developing plasma jet system for breaking hydrogen bond in

Developing Plasma jet system for breaking Hydrogen bond in

Fructose Syrup

อาจารยทปรกษา รศ.ดร.คมกฤต เลกสกล

นาย ภเบศ เทพวารนทร รหสนกศกษา 590612079

นาย ศภกฤต เสรสชาต รหสนกศกษา 590612094

ทมาและความส าคญ

534,098 558,156607,828 621,411

674,826 698,720 670,664

802,017

0

100,000

200,000

300,000

400,000

500,000

600,000

700,000

800,000

900,000

ป2551 ป2552 ป2553 ป2554 ป2555 ป2556 ป2557 ป2558

จ านวนผปวยโรคเบาหวานในประเทศไทยป 2551 - 2558

ปจจบนมจ านวนของผปวยในประเทศไทยทเปนโรคเบาหวานและเสยชวตจ านวนมาก ซงมแนวโนม

เพมขนทกๆ ปอยางตอเนองนกวทยาศาสตรไดคดคนน าตาลทดตอสขภาพคอ น าตาลหายาก แตใชระยะเวลาใน

การผลตนานงานวจยนไดมงเนนการพฒนาระบบพลาสมาเจตทแตกตวของพนธะไฮโดรเจนในน าตาลฟรกโตส

ไซรปเพอน าไปใชในการพฒนาลดระยะเวลาในการผลตของน าตาลหายากในอนาคต

วตถประสงค

ออกแบบและสรางระบบเครองพลาสมาเจตทความดนบรรยากาศเพอน ามาใชในการแตกตวของพนธะ

ไฮโดรเจนในน าตาลฟรกโตส

ขอบเขตการศกษา

I. สรางระบบโดยพฒนาจากวงจรฟลายแบคคอนเวอรเตอรรวมกบวงจรควบคมความถ

II. ทดสอบระบบโดยยงน าตาลฟรกโตสไซรป (Fructose Syrup) ทเปนน าเชอมแลวตรวจการแตกตวพนธะ

ไฮโดรเจนในน าตาลฟรกโตสไซรป (Fructose Syrup)

ทฤษฎและหลกการ

ถงกาซ โรตามเตอร หองปรบแรงดนโปรบก าเนดพลาสมา

ชดควบคมอตราการไหลของกาซ

แหลงจายไฟฟาแรงดนสงความถสงชนดกระแสสลบ

แหลงจายไฟฟาแรง

วงจรขบหมอแปลงฟลายแบค

โมดลก าหนดสญญาณ

หมอแปลงไฟฟาแรงดนสง

วงจรอานคาและแสดงผลสถานะขณะท างาน

หนาจอแอลซดทแสดง

-ความถ

-เปอรเซนตดวตไซเคล

ทฤษฎและหลกการ

V V

การเกดพลาสมาเจตอาศยหลกการของคา dielectric strength เปนหลก ทน า Superlene กนระหวางขวอเลกโทรดเพอ

ไมใหเกดการอารค และ อาศยกาซ Ar ทมคา dielectric strength ทต ากวาอากาศ จงไมเกดการอารคผานอากาศ ท าใหเกด

พลาสมาเจตทมอณหภมต าทงยงชวยลดปจจยดานพลงงานความรอนพสจนวาพลาสมาเจตสามารถตด H-bond เพยงอยางเดยว

และการออกแบบโปรบก าเนดพลาสมาเจตแบบ ring electrodes จงท าใหพลาสมาเจตทออกมาไมเกดการปนเปอนจากการแตกตก

