การปรับปรุงความคงทนของไม้ยางพาราโดยการต้มในน้ำร้อนภายใต้ความดัน

เทคโนโลยีและนวัตกรรมที่พร้อมถ่ายทอด

การปรับปรุงความคงทนของไม้ยางพาราโดยการต้มในน้ำร้อนภายใต้ความดัน

ที่มาและความสำคัญ

           การพัฒนากรรมวิธีการผลิตเพื่อที่จะให้ได้ไม้ยางพาราที่มีความคงทนโดยปราศจากการใช้สารเคมีที่เป็นพิษต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อมจึงเป็นที่ต้องการสำหรับการใช้วัสดุไม้ในอนาคต โดยเฉพาะการใช้งานไม้สำหรับการก่อสร้างทั้งภายนอกและภายในอาคาร การใช้งานไม้ที่เกี่ยวข้องกับสุขภาพ เช่น ของเล่นเด็ก เครื่องครัวไม้ที่สัมผัสอาหาร เป็นต้น เทคนิคการใช้ความร้อน (Heat treatment) เพื่อปรับปรุงคุณภาพไม้เป็นเทคนิคหนึ่งที่ได้รับการพัฒนาซึ่งโดยทั่วไปจะกระทำโดยการให้ความร้อนแบบแห้งหรือภายใต้ไอน้ำความดันสูงเพื่อเร่งกระบวนการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของผนังเซลล์ไม้ ทำให้ไม้มีความคงรูปและต้านทานต่อการเข้าทำลายของราและแมลง เทคนิคการใช้ความร้อนหลายรูปแบบได้ถูกพัฒนาขึ้นเช่น สิทธิบัตรอเมริกา เลขที่ 5678324 ซึ่งได้เปิดเผยกรรมวิธีอบไม้ให้แห้งจนมีความชื้น 15 เปอร์เซนต์แล้วจึงให้ความร้อนที่อุณหภูมิระหว่าง 180 ถึง 250 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ถึง 8 ชั่วโมง สิทธิบัตรฟินแลนด์ เลขที่ 68122 ซึ่งได้เปิดเผยกรรมวิธีให้ความร้อนแก่ไม้ที่อุณหภูมิระหว่าง 160 ถึง 240 องศาเซลเซียส ภายใต้ความดันระหว่าง 3 ถึง 15 บาร์ ซึ่งทำให้ไม้ดูดซับน้ำน้อยลงและทำให้มีความคงรูปมากขึ้น สิทธิบัตรเยอรมัน เลขที่ 3043659A1 ซึ่งได้เปิดเผยกรรมวิธีการจุ่มไม้ลงในอ่างน้ำมันที่อุณหภูมิระหว่าง 130 ถึง 140 องศาเซลเซียส เพื่อปรับปรุงการ คงรูปและความคงทนของไม้ สิทธิบัตรอเมริกา เลขที่ 5451361 ซึ่งได้เปิดเผยกรรมปรับปรุงคุณภาพไม้คุณภาพต่ำให้เป็นไม้คุณภาพสูงซึ่งประกอบด้วยการให้ความร้อนหลายขั้นตอน โดยในขั้นแรกไม้จะถูกให้ความร้อนภายในของเหลวที่อุณหภูมิระหว่าง 120 ถึง 160 องศาเซลเซียสภายใต้ความดันสมดุล และหลังจากนั้นไม้จะถูกให้ความร้อนจนมีอุณหภูมิระหว่าง 160 ถึง 240 องศาเซลเซียสเป็นเวลาไม่เกิน 1 ชั่วโมง ก่อนที่จะถ่ายของเหลวออก ในกระบวนการนี้ผลต่างของอุณหภูมิที่ใจกลางและที่ผิวของไม้จะเป็นค่าที่ใช้ในการเปลี่ยนจากขั้นตอนแรกเป็นขั้นตอนที่สอง สิทธิบัตรอเมริกา เลขที่ 6217939 อธิบายกระบวนการกระบวนการให้ความร้อนโดยใช้น้ำมันลินสีดในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจนที่อุณหภูมิระหว่าง 180 ถึง 260 องศาเซลเซียส เป็นเวลาหลายชั่วโมง โดยไม้ที่ได้จะมีการคงรูปดีขึ้นและมีความคงทนต่อการเข้าทำลายของราผุดีขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเซลลูโลสเนื่องจากความร้อน

