะรูปทรงเป็นทรงกระบอกโดยมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.6 เมตร และมีความสูง 0.7 เมตร ขนาดความจุของถังบำบัดเมื่อคำนวณเต็มความจุจะได้ 198 ลิตร หากพิจารณาถุงขยะที่มีความจุ 35 ลิตร จะสามารถใส่ได้สูงสุดประมาณ 5 ถุง เครื่องต้นแบบที่ทำการออกแบบจะประกอบด้วยแหล่งพลังงานจากคลื่นไมโครเวฟจำนวน 2 ตัว ติดด้านตรงข้ามกัน ด้านละ 1 ตัว โดยแต่ละตัวมีค่าพลังงาน 1,000 วัตต์ รวมให้พลังงานรวมทั้งสิ้น 2,000 วัตต์ ที่ค่าความถี่คลื่นไมโครเวฟ 2.45 กิกะเฮิร์ตซ์ ภายหลังจากการดำเนินการสร้างเครื่องแล้วเสร็จ จะทำการทดสอบประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องต้นแบบในการทำงานและการควบคุมผ่านระบบอัตโนมัติและการควบคุมผ่านระยะทางไกล ผลจากการศึกษาพบว่าเครื่องต้นแบบสามารถทำงานได้ตามเงื่อนไขการทำงานที่ได้ตั้งไว้ และการควบคุมผ่านระยะทางไกลสามารถควบคุมเครื่องต้นแบบที่ทำการออกแบบได้ในระยะทางภายใน 10 เมตร และยังได้ทำการทดสอบประสิทธิภาพการทำลายเชื้อของเครื่องต้นแบบในการบำบัดขยะติดเชื้อในห้องปฏิบัติการทางชีววิทยาในแต่ละกรณี โดยผลจากการทดสอบสามารถสรุปได้ว่าเครื่องที่ทำการออกแบบที่นำมาทดสอบนี้มีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อได้สมบูรณ์ที่เวลา 30 นาทีบนวัสดุทดสอบอย่างน้อย 3 ชนิด ได้แก่ หน้ากากอนามัย ถุงมือยาง และชุดตรวจ ATK เทคโนโลยีที่ได้จากการพัฒนาขึ้นในโครงการวิจัยนี้จะช่วยลดปริมาณมูลฝอยติดเชื้อในสถานพยาบาล และช่วยลดความเสี่ยงในการติดเชื้อก่อโรคของผู้ที่เกี่ยวข้องหากมีการผิดพลาดในกระบวนการจัดการมูลฝอย และช่วยสร้างองค์ความรู้ใหม่ที่เป็นประโยชน์พื้นฐานและยกระดับองค์ความรู้ในการทำลายเชื้อก่อโรคที่ปนเปื้อนอยู่กับมูลฝอยติดเชื้อเพื่อลดปัญหาการจัดการขยะมูลฝอยด้านโรคโควิด-19 ได้

คำสำคัญ

ระดับความพร้อมของโครงการ