ผลงานวิจัย สิ่งประดิษฐ์ที่ยื่นขอจดทะเบียนสิทธิบัตรและอนุสิทธิบัตร มหาวิทยาลัยมหาสารคาม ปีงบประมาณ พ.ศ. 2553

ผลงานอนุสิทธิบัตรเรื่อง เครื่องดูดซับความชื้นแบบหลายช่อง

เจ้าของผลงาน ดร.นเรศ มีโส และ รศ.ดร.ศิริธร ศิริอมรพรรณ
1. อาจารย์ประจำคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหาสารคาม
2. รองศาสตราจารย์ ประจำคณะเทคโนโลยี  มหาวิทยาลัยมหาสารคาม 

ผลงานวิจัยโดยสรุป
ลักษณะของเครื่องดูดซับความชื้นอากาศแบบหลายช่องอันเป็นการประดิษฐ์นี้ประกอบด้วยส่วนที่สำคัญ ได้แก่ ห้องดูดซับความชื้นอากาศที่มีลักษณะเป็นรูปทรงกระบอก ซึ่งภายในห้องดูดซับความชื้นอากาศจะมีวงล้อที่มีลักษณะเป็นรูปทรงกระบอกเหมือนกับห้องดูดซับความชื้นอากาศติดตั้งอยู่ภายในห้องดูดซับความชื้นอากาศ ซึ่งวงล้อดังกล่าวสามารถหมุนได้ ส่วนภายในวงล้อจะแบ่งออกเป็นหกหรือแปดช่องขึ้นอยู่กับขนาดของวงล้อ ส่วนที่บริเวณด้านล่างของวงล้อจะเชื่อมต่อกับตะแกรงสำหรับรองรับเม็ดสารดูดความชื้นที่บรรจุอยู่ภายในช่องแต่ละช่องของวงล้อ และที่ตำแหน่งตรงกลางบริเวณด้านล่างของวงล้อดังกล่าวจะเชื่อมต่อกับแกนเพลาขับและชุดขับสำหรับขับวงล้อให้หมุน นอกจากนี้ส่วนที่สำคัญอื่นๆ ของเครื่องดูดซับความชื้นอากาศดังกล่าว ประกอบด้วย อุปกรณ์ให้ความร้อน พัดลม และท่ออากาศและใบปรับลมในส่วนต่างๆ ของเครื่องดูดซับความชื้นอากาศดังกล่าว

ประโยชน์ของงานวิจัย
สำหรับพื้นฐานของการอบแห้งวัสดุทั่วไปนั้น ความชื้นสมดุลของวัสดุจะมีความสำคัญต่อกระบวนการอบแห้งมาก เพราะเมื่อทำการอบแห้งวัสดุโดยใช้อากาศร้อนที่สภาวะคงที่ (เช่น อุณหภูมิและความชื้นคงที่) ความชื้นของวัสดุจะลดต่ำลงจนถึงจุดๆ หนึ่ง ซึ่งไม่เปลี่ยนแปลง ในขณะนั้นความชื้นในวัสดุจะมีความดันไอเท่ากับความดันไอของอากาศร้อนที่อยู่รอบๆ และอุณหภูมิของวัสดุก็เท่ากับอุณหภูมิของอากาศร้อนรอบๆ ด้วย จะเรียกความชื้นในขณะนั้นว่า ความชื้นสมดุล ซึ่งค่าความชื้นสมดุลนี้จะขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุ อุณหภูมิ และความชื้นของอากาศ ดังนั้นจึงได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีต่างๆ เพื่อลดความชื้นสมดุลในกระบวนการอบแห้ง ซึ่งเทคโนโลยีรูปแบบหนึ่งที่ศักยภาพสูงในการนำมาลดความชื้นสมดุลในกระบวนการอบแห้งคือ การดูดซับความชื้น (Adsorption) จากอากาศด้วยสารดูดซับความชื้น (Desiccant) ซึ่งสารดูดซับความชื้นดังกล่าว ได้แก่ ซิลิก้าเจล (Silica gel) เป็นต้น เนื่องจากสารดูดซับความชื้นสามารถดูดซับความชื้นได้มากกว่าน้ำหนักตัวเอง 10-110 % ขึ้นอยู่กับชนิดของสารดูดซับความชื้นและความชื้นในอากาศแวดล้อม รวมทั้งสารดูดซับความชื้นเมื่อดูดซับความชื้นจนอิ่มตัวแล้วยังสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อีกโดยการนำไปผ่านกระบวนการไล่ความชื้น (Regeneration) โดยใช้ความร้อน

นอกจากนี้ยังพบว่า การใช้สารดูดซับความชื้นดูดซับความชื้นจากอากาศก่อนเข้าสู่กระบวนการอบแห้งสามารถประหยัดพลังงานในกระบวนการอบแห้งได้ 15-20% ขึ้นอยู่กับสภาวะการทำงาน ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาระบบดูดซับความชื้นอากาศหลายรูปแบบ ซึ่งรูปแบบหนึ่งที่นิยมกันคือ การพัฒนาเป็นแบบวงล้อดูดซับความชื้น (Desiccant wheel หรือ Adsorption wheel) ซึ่งวงล้อดังกล่าวจะถูกแบ่งออกเป็นสองช่องสำหรับใช้เป็นช่องของส่วนดูดซับความชื้นอากาศและช่องของส่วนไล่ความชื้นสารดูดซับความชื้น แต่วงล้อดังกล่าวก็พบปัญหาว่า อากาศแวดล้อมที่ไหลเข้าสู่ส่วนดูดซับความชื้นและอากาศร้อนที่ไหลเข้าสู่ส่วนไล่ความชื้นเกิดการรั่วเข้าหากัน ส่งผลทำให้ประสิทธิภาพการดูดซับความชื้นของสารดูดซับความชื้นในวงล้อดูดซับความชื้นลดต่ำลง ดังนั้นในการประดิษฐ์ครั้งนี้จึงได้ออกแบบวงล้อดูดซับความชื้นอากาศให้มีหกหรือแปดช่องขึ้นอยู่กับขนาดของพื้นที่หน้าตัดวงล้อเพื่อแก้ไขปัญหาการรั่วเข้าหากันระหว่างอากาศแวดล้อมที่ไหลเข้าสู่ส่วนดูดซับความชื้นและอากาศร้อนที่ไหลเข้าสู่ส่วนไล่ความชื้น