การพัฒนาเครื่องขุดมันสำปะหลังในประเทศไทย

การพัฒนาเครื่องขุดมันสำปะหลังในประเทศไทย


การพัฒนาเครื่องขุดมันสำปะหลังในประเทศไทย

โดย … เสรี  วงส์พิเชษฐ1, 2พิศาล  หมื่นแก้ว1, 2

1ภาควิชาวิศวกรรเกษตร คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
2กลุ่มวิจัยวิศวกรรมประยุกต์เพื่อพืชเศรษฐกิจที่สำคัญของภาคตะวันออกเฉียงเหนือ

ในช่วงระยะเวลา 30 ปีที่ผ่านมา นักวิจัยไทยมีความพยายามพัฒนาเครื่องจักรกลเกษตรสำหรับเก็บเกี่ยวมันสำปะหลังมาอย่างต่อเนื่อง กิจกรรมขุดมันสำปะหลังขึ้นจากดินเป็นขั้นตอนแรกของการเก็บเกี่ยว และเป็นขั้นตอนที่ใช้แรงงาน รวมทั้งค่าใช้จ่ายมากที่สุดของกระบวนการเก็บเกี่ยวมันสำปะหลัง

ในช่วง 15 ปีหลัง ภาวการณ์ขาดแคลนแรงงานของภาคเกษตรกรรมไทยทวีความรุนแรงมากขึ้น ประกอบกับค่าใช้จ่ายในกระบวนการเก็บเกี่ยวมีแนวโน้มเพิ่มสูงขึ้นมาก ทำให้มีการพัฒนาเครื่องขุดมันสำปะหลังกันอย่างจริงจังมากขึ้น ซึ่งสามารถลำดับงานพัฒนาเครื่องขุดมันสำปะหลังในประเทศไทย ได้ดังนี้

สมนึก (2537) ได้ออกแบบพัฒนาเครื่องขุดมันสำปะหลังแบบขุดและลำเลียงออกด้านข้าง ให้พ้นแนวล้อของแทรกเตอร์ เครื่องขุดออกแบบให้ต่อพ่วงด้านหน้าเข้ากับชุดพ่วงใบมีดดันดิน มีลักษณะเครื่องฯ ดังภาพที่ 1

เครื่องขุดแบบพ่วงด้านหน้ารถแทรกเตอร์

ส่วนประกอบเครื่องประกอบด้วยอุปกรณ์หลักอยู่ 2 อุปกรณ์ ประกอบด้วย

1) ผาลขุดแบบสามเหลี่ยมหน้ากว้าง 800 มม. โดยมีโซ่ลำเลียงขนาดกว้าง 600 มม. ยาว 1,000 มม. วางทำมุม 30 องศากับแนวระนาบ ติดตั้งต่อจากผาลขุด

2) โซ่ลำเลียงหน้ากว้าง 450 มม. ยาว 2,000 มม. วางขวางโซ่ลำเลียงในแนวราบเพื่อลำเลียงเหง้ามันสำปะหลังออกด้านข้างให้พ้นแนวล้อแทรกเตอร์ โดยใช้เครื่องยนต์เบนซิน 8 แรงม้าเป็นต้นกำลังขับเคลื่อนโซ่ลำเลียงทั้ง 2 ชุด

จากการทดสอบเบื้องต้นพบว่าเครื่องขุดมีความสามารถในการทำงาน 0.83 ไร่/ชั่วโมง ประสิทธิภาพการขุด 85.90 เปอร์เซ็นต์ มีมันสำปะหลังสูญเสียรวมร้อยละ 15

