|
หน่วยปฏิบัติการเทคโนโลยีการตรวจสอบสินค้าโดยวิธีไม่ทำลายได้ดำเนินงานวิจัยและพัฒนานวัตกรรมงานด้านการตรวจสอบคุณภาพสินค้าด้านเทคโนโลยีที่ไม่ทำลายให้ตรงกับความต้องการของภาคอุตสาหกรรมโดยเฉพาะสินค้าการเกษตรจำพวกผลไม้ ซึ่งประเทศไทยมีศักยภาพในการส่งออกไปขายในต่างประเทศ สร้างรายได้เข้าประเทศมากมาย ได้แก่ มังคุด มะม่วง และส้ม เป็นต้น การใช้วิธีการตรวจสอบคุณภาพสินค้าโดยวิธีไม่ทำลาย อันได้แก่ พลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าย่านความถี่ Near Infrared จะนำไปสู่วิธีการเพื่อใช้ในกระบวนการควบคุมและประกันคุณภาพมาตรฐานของสินค้าโดยมีแนวโน้มจะเป็นที่ยอมรับอย่างเป็นทางการ (official method) เนื่องจากเป็นเทคนิคที่สามารถทำนายค่าทางเคมีได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ประหยัดเวลา และลดต้นทุนในการใช้สารเคมี ดังมีรายละเอียดผลงานวิจัย ดังนี้
การคัดแยกเนื้อแก้วและยางไหลในมังคุดแบบไม่ทำลายโดยวิธีการวัดการดูดกลืนแสงในย่านใกล้อินฟราเรด
วารุณี ธนะแพสย์ สนธิสุข ธีระชัยชยุติ อนุพันธ์ เทอดวงศ์วรกุล ศุมาพร เกษมสำราญ อาทิตย์ จันทร์หิรัญ ศิรินนภา ศรัณย์วงศ์ สุมิโอะ คาวาโน ยูกิ นิดตะ คาซูเอกิ ชิจิฟูจิ และ คาซูเอกิ คิจิ
ปัจจุบันภาครัฐได้จัดให้มังคุดเป็นผลไม้สำคัญในการส่งออก แต่เนื่องจากมังคุดมักจะมีปัญหาเนื้อแก้วและยางไหลเสมอ ซึ่งเป็นปัญหาด้านคุณภาพ ไม่เป็นที่ต้องการของลูกค้า และไม่สามารถคัดแยกมังคุดได้ด้วยตาเปล่า ปัจจุบันยังไม่มีเทคโนโลยีที่จะคัดแยกมังคุดที่เป็นเนื้อแก้วและยางไหลที่มีประสิทธิภาพเชิงการค้า จึงเป็นเหตุให้ในการส่งออกมีมังคุดเนื้อแก้วและยางไหลปนไปกับมังคุดดี สร้างปัญหาให้กับตลาดสินค้ามังคุดที่ส่งไปต่างประเทศเป็นอย่างมาก เทคนิคสเปคโตรสโคปีด้วยแสงย่านใกล้อินฟาเรด (Near Infrared Spectroscopy) เป็นเทคนิคที่มีการนำมาประยุกต์ใช้กับการหาสมบัติภายในของผลไม้โดยไม่ทำลายอย่างกว้างขวาง เช่น การหาปริมาณน้ำหนักแห้งและปริมาณแป้งในผลมะม่วงก่อนการเก็บเกี่ยว หาปริมาณสารที่ละลายน้ำได้และปริมาณกรดภายในผลส้มหลังการเก็บเกี่ยว ดังนั้นเทคนิคนี้จึงน่าจะมีศักยภาพในการนำมาใช้ในการตรวจสอบเนื้อแก้วและยางไหลภายในผลมังคุดได้ การทราบเทคนิคนี้จะช่วยให้สามารถประยุกต์ออกแบบเครื่องมือคัดแยกผลมังคุดเนื้อแก้วและยางไหลออกจากมังคุดดีแบบไม่ทำลายได้ ซึ่งจะเป็นประโยชน์ได้แก่ เกษตรกร ผู้ประกอบการส่งออกผลไม้ และธุรกิจการส่งออกมังคุดของประเทศไทย ตลอดจนการจำหน่ายผลผลิตมังคุดแก่ผู้บริโภคในประเทศไทยด้วย วัตถุประสงค์เพื่อให้ได้ความสัมพันธ์ระหว่างผลมังคุดเนื้อแก้ว และยางไหลกับการดูดกลืนแสงในย่านอินฟราเรด และเพื่อให้ได้เทคนิคสำหรับสร้างเครื่องคัดแยกผลมังคุดดีออกจากมังคุดเนื้อแก้วและยางไหล
งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาเกี่ยวกับการคัดแยกผลมังคุดเนื้อแก้ว และยางไหลออกจากผลมังคุดดี ด้วยการใช้เทคนิคแสงย่านใกล้อินฟราเรดในช่วงคลื่นสั้น โดยใช้วิธีแบบทะลุผ่าน ในช่วงความยาวคลื่น 700-955 นาโนเมตร มี 4 แบบ คือ 1) Type 1 ใช้หลอดไฟกำลัง 40 วัตต์ 1 หลอด และ 80 วัตต์ 1 หลอด วัดรอบตัวอย่าง 12 จุด (360°) 2) Type 2 ใช้หลอดไฟกำลัง 50 วัตต์ 1 หลอด วัดรอบตัวอย่าง 8 จุด (360°) 3) Type 3 ใช้หลอดไฟกำลัง 30 วัตต์ 4 หลอด วัดรอบตัวอย่าง 8 จุด (45°) 4) Type 4 ใช้หลอดไฟกำลัง 100 วัตต์ วัดรอบตัวอย่าง 8 จุด (360°) ใช้ตัวอย่างผลมังคุดทั้งหมด 5,841 ลูก จากนั้นสร้างสมการคัดแยกด้วยวิธี Partial Least Square (PLS) พบว่า แบบ Type 4 สามารถคัดแยกมังคุดได้ดีที่สุด คือ แยกเนื้อแก้วถูกต้อง 88 % และเนื้อดีได้ถูกต้อง 92 % และสามารถคัดแยกระหว่างที่เป็นยางไหลถูกต้อง 76 % และเนื้อดีได้ถูกต้อง 86 %
การใช้เทคนิคเนียร์อินฟราเรดสเปกโตรสโกปีคัดแยกมะม่วงดีออกจากมะม่วงที่ปนเปื้อนไข่
และหนอนแมลงวันผลไม้
วารุณี ธนะแพสย์, ศุมาพร เกษมสำราญ,อาทิตย์ จันทร์หิรัญ, จิราพร อนุสรณ์วงศ์ชัย, ศิรินนภา ศรัณย์วงศ์, สุมิโอะ คาวาโน
มะม่วงเป็นผลไม้ที่มีศักยภาพในการส่งออกที่สำคัญอันดับต้นๆของไทย พันธุ์มะม่วงที่วางขายในต่างประ เทศ ได้แก่ พันธุ์น้ำดอกไม้ แรด มหาชนกและหนังกลางวัน เป็นต้น ตลาดส่งออกผลมะม่วงที่สำคัญของไทย ได้แก่ มาเลเซีย สิงคโปร์ ญี่ปุ่น และฮ่องกง โดยเฉพาะการส่งออกผลมะม่วงไปประเทศญี่ปุ่นนั้นให้ความสำคัญในเรื่องของแมลงวันผลไม้ที่ปนเปื้อนไปกับมะม่วง ถือเป็นศัตรูพืชที่ต้องควบคุมภายใต้กฎหมายกักกันพืช กรมวิชาการเกษตรจึงได้นำเอาวิธีการอบไอน้ำร้อนมาใช้กับมะม่วง ซึ่งต้องใช้ระยะเวลานาน ต้นทุนสูง นอกจากนี้ความร้อนจะทำลายผลมะม่วงทำให้คุณภาพของผลมะม่วงลดลง บางส่วนเกิดการเสียหายเนื่องจากความร้อน