รายการวิทยุ เรื่อง การรมยาด้วยสารฟอสฟีน เพื่อการเก็บรักษาข้าวเปลือก/วัชรพล ชยประเสริฐ
บทวิทยุ รายการ “จากแฟ้มงานวิจัย มก.”
ออกอากาศวันเสาร์ ที่ 24 เดือนตุลาคม พ.ศ. 2558
เรื่อง การรมยาด้วยสารฟอสฟีน เพื่อการเก็บรักษาข้าวเปลือก
บทวิทยุโดย วิทวัส ยุทธโกศา
……………………………………………………………….
–เพลงประจำรายการ–
สวัสดีครับคุณผู้ฟังทุกท่านคครับ ขอต้อนรับทุกท่านเข้าสู่รายการ “จากแฟ้มงานวิจัย มก.” ซึ่งออกอากาศเป็นประจำทุกวันเสาร์ ทางสถานีวิทยุ มก. แห่งนี้ครับ รายการนี้ผลิตโดยฝ่ายเผยแพร่งานวิจัย สถาบันวิจัยและพัฒนาแห่ง มก. เป็นรายการที่นำเสนอผลงานวิจัยของอาจารย์และนักวิจัยมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ทั้งในด้านการเกษตร วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแขนงต่างๆ มานำเสนอให้คุณผู้ฟังได้รับทราบ เพื่อเป็นประโยชน์ต่อคุณผู้ฟังในการนำมาปรับใช้ในชีวิตประจำวัน หรือกับอาชีพของตนเอง โดยมีกระผม……………………………….เป็นผู้ดำเนินรายการครับ
สวัสดีครับคุณผู้ฟังครับ วันนี้กระผมมีผลงานวิจัยที่น่าสนใจในเรื่องการเก็บรักษาข้าวเปลือก ด้วยวิธีการรมยาด้วยสารฟอสฟีน ทั้งการเก็บในไซโลและที่เก็บในกระสอบป่าน เป็นผลงานวิจัยของอาจารย์วัชรพล ชยประเสริฐ ภาควิชาวิศวกรรมเกษตร คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน
คุณผู้ฟังทราบไหมครับว่า ประเทศไทยเรานี้มีการผลิตข้าวได้มากกว่าปีละ30ล้านตัน และเป็นผู้ส่งออกข้าวเป็นอันดับหนึ่งของโลก เพื่อป้องกันการสูญเสียที่จะเกิดขึ้นระหว่างการเก็บรักษาหลังการเก็บเกี่ยว ผู้ประกอบการ เช่นโรงสีและโกดังเก็บสินค้าต่างๆ จะต้องวางแผนจัดการกับสต็อกข้าวที่ตนเองมีอยู่ เพื่อป้องกันการเข้ามาทำลายของแมลง อย่างเช่น ด้วงงวงข้าว
คุณผู้ฟังครับ เรามาฟังการเก็บรักษาข้าวโดยทั่วๆไปกันก่อนนะครับ จะแบ่งออกเป็น 4 วิธีด้วยกัน ได้แก่
- การเก็บในสภาพปกติไม่มีการควบคุมอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศ หมายถึง การเก็บข้าวไว้ในโรงเก็บปกติที่ไม่มีการควบคุมอุณหภูมิ และความชื้นสัมพัทธ์ภายในโรงเก็บ เป็นวิธีที่นิยมใช้อยู่เป็นส่วนใหญ่ เพราะมีการลงทุนน้อย และเสียค่าใช้จ่ายต่ำ แต่โอกาสที่จะเกิดความเสียหายในระหว่างการเก็บรักษามีสูง เช่น การเก็บในโรงเก็บหรือยุ้งฉางของเกษตรกร โรงสีหรือโกดังส่งออกข้าวขนาดใหญ่ๆ
