การพัฒนาเครื่องตัดกล้วยกวนอัตโนมัติควบคุมด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์
คำสำคัญ:
เครื่องตัดกล้วยกวน, ไมโครคอนโทรลเลอร์, กล้วยกวน, ความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะบทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและพัฒนาเครื่องตัดกล้วยกวนอัตโนมัติควบคุมด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิต ลดการใช้แรงงานคน และสร้างมาตรฐานขนาดของกล้วยกวนให้สม่ำเสมอ เครื่องต้นแบบที่พัฒนาขึ้นออกแบบให้สามารถตัดกล้วยกวนได้ทั้งแนวยาวและแนวกว้างในกระบวนการเดียว โดยใช้ชุดใบมีดตัด 2 ชุด และใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ควบคุมการทำงานของมอเตอร์และเซนเซอร์ทั้งหมด เพื่อให้ถาดกล้วยกวนสามารถเคลื่อนที่และหมุนเปลี่ยนทิศทางการตัดได้อย่างอัตโนมัติ ผลการทดสอบพบว่าเครื่องตัดกล้วยกวนอัตโนมัติสามารถผลิตกล้วยกวนได้ 136 ชิ้นต่อถาด ใช้เวลาในการทำงานต่อรอบ 54 วินาที หรือคิดเป็นอัตราการผลิต 8,976 ชิ้นต่อชั่วโมง (66 กิโลกรัม) และ 528 กิโลกรัมต่อวัน ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงกว่าการตัดด้วยแรงงานคนถึงร้อยละ 121.25 ขนาดของชิ้นกล้วยกวนที่ได้มีความสม่ำเสมอ โดยแต่ละชิ้นมีขนาดกว้าง 1.5 เซนติเมตร ยาว 3 เซนติเมตร และสูง 1 เซนติเมตร ผลการวิเคราะห์ประสิทธิภาพพลังงานจากการทำงานต่อเนื่อง 1 ชั่วโมง พบว่าปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าสะสม 0.4901 กิโลวัตต์-ชั่วโมง (kWh) คิดเป็นต้นทุนค่าไฟฟ้าเฉลี่ย 1.93 บาทต่อชั่วโมง และมีค่าความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะ (Specific Energy Consumption: SEC) เท่ากับ 0.0074 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัม (kWh/kg) หรือเทียบเท่า 0.0267 เมกะจูลต่อกิโลกรัม (MJ/kg) ซึ่งจัดอยู่ในระดับต่ำมากสำหรับเครื่องจักรขนาดเล็กในงานแปรรูปอาหาร ซึ่งจัดอยู่ในระดับต่ำสำหรับเครื่องจักรขนาดเล็กในงานแปรรูปอาหาร จากการวิเคราะห์ผลการทดสอบพบว่า ระบบควบคุมด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถทำให้เครื่องจักรทำงานได้อย่างต่อเนื่องและมีความแม่นยำสูง สามารถลดความคลาดเคลื่อนของขนาดชิ้นงานและลดการสัมผัสโดยตรงระหว่างผู้ปฏิบัติงานกับผลิตภัณฑ์ ช่วยยกระดับคุณภาพและความปลอดภัยของกระบวนการผลิต เครื่องตัดกล้วยกวนอัตโนมัติที่พัฒนาขึ้นจึงมีศักยภาพในการนำไปประยุกต์ใช้กับอุตสาหกรรมแปรรูปอาหารขนาดย่อมและวิสาหกิจชุมชน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและยกระดับมาตรฐานผลิตภัณฑ์
เอกสารอ้างอิง
Banzi, M., & Shiloh, M. (2014). Getting started with Arduino: The open-source electronics prototyping platform (3rd ed.). Maker Media, Inc.
Fellows, P. (2009). Food processing technology: Principles and practice (3rd ed.). Woodhead Publishing.
Franklin, G. F., Powell, J. D., & Emami-Naeini, A. (2015). Feedback control of dynamic systems (7th ed.). Pearson.
Mazidi, M. A., Mazidi, J. G., & McKinlay, R. D. (2015). The AVR microcontroller and embedded systems using assembly and C (2nd ed.). Pearson.
Mohamad, M., Onn, N., Arsam, M., Dzaid, H., & Rafie, M. (2023). Efficiency of Semi-Automatic Banana Horn Cutting Machine. Multidisciplinary Applied Research and Innovation, 4(2), 227–235.
Smith, D. R., & Jones, A. B. (2020). Cutting mechanism performance evaluation for viscoelastic food products. International Journal of Food Science and Technology, 55(3), 1145–1154.
Sonawane, S. P., Sharma, G. P., & Pandya, A. C. (2011). Design and development of power operated banana slicer for small scale food processing industries. Research in Agricultural Engineering, 57, 144–152.
Sugiyanto, D., Pangestu, R., Chan, Y., & Uyun, S. A. (2022). Design and Performance Testing of Semi-Automatic Machine for Potato Peeler-Cutter. Journal of Agricultural Engineering, 11(2), 325–338.
จารุวรรณ กุลวิศว, สมเกียรติ ปรัชญาวรากร, และ สมชาติ โสภณรณฤทธิ์. (2550). ผลของอุณหภูมิอบแห้งที่มีต่อสารระเหยง่ายและคุณภาพทางกายภาพของกล้วยแผ่น. วารสารวิจัยและพัฒนา มจธ., 30(4), 611–621.
จักรพงษ์ ทองแผน. (2551). เครื่องตัดกล้วยกวน. มหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์: นครสวรรค์. DOI: https://doi.nrct.go.th/ListDoi/listDetail?Resolve_DOI=10.14457/NSRU.res.2008.24
เจิมธง ปรารถนารักษ์, จุติพร อินทะนิน, กชศร หัสโรค์, และ พรอริยา ฉิรินัง. (2567). ผลกระทบของห้องอบสองชั้นต่ออุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ในกระบวนการอบแห้งกล้วยน้าว้าด้วยโรงอบแห้งพลังงานแสงอาทิตย์. วิศวกรรมสารเกษมบัณฑิต, 14(2), 1–24.
ดวงจันทร์ เฮงสวัสดิ์. (2557). กล้วย. วารสารอาหาร, 44(1), 15–18.
ถาวร อมตกิตต์. (2545). การส่งกำลังและการประหยัดพลังงานมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ. กรุงเทพฯ: เอ็มแอนด์อี.
พนัส นัถฤทธิ์. (2563). ไมโครคอนโทรลเลอร์และการประยุกต์ใช้ในงานควบคุมหุ่นยนต์. พิษณุโลก: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัย
นเรศวร.
รัฐพล ดุลยะลา. (2563). การออกแบบและพัฒนาเครื่องตัดกระยาสารทแบบกึ่งอัตโนมัติ. วารสารวิชาการ มหาวิทยาลัยราชภัฏอุตรดิตถ์, 15(2), 117–131.
อนุสรณ์ สินสะอาด, และ คณะ. (2560). การพัฒนาศักยภาพผู้ประกอบการวิสาหกิจชุมชนกล้วยกวนกะทิสดแม่อุบล อำเภอเมือง จังหวัดนครสวรรค์ (รายงานการวิจัย). สำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัย และ นวัตกรรม.
