จุดเริ่มต้นของ "เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนพลังงานชีวมวล" หรือ เทคโนโลยีเตาอบแห้งพลังงานชีวมวล ผลงานวิจัยร่วมระหว่าง ศาสตราจารย์ ดร.สมชาย วงศ์วิเศษ ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ดร.อมาวสี รักเรือง และ รองศาสตราจารย์ ดร.จตุพร แก้วอ่อน คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยทักษิณ คือ กลิ่นของปลาดุกร้าที่กำลังเน่าเสียหรือลูกหยีที่เริ่มขึ้นราเพราะความชื้นสะสม สำหรับวิสาหกิจชุมชนในภาคใต้ สิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นซ้ำซากในช่วงมรสุมเพราะสภาพอากาศแบบ "ฝนแปด แดดสี่" จากอิทธิพลของลมมรสุมทำให้ภาคใต้ของไทยมีฝนตกเกือบตลอดทั้งปีและมีความชื้นสูง การตากแห้งแบบเดิมที่พึ่งพาเพียงแสงแดดอย่างเดียวจึงทำได้ยากและไม่แน่นอน แม้โลกเทคโนโลยีจะมีหุ่นยนต์หรือระบบ AI ที่ซับซ้อนเข้ามาช่วยแก้ปัญหา แต่อาจเกินกำลังของชาวบ้าน ปัญหาของพวกเขาต้องการคำตอบที่ "ไม่ต้องล้ำ .. .แต่ต้องรอด" และเทคโนโลยีนี้จึงเข้ามาเป็นทางออกที่ช่วยให้การอบแห้งได้โดยไม่ต้องง้อแดด และเป็นนวัตกรรมที่ดูธรรมดาแต่กลับแก้โจทย์ชีวิตให้กับเกษตรกรและวิสาหกิจชุมชนได้อย่างเป็นรูปธรรม
ศ. ดร.สมชาย วงศ์วิเศษ นักวิจัยและอาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มจธ. กล่าวว่า จุดเริ่มต้นของเครื่องนี้คือการออกแบบเทคโนโลยีเพื่อช่วยเหลือวิสาหกิจชุมชนในพื้นที่ภาคใต้ โดยเฉพาะจังหวัดพัทลุงและสตูล ซึ่งมักประสบปัญหาตากแห้งผลผลิตไม่ได้เนื่องจากฝนตกต่อเนื่อง แนวคิดการออกแบบจึงเน้น “เทคโนโลยีที่เหมาะสม” หรือ Appropriate Technology คือเรียบง่าย ไม่ซับซ้อน ใช้วัสดุที่หาได้ทั่วไป ราคาถูก และชาวบ้านสามารถดูแลรักษาเองได้ โดยเปลี่ยนจากการใช้ก๊าซหุงต้มหรือแสงแดดเพียงอย่างเดียว มาใช้เชื้อเพลิงชีวมวล เนื่องจากภาคใต้มีแหล่งเชื้อเพลิงชีวมวลอุดมสมบูรณ์ หาได้ง่ายและมีให้ใช้ตลอดปี เช่น ไม้ยางพารา ฟืน เศษไม้จากโรงเลื่อย กิ่งไม้ และใบไม้แห้ง ซึ่งเป็นวัสดุเหลือทิ้งในพื้นที่ ทำให้แทบไม่มีต้นทุนด้านเชื้อเพลิง
“หัวใจสำคัญที่ทำให้ชุมชนยอมรับเทคโนโลยีนี้คือ ‘ต้นทุนเชื้อเพลิงที่เป็นศูนย์’ การเปลี่ยนจากไฟฟ้าหรือก๊าซ LPG ที่มีต้นทุนสูง มาเป็นฟืนหรือกิ่งไม้ที่หาได้ฟรีรอบบ้าน คือการสร้างแต้มต่อทางธุรกิจที่ยั่งยืนที่สุด เศษไม้ที่ไม่มีใครสนใจในป่าหลังบ้านนี่แหละ คือแหล่งพลังงานชั้นดีที่ทำให้ชาวบ้านไม่ต้องจ่ายเงินซื้อก๊าซแม้แต่บาทเดียว”
เทคโนโลยีเตาอบแห้งพลังงานชีวมวลนี้แตกต่างจากโรงอบแห้งแสงอาทิตย์ (Solar Dome) และเตาอบแห้งทั่วไป เพราะถูกออกแบบให้เหมาะสมกับ “บริบทของชุมชน” โดยเฉพาะ และสามารถติดตั้งร่วมกับโรงอบแห้งเดิมได้ ไม่ต้องลงทุนสร้างระบบใหม่ เครื่องทำงานบนหลักการการถ่ายเทความร้อนทางอ้อม (Indirect Heat Exchanger) โดยใช้การเผาไหม้เชื้อเพลิงชีวมวล เพื่อสร้างความร้อน จากนั้นความร้อนจะถูกถ่ายเทผ่านผนังของท่อแลกเปลี่ยนความร้อนไปสู่อากาศสะอาด ก่อนส่งเข้าสู่โรงอบแห้ง อากาศร้อนที่ได้จะไม่สัมผัสกับไอเสียโดยตรง