อย่างไรก็ตามทุกเทคนิคดังกล่าวข้างต้นที่ไม่ใช้สารเคมีใดๆในกระบวนการนอกจากน้ำมีขั้นตอนที่ต้องกระทำโดยใช้อุณหภูมิที่สูงมาก ซึ่งมากกว่าค่าอุณหภูมิของไอน้ำที่ได้จากหม้อต้มไอน้ำที่ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมไม้ยางพาราในประเทศไทย อีกทั้งยังไม่สามารถติดตั้งหรือดัดแปลงใช้เทคนิคดังกล่าวกับอุปกรณ์ที่มีอยู่แล้วในโรงงานอุตสาหกรรมไม้ยางพาราในประเทศไทยได้ นอกจากนี้กระบวนการให้ความร้อนดังกล่าวต้องใช้เวลานานหลายชั่วโมงเพราะหลายเทคนิคจะต้องมีการควบคุมการให้ความร้อนให้ช้าเพียงพอเพื่อป้องกันการแตกของไม้ในระหว่างกระบวนการหรือไม่ก็มีขั้นตอนดำเนินการหลายขั้นตอน ซึ่งจะทำให้สิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้น

เทคโนโลยี

     การปรับปรุงความคงทนของไม้ยางพาราโดยเทคนิคกรรมวิธีการให้ความร้อนแบบใหม่กระทำโดยการต้มไม้ยางพาราที่อิ่มตัวหรือเกือบอิ่มตัวด้วยน้ำในน้ำภายใต้ความดันที่ทำให้น้ำมีสภาพเป็นของเหลวเพียงขั้นตอนเดียว ความร้อนจากแหล่งให้ความร้อน เช่นจากไอน้ำจะให้ความร้อนแก่น้ำโดยไม่ได้ให้ความร้อนแก่ไม้โดยตรง โดยเทคนิคดังกล่าวนี้ไม้จะไม่เกิดการแตกระหว่างกระบวนการให้ความร้อนและไม่จำเป็นต้องควบคุมการให้ความร้อนอย่างช้าๆ กระบวนการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างของเนื้อไม้สามารถเกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำลงและในระยะเวลาที่สั้นลงเมื่อเปรียบเทียบกับการประดิษฐ์ก่อนหน้านี้ อีกทั้งยังป้องกันไม่ให้เกิดการเผาไหม้ของไม้ระหว่างกระบวนการให้ความร้อนอีกด้วย เทคนิคกรรมวิธีการให้ความร้อนแบบใหม่นี้สามารถดำเนินการได้ในโรงงานอุตสาหกรรมไม้ยางพาราในประเทศไทยโดยการดัดแปลงใช้อุปกรณ์ถังอัดน้ำยาที่มีอยู่แล้วในโรงงาน และสามารถเข้าทดแทนขั้นตอนการอัดน้ำยาของโรงงานอุตสาหกรรมไม้ยางพาราซึ่งปัจจุบันใช้การอัดสารเคมีคือสารละลายของสารประกอบประเภทโบรอนเข้าเนื้อไม้ ซึ่งเป็นขั้นตอนหลังการเลื่อยไม้ซุงยางพาราและก่อนขั้นตอนการอบไม้ยางพาราแปรรูปได้

ชื่อนักวิจัย / สำนักวิชา

ชื่อนักวิจัยคนที่ 1 รศ.ดร.นิรันดร มาแทน
สำนักวิชา วิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี 
ชื่อนักวิจัยคนที่ 2  คุณทวีศิลป์ วงศ์พรต
ศูนย์ เครื่องมือวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี  

ประเภททรัพย์สินทางปัญญา

สิทธิบัตรการประดิษฐ์ เลขที่คำขอ 0801006327

ข้อดี / จุดเด่น

การปรับปรุงความคงทนของไม้ยางพาราต่อการเข้าทำลายของเชื้อราและแมลงโดยกรรมวิธีการต้ม ซึ่งเทคนิคนี้ไม้จะไม่แตกระหว่างกระบวนการ อีกทั้งยังป้องกันไม่ให้เกิดการเผาไหม้ของไม้ระหว่างการอบอีกด้วย สามารถใช้ทดแทนขั้นตอนการอัดน้ำยาของโรงงานฯ ได้

ขอบคุณรูปภาพจากเว็บไซต์ freepik.com

Scroll to Top