ซึ่งไม่เป็นผลดีต่อคุณภาพและระยะการวางจำหน่ายในตลาด จึงนำเทคนิคแสงเนียร์อินฟราเรดมาใช้ในการคัดแยกมะม่วงที่ดีออกจากมะม่วงปนเปื้อน ซึ่งเป็นวิธีการตรวจสอบโดยไม่ทำลายผล มีความรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ โดยอาศัยหลักการใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าย่านความถี่เนียร์อินฟราเรด (Near Infrared spectroscopy) ที่เป็นช่วงคลื่นสั้นระหว่าง 700-1100 นาโนเมตร มาประยุกต์ใช้เพื่อตรวจสอบความแตกต่างขององค์ประกอบทางเคมีของมะม่วงดีและมะม่วงที่ปนเปื้อนโดยหาความสัมพันธ์ ของค่าทางเคมีกับค่าการดูดกลืนแสงเพื่อสร้างสมการที่สามารถคัดแยกได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การคัดแยกมะม่วงที่มีการปนเปื้อนไข่และหนอนแมลงวันผลไม้จากมะม่วงที่ดีด้วยเทคนิคเนียร์อินฟรา- เรดสเปกโตรสโกปี โดยทดสอบกับมะม่วงแรดจำนวน 156 ผล แบ่งเป็นมะม่วงควบคุมและมะม่วงที่ปนเปื้อนไข่และหนอนแมลงวันผลไม้จำนวนเท่ากัน โดยเตรียมตัวอย่างมะม่วงด้วยวิธีการเจาะรูบนผิวมะม่วงลึกขนาด 2 มม. (เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.4 มม.) จำนวน 9 รู ในพื้นที่ 9 ตร.ซม. จากนั้นวัดสเปกตรัมโดยใช้เครื่อง FQA NIR-GUN ในช่วงเวลา 0, 24, 36 และ 48 ชั่วโมงหลังจากการวางไข่ ผลการวิเคราะห์ข้อมูลใช้โปรแกรม Unscrambler® software สร้างสมการแบ่งกลุ่ม (Classification) ด้วยวิธี Partial least squares-Discrimination analysis (PLS-DA) ปรับแต่งสเปกตรัมด้วยวิธีอนุพันธ์อันดับสอง (Savitzky-Golay) โดยกำหนดตัวควบคุมมีค่าเท่ากับ 0 และตัวอย่างที่ปนเปื้อนไข่และหนอนมีค่าเท่ากับ 1 เมื่อพิจารณาสมการการคัดแยกที่สร้างขึ้นในช่วงคลื่น 700-950, 700-1000, 700-1100 นาโนเมตร พบว่าช่วงคลื่น 700-950 นาโนเมตร สมการสามารถคัดแยกได้ถูกต้องสูงถึง 94 และ 97% ที่เวลา 24, 36 และ 48 ชั่วโมงหลังการวางไข่
การทดลองสามารถสรุปได้ว่าระบบการคัดแยกมะม่วงปนเปื้อนออกจากมะม่วงควบคุมมีประสิทธิภาพเพียงพอ สมการสามารถคัดแยกได้อย่างมีประสิทธิภาพ พบว่าช่วงคลื่น 700-950นาโนเมตร มีประสิทธิภาพเพียงพอในการคัดแยกได้ถูกต้องมากขึ้น คิดเป็น 94 และ 97% ที่เวลา 24, 36 และ 48 ชั่วโมงหลังการวางไข่ ซึ่งเป็นช่วงคลื่นที่ถูกใช้อย่างกว้างขว้างในระบบของ NIR imaging system