- การเก็บในสภาพที่มีการควบคุมอุณหภูมิเพียงอย่างเดียวเช่น การเก็บข้าวไว้ในตู้แช่ ตู้เย็น หรือในไซโลเก็บข้าวที่มีการเป่าลมเย็น เป็นต้นครับ บางคนอาจยังจะไม่รู้จักไซโล ไซโลเก็บข้าวนั้นก็คือ สิ่งก่อสร้างขนาดใหญ่ที่ทำจากวัสดุที่แข็งแรง ทนทาน ภายในมีระบบกันชื้นและระบายอากาศ สำหรับเก็บผลผลิตการเกษตรไว้ชั่วคราวก่อนส่งออก รูปแบบของไซโล มี 2 แบบ นั่นก็ คือไซโลแบบกรวย (hopper silo) และไซโลแบบก้นเรียบ (flat silo) ไซโลทั้งสองแบบมีหลักในการทำงานที่คล้ายกัน คือ ในถังไซโลจะมีสายพาน ลำเลียงวัตถุดิบออกจากถังไซโลไปยังโรงเรือน โดยไซโลแบบกรวย มีลักษณะเป็นถังก้นกรวย วางยกสูงจากพื้นดิน เพื่อสะดวกในการลำเลียงวัตถุดิบ ไซโลก้นเรียบ มีลักษณะเป็นถังก้นเรียบ มีสายพานเพื่อลำเลียงวัตถุดิบออกจากก้นถัง นอกจากนี้ในถังไซโลก้นเรียบยังมีใบกวาด เพื่อกวาดวัตถุดิบไม่ให้ติดค้างที่ก้นถัง ที่กล่าวมาข้างต้นนี้ คือ หลักการทำงานเบื้องต้นของไซโลนั่นเองครับ
- การเก็บในสภาพที่มีการควบคุมความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศได้แก่ การเก็บข้าวไว้ในภาชนะเก็บที่มิดชิด สามารถป้องกันการเคลื่อนที่ผ่านเข้าออกของอากาศได้ เช่น การเก็บเมล็ดพันธุ์ไว้ในปีปสังกะสี การเก็บข้าวในสภาพปิดเช่นนี้ ความชื้นของข้าวจะเป็นตัวกำหนดความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศภายในภาชนะที่เก็บ ถ้าความชื้นของข้าวต่ำ ความชื้นสัมพัทธ์ภายในภาชนะบรรจุก็จะต่ำด้วย ข้าวที่เก็บจะเกิดความเสียหายน้อย ถ้าความชื้นสัมพัทธ์ของข้าวสูง ความชื้นสัมพัทธ์ภายในภาชนะบรรจุก็จะสูงตามไปด้วย ข้าวที่เก็บก็จะเกิดความเสียหายสูง ดังนั้นการเก็บรักษาข้าวด้วยวิธีนี้ ข้าวควรมีความชื้นก่อนเก็บต่ำ ทั้งนี้ขึ้นกับระยะเวลาที่ต้องการเก็บรักษา อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปความชื้นไม่ควรเกิน 10% วิธีนี้เป็นวิธีที่ได้ผลดี และมีค่าใช้จ่ายต่ำครับ
- การเก็บในสภาพที่มีการควบคุมอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศวิธีนี้เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพดีที่สุด สามารถป้องกันและลดความเสียหายของข้าวได้ดี เก็บรักษาข้าวให้คงคุณภาพดี ได้เป็นเวลานาน แต่มีการลงทุน และเสียค่าใช้จ่ายในการดูแลสูง เช่นการเก็บอนุรักษ์เชื้อพันธุ์ข้าวในธนาคารเชื้อพันธุ์
ช่วงนี้พักกันก่อนสักครู่นะครับ ช่วงหน้ากระผมมีวิธีปฏิบัติในการเก็บรักษาข้าวให้ฟังครับ
-เพลงคั่นรายการ-
คุณผู้ฟังครับ วิธีปฏิบัติในการเก็บรักษาข้าว
