รายละเอียดโครงการวิจัย
- ชื่อโครงการ (ภาษาไทย) :
- การออกแบบและสร้างเครื่องรีดนมโค โดยใช้ก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์และเศษวัสดุทางการเกษตร เป็นแหล่งพลังงาน
- ชื่อโครงการ (ภาษาอังกฤษ) :
- Development of Milking Machine System for Economic Sufficiency type by use the Biogas an Energy Source
- หน่วยงานเจ้าของโครงการ :
- คณะเทคโนโลยีการเกษตรและเทคโนโลยีอุตสาหกรรม
- ลักษณะโครงการวิจัย :
- โครงการวิจัยเดี่ยว
- ลักษณะย่อยโครงการวิจัย :
- ไม่อยู่ภายใต้แผนงานวิจัย/ชุดโครงการวิจัย
- ประเภทโครงการ :
- โครงการวิจัยใหม่
- วันเริ่มต้นโครงการ :
- 1 ตุลาคม 2558
- วันสิ้นสุดโครงการ :
- 30 กันยายน 2559
- ประเภทของการวิจัย :
- งานวิจัยประยุกต์
- ความสำคัญและที่มาของปัญหา :
- ภาคกลางของประเทศมีหลายจังหวัดที่ประกอบธุรกิจการเพาะเลี้ยงสัตว์เศรษฐกิจ ได้แก่ ไก่ สุกร โคเนื้อและโคนม การเลี้ยงโคนมถือเป็นสัตว์เศรษฐกิจอีกชนิดหนึ่งที่หน้าสนใจ เป็นธุรกิจหมุนเวียนให้ผลตอบแทนเร็วและมีต้นทุนในการเลี้ยงต่ำ เนื่องจากใช้วัตถุดิบทางการเกษตรเป็นอาหาร จังหวัดที่มีการเลี้ยงโคนมมากที่สุดคือ จังหวัดสระบุรี และลพบุรี สำหรับจังหวัดนครสวรรค์ จากข้อมูลประชากรโคนมรายอำเภอประจำปี 2555 พบว่าอำเภอตากฟ้า มีจำนวนเกษตรกรผู้เลี้ยงและจำนวนโคนมมากที่สุด ศูนย์รับน้ำนมอยู่ที่สหกรณ์โคนมตากฟ้า จำนวนเกษตรกรผู้เลี้ยงโคนม 220 ราย และปริมาณน้ำนม 21 ตันต่อวัน (กลุ่มสารสนเทศและข้อมูลสถิติ ศูนย์สารสนเทศ กรมปศุสัตว์, 2556) ทำให้เกิดเป็นธุรกิจหมุนเวียนภายในจังหวัดที่ให้ผลผลิตสูง การเลี้ยงโคนมในปัจจุบันมีขยายตัวอย่างรวดเร็ว ทำให้มีแม่โคที่สามารถให้นมเป็นจำนวนมาก การรีดนมจึงเป็นวิธีการที่จำเป็นในการนำน้ำนมออกมาจากแม่โค การรีดนมเดิมใช้มือเป็นวิธีการที่ละเอียดอ่อนแต่รีดได้ช้า ดังนั้นเกษตรกรจึงหันไปใช้เครื่องรีดนมกันมากขึ้น เพราะการรีดนมด้วยเครื่องรีดนมให้ความสะดวก รวดเร็ว และมีความปลอดภัยในการรีด รวมทั้งการประหยัดแรงงาน อย่างไรก็ตามการรีดนมโคโดยใช้เครื่อง ยังพบปัญหาการใช้พลังงานไฟฟ้าสูง ทำให้ต้นทุนในการเลี้ยงโคนมสูง ดังนั้นจึงสนใจที่จะนำแนวทางนำเอาเทคโนโลยีพลังงานทดแทน ได้แก่ แสงอาทิตย์ ลม น้ำ และก๊าซชีวภาพ เข้ามาใช้เพื่อแก้ปัญหา จากนโยบายและแผนพลังงานภายใต้กรอบการจัดทำแผนพลังงานทดแทน 15 ปี ของกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน (2556) ที่กระทรวงพลังงานได้เตรียมจัดทำไว้สำหรับปี พ.ศ. 2551-2560 ซึ่งในปี พ.ศ. 2560 ได้เริ่มกำหนดเป้าหมายให้มีการใช้พลังงานก๊าซชีวภาพ เพื่อผลักดันให้โครงสร้างพื้นฐานรองรับการใช้ก๊าซชีวภาพ มีความพร้อมในทุกด้านตั้งแต่ก่อนที่จะเริ่มมีการใช้ ก๊าซชีวภาพ จนกระทั่งเติบโตแพร่หลายเข้าสู่ยุคของการใช้ก๊าซชีวภาพ อย่างเต็มรูปแบบ เพื่อลดการพึ่งพาพลังงานนำเข้าและเทคโนโลยีนำเข้าให้มากที่สุด โดยแนวทางในการพัฒนาและแก้ปัญหาดังกล่าว ควรส่งเสริมให้มีการใช้เทคโนโลยีพลังงานสะอาด (Clean Energy) และ เทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy) เช่น ก๊าซชีวภาพมาใช้ เพื่อให้สอดคล้องกับนโยบายและแผนพลังงานดังกล่าว งานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นที่จะออกแบบและสร้างเครื่องรีดนมโค โดยใช้ก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์และเศษวัสดุทางการเกษตร เป็นแหล่งพลังงาน ที่สามารถลดปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าและลดต้นทุนการผลิตสำหรับเกษตรกรผู้เลี้ยงโคนม สามารถลดการขาดแคลนพลังงาน ลดมลพิษจากการใช้พลังงาน รวมทั้งก่อให้เกิดการประหยัดการนำเข้าและเกิดความมั่นคงทางด้านพลังงานของประเทศ
