ม.วลัยลักษณ์ คิดค้น 'ชุดวัดความเค้นในไม้แบบต่อเนื่อง' เพิ่มมูลค่าไม้

รองศาสตราจารย์ ดร.นิรันดร มาแทน หัวหน้าศูนย์ความเป็นเลิศด้านไม้และวัสดุชีวภาพ และอาจารย์ประจำสำนักวิชาวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี (มวล.) เปิดเผยว่า ปัญหาหนึ่งที่ท้าทายนักวิจัยด้านการอบไม้ทั่วโลก คือ จะมีวิธีการอบไม้แต่ละชนิดอย่างไรให้รวดเร็วที่สุด เพื่อลดต้นทุนในส่วนของพลังงานความร้อนและพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในการผลิต โดยในขณะเดียวกันการอบนั้นจะต้องไม่สร้างความเสียหาย เช่น การแตกของไม้ในระหว่างการอบ ทั้งนี้เทคนิคที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันจะเป็นการอบแบบลองผิดลองถูก โดยการเร่งอบไม้ให้เร็วที่สุดก่อนเมื่อไม้เกิดความเสียหาย(ซึ่งจะทราบหลังอบเสร็จ) ก็จะทำการอบใหม่โดยปรับสภาวะการอบให้ช้าลงจนกระทั่งไม้ไม่เกิดการแตก ซึ่งเมื่อไม้มีขนาดและความหนาแตกต่างกันไป หรือไม้ต่างชนิดกัน ก็ต้องทำการทดลองใหม่เพื่อหาสภาวะการอบที่เหมาะสมอีก ทำให้เสียทั้งเวลาและงบประมาณในการดำเนินการ

สาเหตุหลักที่ทำให้ไม้แปรรูปเกิดการแตกในระหว่างการอบ คือการหดตัวที่ไม่เท่ากันในแต่ละส่วนของไม้ในระหว่างการอบ โดยเมื่อเริ่มการอบไม้ส่วนบริเวณผิวด้านนอกจะแห้งก่อนในขณะที่ด้านในยังคงเปียก ไม้ส่วนบริเวณผิวจะเกิดการหดตัวในขณะที่ส่วนในยังไม่หด ผลที่เกิดขึ้นทำให้เกิดความเค้นดึงที่ผิวไม้ ซึ่งหากค่าความเค้นดังกล่าวสูงเกินไปจะทำให้ไม้เกิดการแตกที่ส่วนผิวไม้

เมื่อดำเนินการอบต่อไปเนื้อไม้ด้านในจะเริ่มแห้ง ไม้บริเวณผิวที่เคยดึงจะกลับเป็นความเค้นกด รอยแตกที่ผิวในช่วงแรกจะมองไม่เห็น ส่วนไม้ด้านในจะอยู่ภายใต้ความเค้นดึง ซึ่งถ้าอบไม่ดีจะทำให้ไม้แตกข้างในซี่งไม่สามารถสังเกตเห็น หากผู้ประกอบการขายไม้แปรรูปไปโดยมองไม่เห็นว่าข้างในแตก เมื่อลูกค้านำไม้ไปใช้และพบว่าเป็นไม้เสีย ไม่มีคุณภาพ แตกข้างใน จะเกิดผลกระทบต่อผู้ประกอบการอย่างมาก

ดังนั้นทีมวิจัยของศูนย์ความเป็นเลิศด้านไม้และวัสดุชีวภาพ มวล. จึงได้พยายามที่จะตรวจวัดความเค้นที่เกิดขึ้นในไม้ระหว่างการอบ ซึ่งเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ไม้แตก และได้พัฒนา “ชุดวัดความเค้นในไม้แบบต่อเนื่อง”ขึ้น ซึ่งสามารถใช้ติดตามความเค้นในไม้ ทั้งในระหว่างและหลังการอบได้ สามารถประยุกต์ใช้กับไม้ได้ทุกชนิด ทั้งนี้ระบบดังกล่าวได้รับการจดทะเบียนสิทธิบัตรการประดิษฐ์จากกรมทรัพย์สินทางปัญญาแล้ว นับเป็นสิทธิบัตรฉบับแรกของ ม.วลัยลักษณ์ โดยงานวิจัยนี้ได้รับทุนสนับสนุนการวิจัยจากสำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (สกสว.) และบริษัทไทยนครพาราวู้ดจำกัด จังหวัดนครศรีธรรมราช

โดยต่อมาทีมวิจัยได้พัฒนาระบบตรวจวัดความเค้นดังกล่าวผนวกเข้ากับระบบควบคุมการอบไม้ DryWooD (ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ของศูนย์วิจัยฯที่มีการใช้งานอยู่แล้วในอุตสาหกรรมการอบไม้ยางพาราแปรรูป) เพื่อควบคุมสภาวะการอบไม้ให้มีค่าความเค้นในไม้อยู่ในระดับที่ต้องการได้ โดยระบบควบคุมจะลดความรุนแรงของการอบลงโดยอัตโนมัติเมื่อค่าความเค้นในไม้เพิ่มขึ้นจนถึงค่าที่อาจจะทำให้ไม้เกิดการแตก ด้วยวิธีการดังกล่าวนี้จึงทำให้สามารถดำเนินการอบไม้ได้อย่างรวดเร็วที่สุดโดยที่ไม้แปรรูปที่ได้ก็ยังคงมีคุณภาพไม่เกิดการแตกเนื่องจากการอบ เทคนิคการอบนี้เหมาะสมสำหรับใช้กับไม้แปรรูปที่อบยาก เช่นไม้แปรรูปที่มีความหนามากๆ เช่น หนา 3-4 นิ้ว รวมถึงไม้แปรรูปชนิดที่แตกง่าย ขณะนี้ระบบที่พัฒนาขึ้นได้รับการทดสอบในระดับโรงงานอุตสาหกรรมไม้ยางพาราแล้ว 2 บริษัท โดยสามารถหาตารางการอบที่เหมาะสมได้อย่างรวดเร็ว

รองศาสตราจารย์ ดร.นิรันดร กล่าวต่ออีกว่า ขณะนี้ทีมนักวิจัยของศูนย์ความเป็นเลิศด้านไม้และวัสดุชีวภาพ สำนักวิชาวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์ ได้ดำเนินการวิจัยการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไม้แปรรูปที่ใช้งานได้จริงแบบครบวงจร โดยได้พัฒนาระบบต่างๆที่ใช้งานแล้วในอุตสาหกรรมได้แก่ DryWooD ระบบควบคุมการอบไม้อัตโนมัติ ImPregWooD ระบบควบคุมความเข้มข้นน้ำยาอัดไม้ StressWooD เครื่องวัดความเค้นในไม้ โดยมีระบบที่กำลังพัฒนาออกสู่อุตสาหกรรม เช่น MoistWooD ระบบตรวจวัดความชื้นในไม้ SawWooD ระบบวิเคราะห์หน้าไม้ซุง รวมถึงได้จัดตั้งศูนย์วิเคราะห์และทดสอบไม้แปรรูปและไม้ประกอบตามมาตรฐานอุตสาหกรรมให้กับโรงงานอุตสาหกรรมอีกด้วย