สิ่งที่ควรคำนึงถึงในการเก็บรักษาข้าว นั่นก็คือการรักษาปริมาณและคุณภาพข้าวที่เก็บให้คงที่ หรือมีการเปลี่ยนแปลงน้อยที่สุด ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการเก็บรักษาข้าวได้แก่
- ความชื้นของข้าวที่จะเก็บโดยทั่วไปความชื้นของข้าวไม่ควรสูงเกิน 14% ถ้าเป็นเมล็ดพันธุ์ความชื้นไม่ควรเกิน 12%
- ความสะอาดข้าวที่จะเก็บต้องสะอาดไม่มีสิ่งเจือปน อย่างเช่น เศษฟาง ตอซัง วัชพืช กรวด หิน ดิน ทราย เพราะสิ่งเหล่านี้ดูดความชื้นได้ดี ทำให้ข้าวมีความชื้นเพิ่มขึ้นในขณะเก็บรักษานั่นเอง
- การปลอดจากโรค แมลง ศัตรูต่างๆข้าวที่จะนำเข้าเก็บต้องปลอดจากโรค แมลง และศัตรูต่างๆ หากพบควรหาวิธีป้องกันกำจัดที่ถูกต้องและเหมาะสม
- การควบคุมอุณหภูมิ และความชื้นสัมพัทธ์ภายในโรงเก็บให้อยู่ในสภาพที่เหมาะสม
- ลักษณะและสถานที่ตั้งของโรงเก็บโรงเก็บที่ดีควรตั้งอยู่บนที่ดอนและแห้ง มีการระบายน้ำดี เพื่อป้องกันน้ำท่วม รอบๆบริเวณโรงเก็บต้องสะอาด โปร่ง ไม่มีต้นไม้ใหญ่ขึ้นปกคลุม สภาพโรงเก็บต้องมีผนังปิดมิดชิด แน่นหนา มีหลังคากันแดด กันฝน น้ำค้าง ควรยกพื้นสูง เพื่อให้มีการถ่ายเทอากาศด้านล่างตามช่องเปิดต่างๆ ควรมีตาข่ายป้องกัน นก หนู และสัตว์ศัตรูต่างๆด้วยครับ
- การจัดการในขณะเก็บรักษาควรมีการตรวจสอบข้าวที่เก็บและโรงเก็บเป็นระยะๆครับ
ช่วงนี้พักกันก่อนสักครู่นะครับ ช่วงหน้ารู้จักกับอีกวิธีหนึ่งในการเก็บรักษาข้าวกันครับ
-เพลงคั่นรายการ-
กลับมาฟังกันต่อครับ วิธีการเก็บรักษาข้าวอีกวิธีหนึ่ง ที่จะทำการทดสอบในผลงานวิจัยในครั้งนี้ นั่นก็คือ การรมยา (fumigation) เป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการกำจัดศัตรูในผลผลิตการเกษตร เพื่อให้สามารถเก็บรักษาผลผลิตให้คงคุณภาพอยู่ได้เป็นระยะเวลานานๆ ถึงแม้ว่ากระบวนการรมยาหากดูอย่างผิวเผินจะเป็นกระบวนการที่ทำได้ง่าย ไม่จำเป็นต้องใช้ทักษะและความรู้มากนักแต่ในความเป็นจริง เพื่อให้การรมยาเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ และปลอดภัยผู้ปฏิบัติงานรมยาจะต้องมีความชำนาญเข้าใจถึงหลักการพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการรมยา และสามารถประเมิณความสำคัญของปัจจัยต่างๆที่มีผลต่อผลสำเร็จของการรมยาได้