- วัตถุประสงค์ของโครงการ :
- 6.1 เพื่อออกแบบและสร้างเครื่องรีดนมโค โดยใช้ก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์และเศษวัสดุทางการเกษตร เป็นแหล่งพลังงาน 6.2 เพื่อทดสอบประสิทธิภาพของเครื่องรีดนมโค ที่ใช้ระบบก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์และเศษวัสดุทางการเกษตร ทดแทนพลังงานไฟฟ้า 6.3 เพื่อวิเคราะห์หาต้นทุนของเครื่องรีดนมโค ที่ใช้ระบบก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์และเศษวัสดุทางการเกษตร ทดแทนพลังงานไฟฟ้า
- ขอบเขตของโครงการ :
- การพัฒนาระบบก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์และเศษวัสดุทางการเกษตร เพื่อใช้เป็นแหล่งพลังงานทดแทนพลังงานไฟฟ้า โดยมีระบบก๊าซชีวภาพแบบถุงหมักพีวีซี ขนาดกว้าง 1.7 เมตร ยาว 3.80 เมตรและ ลึก 0.75 เมตร ซึ่งสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้า ใช้ในการรีดนมโคได้อย่างน้อย 2 ชั่วโมง สำหรับเครื่องรีดนมโค ที่มีขนาดพิกัด 0.75 KW 220 V 50 Hz
- ผลที่คาดว่าจะได้รับ :
- 11.1 ได้ต้นแบบระบบบ่อหมักก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์และเศษวัสดุทางการเกษตร เพื่อใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับเครื่องรีดนมโค 11.2 ได้เครื่องรีดนมโค ที่ประหยัดพลังงานไฟฟ้าและลดต้นทุนการผลิต 11.3 ได้ระบบเครื่องรีดนมโคแบบเศรษฐกิจพอเพียง นวัตกรรมใหม่ที่สามารถจดสิทธิบัตร/อนุสิทธิบัตร โดยอนุญาตให้หน่วยงานทั้งภาครัฐและเอกชนใช้สิทธิในเทคโนโลยี (Technology licensing) ได้
- วิธีการดำเนินการวิจัย และสถานที่ทำการทดลอง/เก็บข้อมูล :
- 13.1 ศึกษาปัญหาและประสิทธิภาพระบบเครื่องรีดนมโค ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน จากเกษตรกรผู้เลี้ยงโคนม 13.2 ออกแบบและสร้างระบบก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์และเศษวัสดุทางการเกษตร ขนาดบ่อหมัก 10 ลูกบาศก์เมตร ได้ก๊าซชีวภาพ 2.5 ลูกบาศก์เมตร เท่ากับกำลังไฟฟ้า 3 kWh เพื่อใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับเครื่องรีดนมโค ที่มีขนาดพิกัด 0.75 KW 220 V 50 Hz 13.2.1 โครงสร้างของบ่อหมักก๊าซชีวภาพ (ภาพที่ 9) ประกอบด้วย 1) บ่อหมักก๊าซชีวภาพแบบถุงหมักพีวีซี ขนาดกว้าง 1.7 เมตร ยาว 3.80 เมตรและ ลึก 0.75 เมตร 2) ถุงพลาสติกพีวีซี ความยาว 6 เมตร เส้นรอบวง 5.25 เมตร 3) บ่อเติมมูล ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 60-100 เซนติเมตร มีท่อเติมเอียง 60๐ 4) บ่อรับกาก ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 60-100 เซนติเมตร มีท่อเติมเอียง 45๐ 5) ติดตั้งท่อส่ง ชุดกับดักน้ำและวาว์ลควบคุม ภาพที่ 9 โครงสร้างของบ่อหมักก๊าซชีวภาพ 13.2.2 โครงสร้างของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ภาพที่ 10) และระบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ที่เป็นแหล่งจ่ายพลังงาน