kruklearscience.blogspot.com: เครื่อง 2 in 1 แยกกาก และดักไขมันอย่างน้อย 80% โครงงานวิทยาศาสตร์ ประเภทสิ่งประดิษฐ์

บทที่ ๑

บทนำ

๑.๑ ที่มาและความสำคัญ
โรงเรียนบ้านโนนเสถียร ได้มีจัดการเรียนการสอน ๕ วัน คือวันจันทร์ถึงศุกร์ ซึ่งมีจำนวนนักเรียน 448 คน ช่วงพักเที่ยงนักเรียนจะรับข้าวใส่ถาดอาหารที่โรงอาหาร เมื่อรับประทานเสร็จแล้วจะต้องนำถาดอาหารไปล้างด้วยตัวเอง ซึ่งจะนำเศษอาหารที่เหลือเคาะใส่กะละมัง แล้วนำไปล้างตามอ่างล้านจาน น้ำเสียที่ไหลลงท่อระบายน้ำและไหลตามคลองระบายน้ำ คณะผู้จัดทำพบสาเหตุว่า คลองระบายน้ำมีน้ำเน่าเสีย ท่ออุดตัน มีกลิ่นเหม็น เนื่องเกิดจากคราบไขมันต่างๆ และเศษอาหารที่ลอดช่องตะกร้าที่ว่างขวางไว้ตรงปากท่อระบายน้ำ มีสุนัขมาแย่งกันกินเศษอาหารอีกด้วย เมื่อมองดูเห็นกะละมังที่ใส่เศษอาหาร 2-3 ใบ วางเกะกะ และมีเศษอาหารเลอะเทอะตามพื้น ทำให้พื้นที่คับแคบในช่วงเวลาล้างถาดอาหาร

คณะผู้ทำจึงได้ศึกษาหาข้อมูลจากสื่ออินเตอร์เน็ต คิดค้นหาวิธีแก้ปัญหา จึงได้สร้างเครื่อง 2 in 1 แยกกากและดักไขมันได้อย่างน้อย 80 % สามารถบำบัดน้ำเสียทำให้น้ำที่เหลือทิ้งจากการใช้น้ำในโรงเรียน มีคุณภาพดีขึ้นได้ โดยใช้วิธีการดักปริมาณไขมัน แล้วนำมาหาค่าเฉลี่ยตามสูตร และได้ศึกษาเรื่องความหนาแน่นของน้ำกับไขมัน

ดังนั้นคณะผู้จัดทำจึงจัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์ เรื่อง เครื่อง 2 in 1 แยกกากและดักไขมันได้อย่างน้อย 80 % นี้ขึ้นเพื่อเอื้อถึงประโยชน์ที่จะได้รับคือ ประดิษฐ์เครื่องแยกกากอาหารและดักไขมันใช้ภายในโรงเรียนได้และต้นทุนที่ต่ำกว่าท้องตลาด ศึกษาเรื่องความหนาแน่นของน้ำกับน้ำมันหรือไขมัน บำบัดน้ำเสียอันเกิดจากคราบไขมันต่างๆ จากโรงอาหารในโรงเรียนก่อนปล่อยลงสู่แหล่งน้ำ และเป็นแนวทางในการประดิษฐ์เครื่องแยกกากอาหารและดักไขมัน ให้ผู้อื่นสามารถศึกษานำไปพัฒนาให้ดียิ่งขึ้นต่อไป

๑.๒ วัตถุประสงค์

๑.๒.๑ เพื่อประดิษฐ์เครื่องแยกกากอาหารและดักไขมันได้อย่างน้อย 80 % ใช้ภายในโรงเรียนได้และต้นทุนที่ต่ำกว่าท้องตลาด

๑.๒.๒ เพื่อศึกษาเรื่องความหนาแน่นของน้ำกับน้ำมันหรือไขมัน

๑.๒.๓ เพื่อบำบัดน้ำเสียอันเกิดจากคราบไขมันต่างๆ จากโรงอาหารในโรงเรียนก่อนปล่อยลงสู่แหล่งน้ำ

๑.๒.๔ เพื่อเป็นแนวทางในการประดิษฐ์เครื่องแยกกากอาหารและดักไขมัน ให้ผู้อื่นสามารถศึกษานำไปพัฒนาให้ดียิ่งขึ้นต่อไป

๑.๒.๕ เพื่อฟื้นฟูปรับปรุงระบบบำบัดน้ำเสียอันเกิดจากคราบไขมันต่างๆ จากโรงอาหารในโรงเรียนให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

๑.๒.๖ เพื่อศึกษาทักษะกระบวนการแก้ปัญหาด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ คือ ฝึกการคิดวิเคราะห์ สังเคราะห์และสร้างสรรค์

๑.๓ สมมติฐาน

เครื่องแยกกากอาหารและดักไขมันได้อย่างน้อย 80 % สามารถบำบัดน้ำเสียทำให้น้ำที่เหลือทิ้งจากการใช้น้ำในโรงเรียน มีคุณภาพดีขึ้นได้