คุณผู้ฟังทราบไหมครับว่า สารรมที่นิยมใช้กับการรมยาเพื่อการเก็บรักษาธัญพืช เช่นข้าวและข้าวโพดคือ ฟอสฟีน (phosphine) แต่การรมยาด้วยฟอสฟีนจำเป็นต้องใช้เวลานาน (ประมาณ 7-14 วัน) และฟอสฟีนยังเป็นก๊าซที่ทำปฏิกริยากัดกร่อนโลหะ นอกจากนี้งานวิจัยหลายชิ้นได้ยืนยันถึงความต้านทานของแมลงต่อฟอสฟีนที่เพิ่มมากขึ้น ทำให้จำเป็นต้องเพิ่มปริมาณการใช้ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการรมยาเท่าเดิม ความต้านทานของแมลงต่อฟอสฟีนที่เพิ่มมากขึ้นนี้ เกิดจากการรมยาที่ไม่มีประสิทธิภาพทำให้มีแมลงบางส่วน ได้รับสารรมนี้เข้าไปแต่ไม่ได้ถูกกำจัดแมลงที่มีชีวิตรอดเหล่านี้ก็จะส่งผ่านคุณลักษณะทางพันธุกรรมที่ทำให้แมลงมีความต้านทานต่อฟอสฟีนให้กับแมลงรุ่นต่อๆไป ดังนั้นผู้ใช้งานฟอสฟีนต้องมีความรู้ความเข้าใจและใช้งานสารรมนี้อย่างรอบคอบ เพื่อป้องกันการเกิดขึ้นของปัญหาที่กล่าวมาข้างต้นครับ
คุณผู้ฟังครับ รูปแบบการเก็บรักษาข้าวเปลือกในปริมาณมากในปัจจุบันจะเป็นในลักษณะของการทำเป็นกองเปิดในโรงเก็บการบรรจุในกระสอบแล้วกองไว้เป็นชั้นๆหรือเก็บในโซโล เป็นที่ทราบกันดีว่าความเข้มข้นของสารรมจะมีค่าลดลงอย่างต่อเนื่อง ในระหว่างการรมยาข้าวเปลือกไม่ว่าข้าวเปลือกนั้นจะมีลักษณะการจัดเก็บอย่างไรก็ตาม การสูญเสียความเข้มข้นของสารรมนี้เกิดจากสองปัจจัยหลัก นั่นก็คือการรั่วไหล ของสารรมจากภายในปริมาตรการรมออกสู่ภายนอกและการดูดซับสารรมโดยข้าวเปลือก ดังนั้นจะเห็นได้ว่าความสามารถในการทำนายอัตราการสูญเสียความเข้มข้นเมื่อเทียบกับปัจจัยที่ผลกระทบอื่นๆ จะช่วยให้การรมยาประสบผลสำเร็จอย่างมีประสิทธิภาพนั่นเองละครับ
โครงการวิจัยนี้เป็นการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการลดลงของความเข้มข้นของสารรมฟอสฟีนในระหว่างการรมในไซโล และในผ้าคลุมรมยาขนาดเล็กกับตัวแปรอื่นๆ เช่น ความหนาของผ้าคลุมรมยา สภาวะอากาศโดยรอบ และความมิดชิดของปริมาตรการรม เป็นต้น ความสัมพันธ์ที่ได้จะสามารถนำไปใช้ทำนายประสิทธิภาพการรมยาด้วยสารรมฟอสฟีนได้ครับ
วัตถุประสงค์ของโครงการวิจัยนี้ เพื่อเปรียบเทียบการรั่วไหลของสารรมฟอสฟีนระหว่างการรมยาในไซโลและในผ้าคลุมรมยา และอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการลดลงของความเข้มข้นของสารรมฟอสฟีนในระหว่างการรมยาทั้งสองแบบข้างต้นกับตัวแปรอื่นๆ เช่น ความหนาของผ้าคลุมรมยา สภาวะอากาศโดยรอบ และความมิดชิดของโครงสร้างการรม ช่วงหน้ามาดูผลการทดลองกันนะครับ
-เพลงคั่นรายการ-
คุณผู้ฟังครับ ข้อสรุปที่ได้จากโครงการวิจัยนี้ นั่นก็คือ
