การออกแบบพัฒนาและประเมินสมรรถนะเครื่องสับบดใบอ้อย

บทคัดย่อ

การจัดการเศษซากใบอ้อยถือเป็นความท้าทายสำคัญในการทำเกษตรแบบใช้เครื่องจักร ซึ่งมักนำไปสู่ปัญหาการเผาในที่โล่งและมลพิษทางสิ่งแวดล้อม งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์พัฒนาเครื่องสับบดใบอ้อยต้นแบบที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการสับบดโดยประเมินจากสัดส่วนของขนาดใบอ้อยที่ลดลงและทดสอบภาคสนามเพื่อประเมินความคุ้มค่าด้านเศรษฐศาสตร์ทางวิศวกรรม ซึ่งตัวเครื่องมีกลไกการทำงานแบบสองเพลา (dual-shaft mechanism) โดยเพลาชุด A ใช้ใบมีดรูปตัว C จำนวน 24 ใบ สำหรับการตัดขาดในเบื้องต้น และเพลาชุด B ติดตั้งใบมีดแบบเหวี่ยงรูปตัว Y จำนวน 12 ชุด ซึ่งทำงานด้วยความรอบสูงที่ความเร็วเชิงเส้น 16.7 ม./วินาที (800 รอบ/นาที) เพื่อการสับบดที่ละเอียด ประเมินสมรรถนะภายใต้ความเร็วเชิงเส้นชุด A ที่แตกต่างกันคือ 7.4  9.6 และ 11.7 ม./วินาที ด้วยความเร็วเดินหน้า 0.5 และ 1.2 ก.ม./ชั่วโมง ผลการทดสอบพบว่า สภาวะที่เหมาะสมที่สุดคือ การใช้ความเร็วเชิงเส้น 11.7 ม./วินาที ร่วมกับความเร็วเดินหน้า 1.2 กม./ชั่วโมง ซึ่งสามารถลดขนาดเศษซากใบอ้อยได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยความกว้างเฉลี่ยของใบอ้อยลดลง 78.6% (เหลือ 0.7 ซม.) และความยาวเฉลี่ยลดลง 77.7% (เหลือ 28 ซม.) จากการวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์พบว่า เครื่องมีความสามารถในการทำงาน 1.1 ไร่/ชั่วโมง โดยมีจุดคุ้มทุนอยู่ที่ 114.6 ไร่/ปี เครื่องสับบดใบอ้อยที่พัฒนาขึ้นนี้จึงเป็นแนวทางเชิงกลที่มีประสิทธิภาพในการสนับสนุนนโยบาย หยุดเผา ช่วยเพิ่มการคืนมวลชีวภาพกลับสู่ดิน และมีความคุ้มค่าเชิงพาณิชย์สำหรับเกษตรกร