ศุภวัฒน์ (2540) ได้ทำการปรับปรุงเครื่องขุดมันสำปะหลังของ สมนึก (2537) เพิ่มเติม  โดยมีส่วนประกอบที่สำคัญประกอบด้วยหัวขุดมันสำปะหลังรูปสามเหลี่ยมมีหน้ากว้างในการทำงาน 1 เมตร โครงเครื่องมีหน้ากว้าง 2 เมตร มีอุปกรณ์ลำเลียงขึ้นและอุปกรณ์ลำเลียงออกด้านข้างให้พ้นแนวล้อแทรกเตอร์ โดยใช้โซ่ชุดลำเลียงเป็นโซ่ขับอุปกรณ์ลำเลียง การขับชุดอุปกรณ์ลำเลียงใช้เครื่องยนต์เล็กขนาด 7.46 กิโลวัตต์เป็นต้นกำลัง (ภาพที่ 2) จากการทดสอบได้รายงานว่าความเร็วการทำงานที่เหมาะสม 0.46 เมตร/วินาที ความเร็วของอุปกรณ์ลำเลียง 0.70 เมตร/วินาที ความสามารถในการทำงาน 0.74 ไร่/ชั่วโมง และหัวมันสำปะหลังที่หลงเหลือในดินเท่ากับฃ 92.51 3.86 และ 3.63 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ อย่างไรก็ตาม ผู้วิจัยระบุว่าเครื่องขุดมันสำปะหลังนี้ยังไม่เหมาะสมที่จะนำมาใช้งาน ควรมีการพัฒนาเครื่องขุดมันสำปะหลังต่อไปให้สามารถใช้งานทดแทนแรงงานคนได้

เครื่องขุดมันสำปะหลัง แบบใบขุดสามเหลี่ยมติดพ่วงด้านหน้าแทรกเตอร์

ศักดา และธัญญะ (2541) ได้รายงานการเปรียบเทียบค่าใช้จ่ายในการขุดมันสำปะหลังระหว่างการใช้แรงงานคนละเครื่องขุด พบว่าค่าใช้จ่ายในการใช้เครื่องขุดจะลดลงจากการใช้แรงงานคนขุดและความต้องการแรงงานลดลงคิดเป็นร้อยละ 37.92 และ 84.43 ตามลำดับ แม้ว่าการเก็บเกี่ยวด้วยเครื่องขุดจะต้องใช้แรงงานคนคราวละ 9 คน ในการขับแทรกเตอร์ 1 คนและ เก็บเหง้ามันฯ 8 คนแล้วก็ตาม ทั้งนี้เพราะเครื่องขุดจะสามารถเพิ่มความสามารถในการขุดจาก 0.05 ไร่/ชั่วโมง เป็น 2.59 ไร่/ชั่วโมง

ต่อมาศักดา และธัญญะ (2542) ได้วิจัยพัฒนาเครื่องขุดมันสำปะหลังสั่นสะเทือน K.72 (ภาพที่ 3) แบบใช้พ่วงกับแขนพ่วงแบบ 3 จุดของแทรกเตอร์ขนาด 60-80 แรงม้า โดยอาศัยกำลังขับจากเพลาอำนวยกำลังมาขับชุดสั่นสะเทือนที่เป็นตุ้มน้ำหนักรูปใบพัด ขนาดน้ำหนัก 35 กิโลกรัม ติดตั้งด้านหลังของเครื่องขุด หมุนด้วยความเร็วรอบ 450 รอบ/นาที โดยผาลขุดเอียงทำมุม 15 องศากับพื้นราบ จากการทดสอบพบว่าการประยุกต์ใช้ระบบสั่นสะเทือนทำให้สามารถลดแรงฉุดลากของแทรกเตอร์ลง 30เปอร์เซ็นต์ การใช้น้ำมันเชื้อเพลิงลดลง 15 เปอร์เซ็นต์ มีแนวโน้มทำให้ความสามารถในการทำงานจริงเพิ่มขึ้น 29 เปอร์เซ็นต์ และมีความสูญเสียมันสำปะหลังจากการขุด 3 เปอร์เซ็นต์

เครื่องขุดมันสำปะหลังแบบสั่นสะเทือน

เสรี และสมนึก (2548) ได้พัฒนาเครื่องขุดมันสำปะหลังเพิ่มเติม เนื่องจากเครื่องขุดมันสำปะหลังที่เกษตรกรนิยมใช้ขณะนั้นสามารถลำเลียงมันสำปะหลังออกจากแนวร่องที่ขุดเพียง 600-700 มม. มีหัวมันสำปะหลังหลงเหลือในร่องขุดร้อยละ 22-36 ซึ่งไม่พ้นแนวล้อแทรกเตอร์ ทำให้ต้องใช้แรงงานจำนวนมากคอยเก็บมันสำปะหลังออก ก่อนที่แทรกเตอร์จะขุดแนวถัดไป ผลการพัฒนาได้เครื่องขุดมันสำปะหลัง มข.46 สำหรับต่อพ่วงกับแทรกเตอร์ขนาด 65 แรงม้าแบบ 3 จุด ซึ่งมีส่วนประกอบที่สำคัญ ประกอบด้วย คานลาก โครง ซี่ลำเลียง และใบมีดตัดดิน ซึ่งสามารถส่งมันสำปะหลังออกด้านข้างได้ระยะ 700-800 มม. ซึ่งสามารถส่งพ้นแนวล้อแทรกเตอร์ได้หมด และตั้งชื่อเครื่องขุดว่า มข.46 (ภาพที่ 4)

