นักวิจัย มจธ. คว้านักวิจัยดีเด่นแห่งชาติด้วยกระบวนการอบแห้งอาหารและวัสดุชีวภาพ

“กระบวนการอบแห้งอาหารและวัสดุชีวภาพ
โดยใช้ไอน้ำร้อนยวดยิ่งที่สภาวะความดันต่ำ” ผลสำเร็จงานวิจัย มจธ.

นักวิจัยคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) พัฒนากระบวนการอบแห้งอาหารและวัสดุชีวภาพโดยใช้ไอน้ำร้อนยวดยิ่งที่สภาวะความดันต่ำ (Low-Pressure Superheated Steam Drying, LPSSD) รายแรกของไทย  เหมาะกับการอบแห้งอาหารที่ต้องการรักษาคุณค่าทางโภชนาการ ให้มีสีสวย น่ารับประทาน  ไม่ซีด เนื้อสัมผัสดี โดยเฉพาะผักและผลไม้และสมุนไพร ช่วยลดการใช้พลังงาน และมีต้นทุนต่ำกว่าเทคโนโลยีจากต่างประเทศ

               ผลงาน “กระบวนการอบแห้งอาหารและวัสดุชีวภาพ โดยใช้ไอน้ำร้อนยวดยิ่งที่สภาวะความดันต่ำ” ของ รศ. ดร.สักกมน เทพหัสดิน ณ อยุธยา  รองคณบดีฝ่ายวิจัยและวิชาการ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) เป็นผลงานหลักที่ทำให้นักวิจัยคว้ารางวัลนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ ประจำปี พ.ศ. 2555 สาขาวิศวกรรมศาสตร์และอุตสาหกรรมวิจัย จากสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ (วช.)

               ปัจจุบันกระบวนการอบแห้งอาหารที่นิยมใช้ในภาคอุตสาหกรรมมากที่สุด  คือ การอบแห้งด้วยลมร้อน  ผลิตภัณฑ์ที่ได้มักมีคุณภาพที่ไม่ดีนัก  โดยปัญหาหลักคือ การเปลี่ยนสี ทำให้อาหารที่อบออกมาไม่สวยน่ารับประทาน เช่น กล้วย หรือผลไม้บางชนิด จะเกิดสีคล้ำ นอกจากนี้ยังทำให้อาหารที่อบแห้งแล้วมีเนื้อสัมผัสที่ค่อนข้างแข็งและไม่กรุบกรอบ  เมื่อไปเป็นขนมขบเคี้ยว เวลารับประทานก็จะไม่อร่อย  จึงเป็นเหตุที่อาหาร (โดยเฉพาะอย่างยิ่ง  ผักและผลไม้) อบแห้งไม่ค่อยได้รับความนิยมเท่าที่ควรเมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการทอด ส่วน การอบแห้งแบบแช่เยือกแข็ง (Freeze Drying) นั้นแม้ผลผลิตที่ออกมาจะมีคุณภาพดี แต่มีค่าใช้จ่ายสูงมาก

               สำหรับ  การอบแห้งด้วยไอน้ำยวดยิ่ง  นั้นเป็นการอบแห้งที่ไม่มีออกซิเจนมาเป็นตัวประกอบ ฉะนั้น ปฏิกิริยาเคมีหลายๆ อย่างที่ไม่พึงประสงค์ก็จะไม่เกิดขึ้น นอกจากนี้การใช้ไอน้ำยวดยิ่งในการอบแห้งจะทำให้โครงสร้างของอาหารมีรูพรุนมากกว่าการอบแห้งด้วยลมร้อน  เวลารับประทานจะรู้สึกว่าผลิตภัณฑ์มีความกรอบ  และมีความแข็งน้อยกว่า

               แต่ปัญหาคือ การอบแห้งที่อุณหภูมิสูงกว่า 100 องศาเซลเซียสนั้น ถือว่าค่อนข้างสูงมากสำหรับผักและผลไม้  ซึ่งจะทำให้สีไม่สวย และไม่สามารถรักษาคุณค่าทางโภชนาการได้  จึงเป็นที่มาของการวิจัยและพัฒนากระบวนการอบแห้งด้วยไอน้ำยวดยิ่งแบบใหม่ที่ไม่ต้องอบแห้งในอุณหภูมิสูงอีกต่อไป