นอกจากนี้ระบบยังถูกออกแบบให้มีการไหลของอากาศแบบ 3 กลับ (three-pass configuration) ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อน สามารถผลิตลมร้อนเข้าสู่โรงอบแห้งได้ที่อุณหภูมิสูงถึง 100-120 องศาเซลเซียส ในขณะที่แดดธรรมชาติทำได้เพียง 40-50 องศาเซลเซียส และกระจายตัวได้สม่ำเสมอ ส่งผลให้กระบวนการอบแห้งมีประสิทธิภาพ ลดระยะเวลาในการผลิต และเพียงพอต่อการอบแห้งผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรหลากหลายประเภท
สำหรับผลลัพธ์จากการใช้งานจริงในพื้นที่วิสาหกิจชุมชน ช่วง 4 ปีที่ผ่านมา พบว่าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนพลังงานชีวมวลสามารถสร้างผลลัพธ์ทางเศรษฐกิจและประสิทธิภาพได้อย่างชัดเจน โดยช่วยลดต้นทุนด้านพลังงานได้ถึง 50% เมื่อเทียบกับการใช้ก๊าซหรือไฟฟ้า ลดต้นทุนการอบแห้งได้สูงสุด 4.4 เท่าเมื่อเปลี่ยนมาใช้พลังงานชีวมวล เพิ่มประสิทธิภาพการอบแห้ง ลดระยะเวลาในการอบ ทำให้ได้คุณภาพผลิตภัณฑ์ที่สม่ำเสมอและ ลดการสูญเสียจากการเน่าเสียของผลผลิตได้เกือบ 100% ในช่วงฤดูฝน
ด้านรายได้ เทคโนโลยีนี้สามารถเพิ่มรายได้ให้แก่เกษตรกรได้เฉลี่ยสูงถึง 300,000 บาทต่อปีต่อกลุ่ม และเพิ่มมูลค่าผลิตภัณฑ์ได้มากกว่า 50% จากการแปรรูปที่มีคุณภาพสูงขึ้นและได้มาตรฐานมากขึ้น เนื่องจากอากาศร้อนที่ใช้ในการอบไม่มีควันหรือสิ่งปนเปื้อน อีกทั้งยังช่วยให้ชุมชนสามารถผลิตสินค้าแปรรูปได้ตลอดทั้งปี เช่น ปลาดุกร้า ผลไม้แปรรูป แป้งสาคู และกาบหมาก
“ซึ่งเป็นการเปลี่ยนจากระบบรายได้แบบฤดูกาล ไปสู่รายได้ที่มีความต่อเนื่องเพิ่มขึ้น นวัตกรรมนี้ จึงไม่เพียงช่วยลดต้นทุน แต่ยัง ‘เพิ่มรายได้ ลดความเสี่ยง และเพิ่มมูลค่าสินค้า’ ในเวลาเดียวกัน และเทคโนโลยีนี้ไม่ได้เพียงเปลี่ยนเครื่องมือการผลิต แต่ได้ยกระดับเศรษฐกิจชุมชน และคุณภาพชีวิตเกษตรกร จากการผลิตแบบพึ่งพาธรรมชาติ ไปสู่การผลิตที่มีความมั่นคง และยั่งยืนในระยาว ถือเป็นนัยสำคัญต่อเศรษฐกิจฐานรากอย่างแท้จริง” ................ ดร.สมชาย กล่าว
ปัจจุบันเทคโนโลยีนี้ถูกนำไปติดตั้งและใช้จริงแล้วในกลุ่มเกษตรกรและวิสาหกิจชุมชนอย่างน้อย 6 พื้นที่ในจังหวัดพัทลุงและสตูล ได้แก่ วิสาหกิจชุมชนปลาดุกร้าบ้านแม่ขรี อำเภอตะโหมด, วิสาหกิจชุมชนกลุ่มสาคูต้นยายฉุย อำเภอควนขนุน, วิสาหกิจชุมชนผลไม้แปรรูปบ้านควนนายพุฒ อำเภอป่าพะยอม, วิสาหกิจชุมชนนาแปลงใหญ่บ้านธรรมเถียร อำเภอควนขนุน, กลุ่มแปรรูปกล้วยหอมทองกรอบแก้วป้าเล็ก จังหวัดพัทลุง และองค์การบริหารส่วนตำบลทุ่งนุ้ย (ศูนย์เรียนรู้การแปรรูป) อำเภอควนกาหลง จังหวัดสตูล นอกจากนี้ ยังเกิดการรวมกลุ่มใช้ประโยชน์ร่วมกันในรูปแบบศูนย์อบแห้งชุมชน เปิดโอกาสให้เกษตรกรอื่นๆ เข้ามาใช้ระบบได้ เกิดการแบ่งปันทรัพยากรและสร้างความเข้มแข็งในระดับชุมชน ดังเช่นวิสาหกิจชุมชนนาแปลงใหญ่บ้านธรรมเถียร
ด้วยการออกแบบเครื่องดังกล่าวที่ตอบโจทย์สังคมได้อย่างเป็นรูปธรรม ผลงานนี้จึงได้รับ รางวัลผลงานประดิษฐ์คิดค้น ประจำปีงบประมาณ 2569 ระดับดีมาก สาขาสังคมวิทยา จากงานวันนักประดิษฐ์ 2569 โดยสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) นอกจากนี้ คณะทำงานยังมีแผนที่จะขยายผลการใช้งานไปทั่วประเทศ เพื่อ ยกระดับมาตรฐานสินค้าชุมชนให้มีคุณภาพสม่ำเสมอในทุกฤดูกาล และสร้างความมั่นคงทางรายได้อย่างยั่งยืน ให้กับเกษตรกรและวิสาหกิจชุมชนไทย