อุปกรณ์ขุดมันสำปะหลังแบบ มข.46

เสรี และคำนึง (2550) ได้พัฒนาอุปกรณ์ขุดมันสําปะหลัง มข. 48 (ภาพที่ 5) ซึ่งใช้รถแทรกเตอร์ขนาด 18-25 แรงม้า เป็นต้นกําลัง โดยให้สามารถใช้อุปกรณ์ขุดมันสําปะหลัง ในแปลงปลูกที่มีระยะห่างระหว่างแถวตั้งแต่ 800 มม. ขึ้นไปได้ จากข้อจำกัดของขนาดรถแทรกเตอร์ที่เกษตรกรนิยมใช้มีขนาดใหญ่ ฐานล้อกว้าง สามารถทำงานได้ดีเฉพาะแปลงปลูกที่มีระยะห่างระหว่างแถวขนาด 1,000 มม. จึงต้องพัฒนาอุปกรณ์ขุดมัน สําปะหลังขึ้นใหม่ที่ใช้แรงฉุดลากน้อยลง เพื่อให้สามารถใช้งานกับรถแทรกเตอรขนาดเล็ก ได้ซึ่งรถ แทรกเตอร์ขนาดเล็กมีระยะห่างระหว่างล้อรถแทรกเตอร์แคบและสามารถนําอุปกรณ์ขุดฯเข้าไปทํางานในแปลงปลูกที่ มีระยะห่างระหว่างแถวเพียง 800 มม.ได้

อุปกรณ์ขุดมันสำปะหลัง มข.48

จารุวัฒน์ และอนุชิต (2550) ได้สำรวจและรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับระบบการเก็บเกี่ยวมันสำปะหลัง พบว่ามีอยู่ 2 รูปแบบหลักได้แก่ การเก็บเกี่ยวแบบใช้แรงงานคนทุกขั้นตอน และการเก็บเกี่ยวแบบใช้เครื่องขุดมันสำปะหลังช่วยในขั้นตอนการขุด ซึ่งรูปแบบที่สองสามารถบรรเทาปัญหาขาดแคลนแรงงานได้ระดับหนึ่งประมารณ 37 เปอร์เซ็นต์ ลดต้นทุนการผลิตลง 8 – 10 เปอร์เซ็นต์ แต่ยังมีเกษตรกรทั้งในพื้นที่ที่มีการใช้เครื่องขุดมันสำปะหลังแล้วและในพื้นที่ที่ยังไม่มีการใช้เครื่องขุดมันสำปะหลัง ยังใช้วิธีเก็บเกี่ยวด้วยแรงงานคนทั้งหมด ซึ่งสาเหตุมาจากการไม่มีการเผยแพร่เครื่องขุดมันสำปะหลังที่มีประสิทธิภาพ และเกษตรกรบางส่วนอาจไม่ยอมรับประสิทธิภาพของเครื่องขุดที่มีจำหน่ายในปัจจุบันที่ยังมีข้อจำกัดการใช้งาน และอุปสรรคที่สำคัญคือเครื่องขุดที่มีจำหน่ายในปัจจุบันสามารถช่วยลดแรงงานในช่วงการขุดถอนจากดินเท่านั้น ส่วนการเก็บรวมกอง ตัดหัวมันออกจากเหง้าและขนย้ายขึ้นรถบรรทุกยังต้องใช้แรงงานคนถึง 2 ใน 3 ส่วนของการเก็บเกี่ยวแบบใช้แรงงานคนทั้งหมด เป็นปัญหาคอขวดให้เครื่องขุดไม่สามารถทำงานได้เต็มประสิทธิภาพ