การทดสอบด้วยความดันมีความสำคัญต่อผลสำเร็จของการรมยาแต่ความเที่ยงตรงของผลการทดสอบสามารถได้รับผลกระทบจากปัจจัยภายนอกหลายปัจจัย เช่น ขนาดของโครงสร้างและสภาวะอากาศโดยรอบครับ อัตราการเปลี่ยนแปลงของความดันในระหว่างการทดสอบความดัน สามารถอธิบายได้ด้วยสมการทางคณิตศาสตร์ (สมการที่ Error! Reference source not found.) คือ ความสามารถในการอธิบายอัตราการลดลงของความดันในไซโลด้วยสมการที่ Error! Reference source not found. เมื่อไม่เปิดวาล์วปรับแต่งความหนาแน่นของอากาศ ไซโลที่ทดลองหมายเลข 2 สามารถรักษาความดันไว้ในระดับสูงกว่า 500 Pa (ปาสกาล) เป็นหน่วยวัดความดันนะครับ ได้เป็นเวลานานกว่า 30 นาที เป็นอย่างน้อย ถึงแม้ว่าโดยรวมค่าความดันจะมีแนวโน้มลดลงตามระยะเวลาที่เพิ่มขึ้น การทดสอบซ้ำแต่ละครั้งให้ผลที่มีความแต่ต่างกันอย่างเห็นได้ชัด ในบางช่วงเวลาค่าความดันมีค่าเพิ่มขึ้น และบางช่วงเวลาค่าความดันลดลงถึงเกือบ -400 Pa (ปาสกาล) จากการสังเกตการเปลี่ยนแปลงที่เพิ่มขึ้น และลดลงอย่างไม่แน่นอนนี้ เกิดจากการที่แสงแดดส่องกระทบลงบนไซโลโดยตรงในระหว่างการทดสอบทำให้อากาศภายในไซโลมีอุณหภูมิที่สูงขึ้น เมื่อแสงแดดไม่สามารถส่องกระทบไซโลได้โดยตรง เนื่องจากการบดบังของเมฆ อุณหภูมิของอากาศภายในไซโลจึงลดลง ผลกระทบของแสงแดดนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของความดันภายในไซโลถึงแม้ว่ามวลโดยรวมของอากาศภายในไซโลจะมีแนวโน้มลดลง เนื่องจากการรั่วไหลก็ตาม ทำให้เห็นว่าสมการที่ Error! Reference source not found. สามารถอธิบายอัตราการเปลี่ยนแปลงของความดันเทียบกับเวลาได้เป็นอย่างดี ซึ่งจะทำให้เราสามารถใช้สูตรคำนวนทางคณิตศาสตร์ (สมการที่ Error! Reference source not found.) ในการวิเคราะห์ปัญหาเกี่ยวกับการทดสอบความดันหรือคาดการณ์ผลที่จะได้จากการทดสอบได้ก่อนการทดสอบจริง ช่วงนี้พักกันก่อนสักครู่นะครับ
-เพลงคั่นรายการ-
อัตราการสูญเสียก๊าซฟอสฟีนออกจากโครงสร้างการรมยาที่เป็นไซโล หรือโครงสร้างผ้าคลุมสามารถคำนวนได้ในรูปของค่า HLT คือ ค่าที่ใช้วัดระดับความมิดชิดของระยะเวลาที่ระดับความดันลดลงจากค่าเริ่มต้นค่าหนึ่งถึงครึ่งหนึ่งของค่าเริ่มต้นนั้น
ส่วนผ้าคลุมรมยาที่มีความหนา 0.05, 0.1 และ 0.2 mm มีความสามารถในการเก็บกักก๊าซฟอสฟีนได้ใกล้เคียงกันและปัจจัยสำคัญที่มีกระทบต่ออัตราการรั่วไหลของก๊าซฟอสฟีนระหว่างการรมยา คือคุณภาพการซีลของโครงสร้างการรมในโครงสร้างการรมยาที่สร้างจากผ้าคลุมรมยา
