ผลงานวิจัย สิ่งประดิษฐ์ที่ยื่นขอจดทะเบียนสิทธิบัตรและอนุสิทธิบัตร มหาวิทยาลัยมหาสารคาม ปีงบประมาณ พ.ศ. 2554

ผลงานอนุสิทธิบัตรเรื่อง เครื่องดูดซับความชื้นอากาศโดยใช้ความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์ร่วมกับรังสีอินฟราเรดเป็นตัวกลางในการไล่ความชื้น (สิทธิบัตร/6160)

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

ผลงานวิจัยโดยสรุป
ลักษณะของเครื่องดูดซับความชื้นอากาศโดยใช้ความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์ร่วมกับรังสีอินฟราเรดเป็นตัวกลางในการไล่ความชื้นอันเป็นการประดิษฐ์นี้ประกอบด้วยส่วนที่สำคัญ ได้แก่ ห้องดูดซับความชื้นอากาศที่มีลักษณะเป็นรูปทรงกระบอกกลวง โดยภายในห้องดูดซับความชื้นอากาศจะติดตั้งด้วยวงล้อที่มีลักษณะเป็นรูปทรงกระบอกกลวงเหมือนกับห้องดูดซับความชื้นอากาศ ยกเว้นที่บริเวณภายในของวงล้อจะแบ่งออกเป็นหกหรือแปดช่องขึ้นอยู่กับขนาดของวงล้อ และที่บริเวณความสูงครึ่งหนึ่งของวงล้อจะเปิดโล่งเพื่อใส่ถาดตะแกรงบรรจุเม็ดสารดูดความชื้น ส่วนที่ตำแหน่งตรงกลางบริเวณด้านล่างของวงล้อจะเชื่อมต่อกับแกนเพลาและชุดขับ นอกจากนี้ส่วนที่สำคัญอื่นๆ ของเครื่องดูดซับความชื้นอากาศดังกล่าว ประกอบด้วย อุปกรณ์กำเนิดความร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ อุปกรณ์กำเนิดความร้อนด้วยรังสีอินฟราเรด พัดลม และท่ออากาศและใบปรับอากาศในส่วนต่างๆ ของเครื่องดูดซับความชื้นอากาศดังกล่าว

ประโยชน์ของงานวิจัย
ในกระบวนการอบแห้งวัสดุทั่วไป ความชื้นสมดุล (Equilibrium moisture content) ของวัสดุจะมีความสำคัญต่อกระบวนการอบแห้งวัสดุมาก เพราะเมื่อทำการอบแห้งวัสดุโดยใช้อากาศที่สภาวะคงที่ (เช่น อุณหภูมิและความชื้นคงที่) ความชื้นของวัสดุจะลดต่ำลงจนถึงจุดๆ หนึ่งที่ความชื้นของวัสดุไม่มีการเปลี่ยนแปลง หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งว่า ความชื้นของวัสดุสมดุลกับความชื้นของอากาศที่ใช้อบแห้ง ถึงแม้ว่าจะทำการอบแห้งต่อไป ความชื้นของวัสดุก็จะไม่ลดลงต่ำกว่าความชื้นสมดุลของวัสดุดังกล่าว สาเหตุเนื่องจากความชื้นของวัสดุจะมีความดันไอเท่ากับความดันไอของอากาศที่ใช้อบแห้งที่อยู่รอบๆ และอุณหภูมิของวัสดุก็เท่ากับอุณหภูมิของอากาศที่ใช้อบแห้งรอบๆ ด้วย ดังนั้นจึงได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีต่างๆ เพื่อลดความชื้นสมดุลในกระบวนการอบแห้ง ซึ่งเทคโนโลยีรูปแบบหนึ่งที่ศักยภาพสูงในการนำมาลดความชื้นสมดุลในกระบวนการอบแห้งคือ การดูดซับความชื้นอากาศที่ใช้อบแห้งก่อนเข้าสู่กระบวนการอบแห้งด้วยสารดูดซับความชื้น (Desiccant) ซึ่งสารดูดซับความชื้นดังกล่าว ได้แก่ ซิลิก้าเจล (Silica gel) เป็นต้น เนื่องจากสารดูดซับความชื้นสามารถดูดซับความชื้นได้มากกว่าน้ำหนักตัวเอง 10-110 % ขึ้นอยู่กับชนิดของสารดูดซับความชื้นและความชื้นในอากาศแวดล้อมที่อยู่รอบ ๆ  รวมทั้งสารดูดซับความชื้นเมื่อดูดซับความชื้นจนอิ่มตัวแล้วยังสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อีกโดยการนำไปผ่านกระบวนการไล่ความชื้น (Regeneration) โดยใช้ความร้อนจากอุปกรณ์กำเนิดความร้อนด้วยไฟฟ้า หรือแก๊สเป็นตัวกลางในการไล่ความชื้น  ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาระบบดูดซับความชื้นอากาศหลายรูปแบบ ซึ่งรูปแบบหนึ่งที่นิยมกันคือ การพัฒนาเป็นแบบวงล้อดูดซับความชื้น (Desiccant wheel หรือ Adsorption wheel) ซึ่งวงล้อดังกล่าวจะถูกแบ่งออกเป็นสองช่องสำหรับใช้เป็นช่องของส่วนดูดซับความชื้นอากาศและช่องของส่วนไล่ความชื้นสารดูดซับความชื้น แต่วงล้อดังกล่าวก็พบปัญหาว่า อากาศแวดล้อมที่ไหลเข้าสู่ส่วนดูดซับความชื้นและอากาศร้อนที่ไหลเข้าสู่ส่วนไล่ความชื้นเกิดการรั่วเข้าหากัน ส่งผลทำให้ประสิทธิภาพการดูดซับความชื้นของสารดูดซับความชื้นในวงล้อดูดซับความชื้นต่ำ  ดังนั้นในการประดิษฐ์ครั้งนี้จึงได้แก้ไขปัญหาดังกล่าวโดยการออกแบบวงล้อดูดซับความชื้นอากาศใหม่เพื่อป้องกันอากาศที่ผ่านส่วนดูดซับความชื้นและส่วนไล่ความชื้นของวงล้อดูดซับความชื้นไม่ให้รั่วถึงกัน  รวมทั้งนำเอาความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์ร่วมกับรังสีอินฟราเรดมาเป็นตัวกลางสำหรับการไล่ความชื้นในส่วนไล่ความชื้นของวงล้อดูดซับความชื้นเพื่อลดการใช้พลังงานของอุปกรณ์กำเนิดความร้อนด้วยไฟฟ้า หรือแก๊สในการไล่ความชื้นของเครื่องดูดซับความชื้นอากาศแบบหลายช่อง