ในปี พ.ศ.2550-2552 อนุชิต และคณะ (2552) ได้วิจัยและพัฒนาเครื่องขุดมันสำปะหลังแบบไถหัวหมู ผลการศึกษาในขั้นตอนแรกพบว่า การเก็บเกี่ยวมันสำปะหลังของเกษตรกรมี 2 รูปแบบหลัก ได้แก่ รูปแบบที่ 1 การใช้แรงงานคนทุกขั้นตอน และรูปแบบที่ 2 การใช้เครื่องขุดมันสำปะหลังฉุดลากด้วยแทรกเตอร์ในขั้นตอนการขุดหัวมันสำปะหลังออกจากดิน แล้วใช้แรงงานคนทั้งหมดในขั้นตอนที่เหลือ ซึ่งเครื่องขุดมันสำปะหลังที่เกษตรกรใช้งานมีหลากหลายแบบ ส่วนใหญ่เป็นเครื่องขุดแบบคานเดี่ยว มีส่วนประกอบสำคัญ 3 ส่วน คือ โครงเครื่อง ขายึดผาลหรือขาไถ และผาลขุด ซึ่งผาลขุดหลักๆ ที่พบการใช้งาน มีทั้งแบบขุดแล้วไม่พลิกดิน กับขุดแล้วมีการพลิกดิน นอกจากนี้ยังพบว่า มีการดัดแปลงพัฒนาเพิ่มเติมรวมทั้งการพัฒนาใหม่อย่างต่อเนื่อง แสดงถึงความยังไม่มีเสถียรภาพด้านประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องขุดมันสำปะหลังที่มีการใช้งานในขณะนั้น ในขั้นตอนสุดท้ายของงานวิจัย อนุชิต ฉ่ำสิงห์ และคณะ ได้พัฒนาต้นแบบเครื่องขุดมันสำปะหลังแบบไถหัวหมู ขึ้นมาเผยแพร่ (ภาพที่ 6) ปัจจุบันมีผู้ประกอบการบางแห่งนำไปผลิตจำหน่าย

เครื่องขุดมันสำปะหลังแบบไถหัวหมู

เสรี (2551) ได้วิจัยและพัฒนาเครื่องขุดมันสำปะหลังโดยใช้รถไถเดินตามเป็นต้นกำลัง และทดสอบการทำงานเครื่องขุดมันสำปะหลัง (ต้นแบบ) เปรียบเทียบกับวิธีการเก็บเกี่ยวที่เกษตรกรนิยมปฏิบัติ ซึ่งผลการศึกษาพบว่า อุปกรณ์ขุดฯที่พัฒนาขึ้นมา มีอัตราการทำงานเร็วกว่าการขุดมันสำปะหลังโดยใช้แรงงานคนในช่วง 5.50 – 8.00 เท่า และมีความสูญเสียจากการขุดมันฯ ต่ำกว่าการขุดมันสำปะหลังโดยใช้แรงงานคนในช่วงร้อยละ 1.10 – 3.90 ทั้งนี้ขึ้นกับความแข็งของดินในแปลงเก็บเกี่ยว และตั้งชื่ออุปกรณ์ขุดมันสำปะหลังที่พัฒนาขึ้นมานี้ว่า อุปกรณ์ขุดมันสำปะหลัง มข.52 มีลักษณะดังภาพที่ 7 ซึ่งคล้ายกับไถหัวหมูเอเชีย

อุปกรณ์ขุดมันสำปะหลัง มข.52

วิชา (2553) ได้ทำการออกแบบและพัฒนาเครื่องเก็บเกี่ยวมันสำปะหลัง (ภาพที่ 8) โดยมีสวนประกอบที่สำคัญ 2 ส่วน คือ ผาลแซะดินซึ่งทำหน้าที่ตัดดินไต้รากมันฯ และโซ่ลำเลียงแบบคีบทำหน้าที่คีบเหง้ามันและดึงขึ้นไปวางรายที่ด้านหลังของแถวที่ทำการขุดในลักษณะที่ละแถว โดยไม่มีการรวมแถว เครื่องฯถูกติดตั้งเข้ากับแทรกเตอร์ด้วยวิธีการต่อพ่วง 3 จุด จากการทดสอบในแปลงผลรายงานว่า มีอัตราการทำงาน 0.5 ไร่/ชั่วโมง โดยมีความเร็วในการเคลื่อนที่ 0.17 เมตร/วินาที และต้องใช้งานในแปลงปลูกที่มีระยะห่างระหว่างแถว 1.2 เมตร ขึ้นไป