สำหรับเครื่องรีดนมโค (ภาพที่ 11) ภาพที่ 10 โครงสร้างของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ภาพที่ 11 โครงสร้างของระบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 13.2.3 ส่วนประกอบของระบบเครื่องรีดนมโค โดยใช้ก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์และเศษวัสดุทางการเกษตร เป็นแหล่งพลังงาน (ภาพที่ 12) ภาพที่ 12 ส่วนประกอบของเครื่องรีดนมโค 13.3 ทดสอบการทำงานของระบบบ่อหมักก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์และเศษวัสดุทางการเกษตร เพื่อใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับเครื่องรีดนมโค ดังนี้ 1) ตรวจวัดปริมาณก๊าซมีเทน เพื่อหาปริมาณก๊าซชีวภาพที่ผลิตได้สูงสุดต่อวัน 2) ทดสอบการทำงานของเครื่องยนต์ต้นกำลัง 3) ตรวจวัดค่าแรงดันไฟฟ้าที่ออกจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 4) ตรวจวิเคราะห์หาค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานของเครื่องยนต์ต้นกำลังหลังทดสอบการใช้ก๊าซชีวภาพ โดยผู้เชี่ยวชาญ 13.4 การหาประสิทธิภาพของเครื่องรีดนมโค โดยใช้ก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์และเศษวัสดุทางการเกษตร เป็นแหล่งพลังงาน ดังนี้ 1) ทดสอบการทำงานของเครื่องรีดนมโค เช่น ตรวจเช็คการทำงานของปั๊มลม ตรวจวัดแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า ตรวจเช็คการทำงานของอุปกรณ์จัดจังหวะรีด อัตราส่วนของจังหวะรีดและความถี่ของจังหวะรีด 2) วิเคราะห์การใช้พลังงานของเครื่องรีดนมโค เช่น พลังงานไฟฟ้าสูงสุดที่ผลิตได้ต่อวัน พลังงานก๊าซชีวภาพและวิเคราะห์หาระยะเวลาการทำงานแบบต่อเนื่องของระบบเครื่องรีดนมโค 13.5 วิเคราะห์หาต้นทุนการพัฒนาเครื่องรีดนมโคแบบเศรษฐกิจพอเพียง โดยใช้ก๊าซชีวภาพ จากมูลสัตว์และเศษวัสดุทางการเกษตร เป็นแหล่งพลังงาน 13.6 จัดทำรายงานการวิจัยฉบับสมบูรณ์
- คำอธิบายโครงการวิจัย (อย่างย่อ) :
- 17.1 ผลสำเร็จเบื้องต้น (P) - ได้ระบบก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์และเศษวัสดุทางการเกษตร เพื่อใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับเครื่องรีดนมโค 17.2 ผลสำเร็จกึ่งกลาง (I) - ได้เครื่องรีดนมโค โดยใช้ก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์และเศษวัสดุทางการเกษตรเป็นแหล่งพลังงาน 17.3 ผลสำเร็จตามเป้าหมาย (G) - ลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพการรีดนมโค
- รายชื่อนักวิจัยในโครงการ :
-
ลำดับที่ รายชื่อ ประเภทนักวิจัย บทบาทหน้าที่ สัดส่วน 1 นายจุติพรรษ์ อนิวรรตกูล นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย หัวหน้าโครงการวิจัย 40% 2 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ธีรพจน์ แนบเนียน นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย ผู้ร่วมวิจัย 30% 3 นายโกเมน หมายมั่น นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย ผู้ร่วมวิจัย 15% 4 ผู้ช่วยศาสตราจารย์ถิรายุ ปิ่นทอง นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย ผู้ร่วมวิจัย 15%
สถาบันวิจัยและพัฒนา
มหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์ ศูนย์การศึกษาย่านมัทรี398/1 หมู่ 3 ตำบลย่านมัทรี อำเภอพยุหะคีรี
จังหวัดนครสวรรค์ 60130