               รศ. ดร.สักกมน เทพหัสดิน ณ อยุธยา  เจ้าของผลงานวิจัยกล่าวว่า กลุ่มวิจัยของคณะวิศวกรรมศาสตร์ฯ ถือเป็นผู้ริเริ่มการวิจัยและพัฒนากระบวนการอบแห้งโดยใช้ไอน้ำร้อนยวดยิ่งที่สภาวะความดันต่ำ โดยเป็นการนำเอา 2 กระบวนการในการอบแห้ง คือ การอบแห้งด้วยไอน้ำร้อนยวดยิ่ง และการลดความดันภายในระบบ ซึ่งก็คือการอบแห้งแบบสุูญญากาศมาร่วมเข้าด้วยกันเป็นกระบวนการใหม่ที่ เรียกว่า   “การอบแห้งโดยใช้ไอน้ำร้อนยวดยิ่งที่สภาวะความดันต่ำ”  ถือเป็นการต่อยอดกระบวนการอบแห้ง และช่วยเพิ่มมูลค่าให้กับผักผลไม้และอาหารต่าง ๆ ที่อาจเสียสภาพได้ง่ายที่อุณหภูมิสูง  ซึ่งนอกจากจะนำไปใช้ในการผลิตขนมขบเคี้ยวแล้ว ยังสามารถนำไปอบแห้งวัสดุชีวภาพและสมุนไพรอื่น ๆ ที่ต้องการรักษาคุณค่าทางโภชนาการและฤทธิ์ทางชีวภาพได้อีกด้วย แม้แต่เศษผักผลไม้เหลือทิ้ง หรือส่วนที่ไม่ใช้แล้ว  ก็สามารถนำมาอบแห้งเพิ่มมูลค่า นำมาสกัดสารที่ต้องการที่มีประโยชน์อื่น ๆ ได้แทนการนำไปใช้เป็นอาหารสัตว์เท่านั้น

               “การพัฒนากระบวนการอบแห้งใหม่นี้ ความตั้งใจเดิมก็เพื่อต้องการให้เป็นทางเลือกแทนการอบแห้งแบบแช่เยือกแข็งที่มีราคาแพง แต่ผลที่ได้จากการทดสอบพบว่า ช่วยลดปัญหาที่กล่าวมาในข้างต้นได้  แม้ว่าเครื่องต้นแบบที่พัฒนาขึ้นยังมีขนาดเล็ก คือมีปริมาณการผลิตเพียงประมาณ  2 กก./ครั้ง แต่สามารถอบแห้งผักและผลไม้ เช่น กล้วย แอปเปิ้ล กะหล่ำปลี ฟักทอง ฯลฯ ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 100 องศาเซลเซียส จากการทดสอบผลออกมาเป็นที่น่าพอใจ หากต้องการนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์เพื่อรองรับการผลิตในปริมาณมาก จะต้องพัฒนาห้องอบแห้งให้มีขนาดใหญ่ขึ้น”

               สำหรับภาคอุตสาหกรรม ประโยชน์ที่ได้นอกจากจะมีเทคโนโลยีการอบแห้งแบบใหม่ที่มีราคาถูกกว่าและได้ผลผลิตที่มีคุณภาพสูงกว่าเป็นอีกทางเลือกหนึ่งแล้ว  กระบวนการนี้ยังจะช่วยในเรื่องของการบริหารจัดการวัตถุดิบที่เข้าสู่โรงงาน  โดยเฉพาะผัก ผลไม้สดซึ่งเน่าเสียง่าย  อีกทั้งแก้ปัญหาเรื่องของการขาดแคลนวัตถุดิบในฤดูกาลต่าง ๆ ได้ โดยการนำมาอบแห้งเก็บไว้ก่อน  และค่อยทยอยใช้ในภายหลัง

               รศ. ดร.สักกมนฯ  กล่าวว่า แม้เป้าหมายหลักของมหาวิทยาลัย คือการผลิตบัณฑิตที่มีคุณภาพออกสู่สังคม โดยอาศัยงานวิจัยเป็นเครื่องมือในการพัฒนานักศึกษาให้มีความรู้ ทักษะ และประสบการณ์ที่นำไปใช้ในการทำงานขั้นสูงและพัฒนาองค์กรที่ตนเองทำงานต่อไปได้อย่างมีศักยภาพ แต่งานวิจัยที่ดีก็ควรได้รับการพัฒนาไปสู่เชิงพาณิชย์เพื่อให้เกิดประโยชน์ต่อประเทศชาติด้วย

               “ต้องยอมรับว่า ปัจจุบันภาคการผลิตหรือภาคอุตสาหกรรม และภาคบริการของไทย ยังคงใช้องค์ความรู้แบบเดิม ๆ อยู่ค่อนข้างมาก  ฉะนั้นการที่ประเทศจะสามารถต่อสู้หรือแข่งขันกับประเทศอื่น ๆ หรือบริษัทข้ามชาติได้จึงเป็นเรื่องยาก เพราะเราไม่มีองค์ความรู้ใหม่ ไม่มีแนวคิดใหม่หรือนวัตกรรมที่สามารถนำออกไปสู่ตลาดและเกิดการเปลี่ยนแปลงได้ ดังนั้นการวิจัยจึงจำเป็นเพราะเป็นสิ่งที่จะทำให้เกิดองค์ความรู้ใหม่ ๆ ที่เราจะใช้ไปต่อสู้ได้  เพราะหากเรารอให้คนอื่นพัฒนาและนำองค์ความรู้มาจ้างเราผลิต หรือหากเราไปซื้อองค์ความรู้เขามาผลิต เราก็จะไม่สามารถเป็นผู้นำได้  งานวิจัยและพัฒนาจึงมีบทบาทสำคัญไม่เฉพาะแต่ในภาคอุตสาหกรรมเท่านั้น ภาคการผลิตอื่น ๆ รวมถึงภาคบริการและภาคการท่องเที่ยว หากขาดงานวิจัยแล้วก็จะขาดองค์ความรู้ใหม่ ๆ ที่จะพัฒนาหรือต่อสู้ในเวทีสากล”