การตรวจสอบคุณภาพภายในผลส้มโดยวิธีไม่ทำลายด้วยเทคนิค Near Infrared Spectroscopy ในช่วงคลื่นสั้นโดยใช้วิธีแบบ Interactance และ Transmittance
วารุณี ธนะแพสย์, ศุมาพร เกษมสำราญ และ อาทิตย์ จันทร์หิรัญ
ในปี พ.ศ. 2549 การส่งออกผลสดมีจำนวน คือ ส้มชนิดออเร้นต์สด ปริมาณ 10,835 เมตริกตัน มูลค่าประมาณ 309,678 ล้านบาท และส้มเปลือกบาง ส้มเปลือกอ่อนสด ปริมาณ 30,449 เมตริกตัน มูลค่าประมาณ 1,990 ล้านบาท ส้มส่งออกมักเป็นพันธุ์ที่ต่างชาตินิยม และคุ้นเคยรสชาติ เช่น พันธุ์สายน้ำผึ้ง โชกุน พวงทอง ฟรีมองต์ เมอร์คอท และสีทอง ซึ่งขณะนี้กำลังมีการขยายพื้นที่ปลูกกันมากขึ้น เนื่องจากได้ราคาและสามารถส่งออกได้ง่าย โดยทั่วไปผู้บริโภคยินดีจะจ่ายเงินมากขึ้นถ้าสามารถรู้ได้ว่ารสชาติของส้มดี เป็นที่พอใจของลูกค้า ดังนั้นการนำวิธีตรวจสอบรสชาติภายในของส้มโดยวิธีไม่ทำลายได้จึงควรนำมาพิจารณาวิจัยและพัฒนา เพื่อเป็นการประกันคุณภาพของส้มไทยได้ ถึงแม้ว่ามีสวนส้มขนาดใหญ่ในประเทศไทยได้นำเครื่องคัดเกรด ที่สั่งซื้อมาจากต่างประเทศด้วยราคาที่สูงมากประกอบไปด้วยระบบล้างน้ำ ระบบอบให้แห้ง ระบบเคลือบไข ระบบคัดขนาดตามเส้นผ่าศูนย์กลางแต่ก็ยังไม่มีระบบที่สามารถตรวจสอบคุณภาพภายในของผลส้มได้
งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาเบื้องต้นเกี่ยวกับการประเมินค่า Brix และ Acidity ด้วยเทคนิค Near Infrared Spectroscopy โดยเปรียบเทียบการสแกนแบบใช้วิธี Interactance ในช่วงความยาวคลื่น 588 - 1092 nm และแบบ Transmittance ในช่วงความยาวคลื่น 643-970 nm จากการสแกนผลส้ม 3 สายพันธุ์ คือ พันธุ์สายน้ำผึ้ง, พันธุ์โชกุน และพันธุ์นัมเบอร์ 1 และสร้างสมการ Calibration พบว่าสมการของส้มแต่ละสายพันธุ์ และของรวม 3 พันธุ์ มีค่าความสัมพันธ์ (R) ของ Brix สูงใกล้เคียงกัน และเมื่อเปรียบเทียบสเปกตรัม Original, 2 nd Derivative และ MSC มีค่าความสัมพันธ์ (R) ให้ค่าที่แตกต่างกันเล็กน้อย สมการทำนายค่า Brix ที่ดีที่สุดของส้มพันธุ์สายน้ำผึ้ง, พันธุ์โชกุน, พันธุ์นัมเบอร์ 1 และรวม 3 พันธุ์ ให้ค่า R สูงที่ 0.951, 0.965, 0.966 และ 0.949 และสมการทำนายค่า Acidity ที่ดีที่สุดของส้มพันธุ์สายน้ำผึ้ง, พันธุ์โชกุน, พันธุ์นัมเบอร์ 1 และรวม 3 พันธุ์ ให้ค่า R สูงที่ 0.654, 0.728, 0.768 และ 0.613
|
ครั้ง 
