ม.มหิดล สร้างสรรค์และพัฒนา “อุปกรณ์เพิ่มความหนาแน่นฉนวนถังไครโอเจนิคด้วยวิธีการสั่นสะเทือน” เพื่ออุตสาหกรรมประเทศ

ที่ผ่านมาเทคโนโลยีการเก็บรักษาด้วยความเย็น ยังประโยชน์แก่มวลมนุษยชาติมากมาย นับตั้งแต่ทางด้านการแพทย์ เพื่อใช้ในการเก็บรักษาสเปิร์มแช่แข็ง การเก็บรักษาเซลล์ต่างๆ รวมทั้งเลือดที่จำเป็นต้องใช้ต่อลมหายใจในนาทีวิกฤติฉุกเฉิน ทางด้านความงามที่ใช้ความเย็นในการทำให้เซลล์ผิวหนัง ได้แก่ ไฝ กระ หลุดลอก ซึ่งปลอดภัยกว่าใช้เลเซอร์ ไปจนถึงอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมอาหารแช่แข็ง การหล่อเย็นในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ฯลฯ

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มงคล เทียนวิบูลย์ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมอุตสาหการ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล กล่าวในฐานะนวัตกรผู้สร้างสรรค์และพัฒนาอุปกรณ์เพิ่มความหนาแน่นฉนวนถังไครโอเจนิคด้วยวิธีการสั่นสะเทือน ซึ่งได้รับการยื่นจดทรัพย์สินทางปัญญาแล้วว่า ไม่ว่าจะเป็นไนโตรเจน ออกซิเจน หรือคาร์บอนไดออกไซด์ ฯลฯ ในสภาพปกติจะมีสถานะเป็น “แก๊ส” แต่ภายใต้ความดันสูง อุณหภูมิต่ำจะกลายสภาพเป็น “ของเหลว” ซึ่งมีปริมาตรน้อยกว่าสถานะแก๊สมาก ทำให้ขนส่งได้ง่าย และมีประสิทธิภาพ

ทั้งนี้ ภาชนะที่ใช้ในกระบวนการขนส่งและเก็บรักษา จึงต้องมีความแข็งแรงพอที่จะรักษาสภาวะความดันสูง และมีการถ่ายเทความร้อนที่ต่ำ เพื่อรักษาอุณหภูมิที่เย็นจัดของสารไครโอเจนภายในไว้ให้ได้

โดยภาชนะบรรจุสารดังกล่าว หรือ ถังไครโอเจนิคนั้น มีลักษณะเป็นถังสองชั้น สูง 6 – 10 เมตร เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2 เมตร ชั้นในทำจากเหล็กกล้าไร้สนิม ชั้นนอกทำจากเหล็กกล้าคาร์บอน ช่องว่างระหว่างถังชั้นนอก และชั้นในบรรจุฉนวน เพื่อลดการถ่ายเทความร้อนระหว่างสารที่บรรจุภายในที่เย็นจัดกับสิ่งแวดล้อมด้านนอก โดยฉนวนดังกล่าว คือผง Perlite ที่มีคุณสมบัติคล้ายเม็ดโฟม ขนาดเล็กน้ำหนักเบา ซึ่งจะเติมจากด้านบนของถัง

ทว่าปัญหาที่พบในกระบวนการดังกล่าว คือ ผงฉนวนไม่สามารถเติมเต็มช่องว่างได้ทั้งหมด เนื่องจากไปติดค้างตามโครงสร้างเสริมความแข็งแรงภายใน ทำให้ความร้อนจากสิ่งแวดล้อมสามารถถ่ายเทให้กับสารภายในได้ผ่านจุดที่ปราศจากฉนวน เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว

วิธีการดั้งเดิมของผู้ผลิต คือ ใช้พนักงานขึ้นไปบนนั่งร้าน เพื่อคอยเคาะผงฉนวนให้กระจายทั่วถังอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งขั้นตอนดังกล่าวใช้เวลานาน 6 – 8 ชั่วโมง ทำให้เกิดความเหนื่อยล้า และเสี่ยงอันตรายจากการทำงานบนที่สูง

ด้วยบทบาทแห่งการเป็น “ปัญญาของแผ่นดิน” ผู้สร้างสรรค์องค์ความรู้เพื่อประโยชน์แห่งมวลมนุษยชาติ ตามปณิธานของมหาวิทยาลัยมหิดล ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มงคล เทียนวิบูลย์ จึงได้คิดค้นอุปกรณ์เพิ่มความหนาแน่นฉนวนถังไครโอนิคด้วยวิธีการสั่นสะเทือน โดยออกแบบอุปกรณ์ที่ใช้มอเตอร์ในการสร้างแรงสั่นสะเทือน นำไปติดที่ขาถังไครโอนิค ระหว่างกระบวนการเติมฉนวน เพื่อช่วยทำให้ผงฉนวนกระจายทั่วถังสม่ำเสมอ ซึ่งแบ่งเบากำลังคน และเพิ่มความปลอดภัยในการทำงาน

ซึ่งนวัตกรรมดังกล่าวได้สร้างสรรค์ขึ้น เพื่อสนับสนุนการผลิตของโรงงานผลิตถังฉนวนไครโอเจนิค โดยได้ออกแบบให้มีมอเตอร์สั่นสะเทือนที่ใช้มี “ขาจับ” ที่สามารถติดตั้งกับถังได้หลายขนาด

วิธีการเดียวกันนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้กับอุตสาหกรรมอื่น นอกเหนือจากการเติมฉนวนในกระบวนการผลิตถังไครโอเจนิคได้ เช่น อุตสาหกรรมการเกษตร สามารถใช้หลักการสั่นสะเทือน ลดการติดค้างของเม็ดปุ๋ย เพิ่มความหนาแน่นในการบรรจุปุ๋ย สารเคมีแบบผง หรือเม็ดที่ใช้ในการเกษตร หรือ อาหารสัตว์ ฯลฯ ซึ่งจะเป็นประโยชน์ในวงกว้างต่อไป

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มงคล เทียนวิบูลย์ ได้กล่าวทิ้งท้ายเพื่อจุดประกายนวัตกรรุ่นใหม่ว่า แม้จะเป็นเพียงสิ่งเล็กๆ ที่เกิดจากแนวคิดเรียบง่าย แต่ก็สามารถทำให้เกิดประโยชน์ได้ จึงไม่ควรมองข้าม เพราะอาจเป็น “โอกาส” ที่สามารถช่วย “เพิ่มมูลค่า” และ “คุณภาพชีวิตที่ดีขึ้น” ต่อไปได้

ติดตามข่าวสารที่น่าสนใจจากมหาวิทยาลัยมหิดลได้ที่ www.mahidol.ac.th

สัมภาษณ์ และเขียนข่าวโดย ฐิติรัตน์ เดชพรหม นักประชาสัมพันธ์ (ชำนาญการ)
งานสื่อสารองค์กร กองบริหารงานทั่วไป สำนักงานอธิการบดี มหาวิทยาลัยมหิดล โทร. 0-2849-6210