ของขวอเลกโทรด

V

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

30 40 50 60

ทความถ 30 KHz

0

1

2

3

10 15 20 25

ท duty cycle 50%

จากการเกบขอมลคาแรงดนไฟฟาออก(𝑽𝒐𝒖𝒕)ทเปนหนวย KV จงทราบ

แนวโนมของตวแปร ความถ และ %duty cycle ทมผลตอคาแรงดนไฟฟาออก

(𝑽𝒐𝒖𝒕) จงเลอกความถท 10 KHz และ duty cycle ท 50% ทไดคาแรงดนไฟฟา

ออก(𝑽𝒐𝒖𝒕)มากทสดท 2.516 KV เปนคา Optimize ของเครองเพอน าไปดสชารตใน

ขนตอนตอไป

ทฤษฎและหลกการ

วดโอยงพลาสมาเจต

https://drive.google.com/open?id=15gZH6RvidsVt7csot6IRyLRpZ1N-Od3i

การดสชารตพลาสเจตลงบนน าตาลฟรกโตสไซรป

V

โดยก าหนดตวแปรการดสชารตพลาสเจตลงบนน าตาลฟรกโตส

ไซรปโดยใชคา Optimize ทมคาแรงดนไฟฟาออก (𝑽𝒐𝒖𝒕) เทากบ 2.516 KV

ของระบบพลาสเจตททางผจดท าไดพฒนาขนดงน

ตวแปรของระบบพลาสเจต

• ความถ 10 KHz

• duty cycle 50 %

ตวแปรของน าตาลฟรกโตสไซรป

• ระยะเวลา 20 นาท

• ปรมาณ 15 มลลลตร

วดโอดสชารตพลาสเจตลงบนน าตาลฟรกโตสไซรป

https://drive.google.com/open?id=1qROPK5MCVC7CstoG0yTme7uA-Y6TuuUS

1.

2.

3.4.5. 6.

ผลการวเคราะหน าตาลฟรกโตสไซรปจากเครอง FTIR

1.

2.

3.4.5. 6.

ผลการวเคราะหน าตาลฟรกโตสไซรปจากเครอง FTIR

ล าดบคพนธะไฮโดรเจน พลงงานกอนดสชารตพลาสเจต(Abs) พลงงานหลงดสชารตพลาสเจต(Abs)

ล าดบคท 1 (O-H) 3250.4 3251.3

ล าดบคท 2 (O-H) 1637.1 1636.7

ล าดบคท 3 (O-H,C-H) 1413.2 1414.1

ล าดบคท 4 (-OH) 1344.1 -

ล าดบคท 5 (C-O,C-H) 1252.6 1250.4

ล าดบคท 6 (C-H) 979.0 978.9

จากผลทดสอบดวยเครอง FTIR พบวามการแตกตวของคพนธะไฮโดรเจนในน าตาลฟรกโตสไซรปทได

ท าการดสชารจอยางเหนไดชดอย 1 คพนธะ ล าดบคท 4 (-OH) ทมพลงาน Abs ลดลงจนเครอง FTIR ไม

สามารถอานผลได จงสามารถสรปผลไดวาระบบพลาสเจตทพฒนาวาสามารถแตกตวของคพนธะไฮโดรเจนใน

น าตาลฟรกโตสไซรปได

ผลการวเคราะหน าตาลฟรกโตสไซรปจากเครอง FTIR

สรปผลการด าเนนงาน

จากระบบพลาสมาเจตทผวจยไดท าการพฒนาขนนนสามารถเกดพลาสมาเจตได และพบวา

พลาสมาเจตทออกมาสามารถท าใหเกดการแตกตวของคพนธะไฮโดรเจนในน าตาลฟรกโตสไซรปได

จากผลทดสอบของเครอง โดยไมมปจจยพลงงานความรอนมาเกยวของในการการแตกตวของพนธะ

และน าตาลฟรกโตสไซรปไมเกดการเสยหายหรอไหมหลงจากดสชารตน าตาลฟรกโตสไมเกด ซงได

ตรงกบผลลพธททางผวจยตองการ

ขอเสนอแนะในการปรบปรง

• ควรใชวงจรอนแทนตวฟลายแบคคอนเวอรเตอร (Flyback Converter) เนองจากตวฟลายแบคคอน

เวอรเตอร (Flyback Converter) แบบเจาะจงยหอและรนนนจะท าใหยากตอการหาซอตามทองตลาด

ในปจจบนควรจดท าขนมาเอง แตจะยากตอการท าและใชเวลานานในการจดท านาน

• ควรพฒนาใหสามารถมแรงดนไฟฟาออก (𝑽𝒐𝒖𝒕) มากกวา 8 KV เพอใหมากกวาคา dielectric

strength จะไดเกดสนามไฟฟาภายโปรบ ท าใหโปรบงายตอการออกแบบและทความปลอดภยในการ

ใชงานเพมขน