การสูญเสียก๊าซฟอสฟีนเนื่องจากการรั่วไหลออกจากโครงสร้างการรมสู่ภายนอกเกิดจากกลไกหลัก 2 กลไก คือ การรั่วไหลผ่านช่องเปิดต่างๆ ซึ่งเกิดจากการซีลที่ไม่สนิท และ การซึมของก๊าซทะลุผ่านผ้าคลุมรมยา ผ้าคลุมรมยาที่เป็นที่นิยมใช้อยู่ในปัจจุบันจะเป็นผ้าคลุม PVC ซึ่งมีความหนาแตกต่างกันตั้งแต่ประมาณ 0.05 ถึง 0.2 mm ทำการทดลองวัดความสามารถในการให้ฟอสฟีนซึมผ่าน ของแผ่นวัสดุต่างๆ โดยใช้อุปกรณ์ที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะ มีลักษณะเป็นกล่องทรงกระบอกขนาด 216 ml สร้างจากสเตนเลส คณะผู้วิจัยจึงทำการทดลองรมยาในโครงสร้างผ้าคลุมเพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพของการเก็บกักก๊าซฟอสฟีนของผ้าคลุมรมยาPVC ที่นิยมใช้อยู่ในปัจจุบันภายใต้เงื่อนไขการทดลองที่คล้ายกับการรมยาในทางปฏิบัติโดยเน้นให้ผลการทดลองง่ายต่อการเข้าใจคือ ใช้ค่า HLT ซึ่งสามารถคำนวนได้จากสมการที่ Error! Reference source not found. ในการเปรียบเทียบอัตราการสูญเสียก๊าซ
การทดลองรมยาทำโดยการใส่เม็ดยาaluminium phosphideจำนวน 1 เม็ด ลงในถ้วยน้ำ ซึ่งตั้งอยู่ภายในโครงสร้างผ้าคลุมแต่ละโครงสร้าง เนื่องจากก๊าซฟอสฟีนสามารถลุกติดไฟได้ที่ความเข้มข้นประมาณ 18,000 ppm(explosive limit) การใส่เม็ดยาจึงทำด้วยความระมัดระวังนะครับ โดยทำการวัดครั้งแรกหลังจากใส่เม็ดยาเป็นเวลาอย่างน้อย 4 ชั่วโมง และวัดครั้งต่อๆ ไปทุกๆ 8 –12 ชั่วโมง ต่อเนื่องกันเป็นเวลาอย่างน้อย 120 ชั่วโมง
ปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งที่มีผลต่ออัตราการสูญเสียก๊าซในระหว่างการรมยา คือ สภาวะอากาศในบริเวณโดยรอบโครงสร้างการรมยา ดังนั้นผลการทดลองที่ไปเป็นไปตามที่คาดหมายนี้อาจมีสาเหตุมาจากความแตกต่างของสภาวะอากาศที่เปลี่ยนแปลงไปในทุกๆ การทดลองรมยาครับ หากคุณผู้ฟังอยากทราบรายละเอียดสามารถติดต่อสอบถามไปทาง อ.วัชรพล ชยประเสริฐ ภาควิชาวิศวกรรมเกษตร คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน โทรศัพท์ 0-3435-1896 คุณผู้ฟังสามารถติชมรายการ หรือสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ “รายการจากแฟ้มงานวิจัย มก.” ตู้ ปณ. 1077 ปทฝ.เกษตรศาสตร์ กรุงเทพฯ 10903 หรือโทรสอบถามได้ที่ 0-2561-1474 ในวันและเวลาราชการครับ สำหรับวันนี้รายการจากแฟ้มงานวิจัย มก. ได้หมดเวลาลงแล้ว พบกันใหม่สัปดาห์หน้า สวัสดีครับ