เครื่องเก็บเกี่ยวมันสำปะหลัง

การพัฒนาเครื่องขุดมันสำปะหลังในประเทศไทยมีลำดับขั้นตอนการพัฒนามาพอสมควร เพื่อพยายามหาเครื่องที่เหมาะสมในการเก็บเกี่ยวมันสำปะหลังที่มีค่าแรงเกือบครึ่งอยู่ที่ขั้นตอนการเก็บเกี่ยว ซึ่งเครื่องขุดที่พัฒนามีหลายรูปแบบปรับตามสภาพดินและต้นกำลังที่ใช้ และมีแนวโน้มต่อไปในอนาคตที่จะต้องมีการพัฒนาเครื่องที่สามารถทั้งขุด รวมกอง และตัดเหง้า รวมทั้งบรรทุกออกจากแปลงได้ในเครื่องเดียว ซึ่งเป็นเรื่องที่ท้าทายนักวิจัยไทยต่อไป

เอกสารอ้างอิง

  • จารุวัฒน์ มงคลธนทรรศ, อนุชิต ฉ่ำสิงห์. เครื่องขุดมันสำปะหลัง. กสิกร 2550; 80(5): 89 – 102..
  • วิชา หมั่นทำการ. 2553. เครื่องเก็บเกี่ยวมันสำปะหลัง. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. [Online]. Available at: http://www.rdi.ku.ac.th/kasetresearch53/group06/wichar/index_04.html [Accessed 29/11/58]
  • ศักดา อินทรวิชัย และธัญญะ เกียรติวัฒน์. 2542. เครื่องขุดมันสำปะหลังแบบสั่นสะเทือน K.72. รายงานประจำปีสมาคมการค้ามันสำปะหลังไทย กรุงเทพฯ: สมาคมการค้ามันสำปะหลังไทย.
  • ศุภวัฒน์ ปากเมย. 2540. การออกแบบและประเมินผลเครื่องขุดมันสำปะหลัง. วิทยานิพนธ์วิศวกรรมศาสตร์มหาบัณฑิต (วิศวกรรมเครื่องจักรกลเกษตร), มหาวิทยาลัยขอนแก่น.
  • สมนึก ชูศิลป์. 2537. การออกแบบและพัฒนาเครื่องขุดมันสำปะหลัง [แผ่นพับ]. กรุงเทพฯ: สำนักส่งเสริมและถ่ายทอดเทคโนโลยี กระทรวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสิ่งแวดล้อม;
  • เสรี วงส์พิเชษฐ และสมนึกชูศิลป์. 2548. การพัฒนากระบวนการเก็บเกี่ยวมันสำปะหลังด้วยเครื่องขุดมันสำปะหลัง [รายงานการวิจัยฉบับสมบูรณ์]. คณะวิศวกรรมศาสตร์, มหาวิทยาลัยขอนแก่น.
  • เสรี วงส์พิเชษฐ และคำนึง วาทโยธา. 2550. การพัฒนาเครื่องขุดมันสำปะหลังโดยใช้รถแทรกเตอร์เล็กเป็นต้นกำลัง [รายงานการวิจัยฉบับสมบูรณ์]. ขอนแก่น: ศูนย์นวัตกรรมและเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยวมหาวิทยาลัยขอนแก่น
  • เสรี วงส์พิเชษฐ. 2551. การวิจัยและพัฒนาเครื่องขุดมันสำปะหลังโดยใช้รถไถเดินตามเป็นต้นกำลัง [รายงานการวิจัยฉบับสมบูรณ์]. ขอนแก่น: ศูนย์นวัตกรรมและเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยวมหาวิทยาลัยขอนแก่น.
  • อนุชิต ฉ่ำสิงห์, อัคคพล เสนาณรงค์, สุภาษิต เสงี่ยมพงษ์, พักตร์วิภา สุทธิวารี, ยุทธนา เครือหาญชาญพงค์, ขนิษฐ์ หว่านณรงค์ และคณะ. 2552. วิจัยและพัฒนาเครื่องขุดมันสำปะหลังแบบไถหัวหมู [รายงานการวิจัยฉบับสมบูรณ์]. กรุงเทพฯ: กลุ่มวิจัยวิศวกรรมผลิตพืชสถาบันวิจัยเกษตรวิศวกรรม.