ตัวแปรต้น เครื่องแยกกากอาหารและดักไขมัน

ตัวแปรตาม ความสามารถในการแยกกากอาหารและดักไขมัน

ตัวแปรควบคุม ปริมาณน้ำเสีย ปริมาณสารเคมีที่ทดลอง

๑.๔ ขอบเขตของการทำโครงงาน

ทดสอบเครื่อง 2 in 1 แยกกาก และดักไขมันได้อย่างน้อย 80 % ที่โรงอาหาร ณ โรงเรียนบ้านโนนเสถียร

๑.๕ ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

๑.๕.๑ ประดิษฐ์เครื่องแยกกากอาหารและดักไขมันได้อย่างน้อย 80 % ใช้ภายในโรงเรียนด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่าท้องตลาดได้

๑.๕.๒ ได้ความรู้เรื่องความหนาแน่นของน้ำกับน้ำมันหรือไขมัน

๑.๕.๓ บำบัดน้ำเสียอันเกิดจากคราบไขมันต่างๆ จากโรงอาหารในโรงเรียนก่อนปล่อยลงสู่แหล่งน้ำ

๑.๕.๔ เพื่อเป็นแนวทางในการประดิษฐ์เครื่องแยกกากอาหารและดักไขมัน ให้ผู้อื่นสามารถศึกษานำไปพัฒนาให้ดียิ่งขึ้นต่อไปได้

๑.๕.๕ ฟื้นฟูปรับปรุงระบบบำบัดน้ำเสียอันเกิดจากคราบไขมันต่างๆ จากโรงอาหารในโรงเรียนให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

๑.๕.๖ ได้ทักษะกระบวนการแก้ปัญหาด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ คือ ฝึกการคิดวิเคราะห์ สังเคราะห์และสร้างสรรค์

บทที่ ๒

เอกสารที่เกี่ยวข้อง

๒.๑ น้ำมันและไขมัน

ไขมันและน้ำมันเป็นเอสเทอร์ชนิดหนึ่งซึ่งมีอยู่ในธรรมชาติ จัดว่าเป็นสารอินทรีย์ประเภทเดียวกับไข (Wax) รวมเรียกว่า ไลปิด (Lipid)ไลปิด เป็นเอสเทอร์ที่โมเลกุลมีขนาดใหญ่ไม่มีขั้วจึงไม่ละลายน้ำ แต่ละลายได้ในตัวทำละลายไม่มีขั้ว คือตัวทำละลายอินทรีย์ เช่น คลอโรฟอร์ม อีเทอร์ โพรพาโนน เบนซีน เป็นต้น

ไลปิดซึ่งแบ่งเป็นไขมันและน้ำมันนั้นอาศัยสถานะเป็นเกณฑ์ ไขมันจะเป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง ในขณะที่น้ำมันจะเป็นของเหลว ทั้งไขมันและน้ำมันมีโครงสร้างอย่างเดียวกัน คือ เป็นเอสเทอร์ที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่างกลีเซอรอล กับกรดไขมัน

กลีเซอรอล (glycerol ) เป็นสารประเภทแอลกอฮอล์

กรดไขมัน (fatty acid) เป็นสารประเภทกรดอินทรีย์

เอสเทอร์ที่เป็นไขมัน และน้ำมัน เรียกกันทั่ว ๆ ไปว่ากลีเซอไรด์ (glyceride) หรือ กลีเซอริล เอสเทอร์ (glyceryl ester)

ปฏิกิริยาการเตรียมไขมันและน้ำมันเขียนเป็นสมการได้ดังนี้

หมู่อัลคิล ( R ) ทั้ง 3 หมู่ ในไขมันหรือน้ำมัน อาจจะเป็นชนิดเดียวกัน หรือต่างกันก็ได้ อาจจะเป็นสารประเภทอิ่มตัวหรือไม่อิ่มตัวก็ได้

ไขมันและน้ำมันพบได้ทั้งในพืชและสัตว์ โดยในพืชส่วนใหญ่จะพบอยู่ในเมล็ดและในผล เช่น มะพร้าว ถั่วลิสง ถั่วเหลือง มะกอก ปาล์ม เมล็ดฝ้าย และเมล็ดทานตะวัน เป็นต้น ในสัตว์จะพบในไขมันสัตว์ ซึ่งสะสมอยู่ในเนื้อเยื่อไขมัน เช่น ไขมันวัว หมู แกะ เป็นต้น ไขมันและน้ำมันมีหน้าที่สำคัญคือ เป็นโครงสร้างที่สำคัญของเยื่อหุ้มเซลล์ และเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญ โดยที่การเผาผลาญน้ำมัน หรือไขมันอย่างสมบูรณ์จะทำให้เกิดพลังงานประมาณ 37.7 kJ /g (9 kcal/g) เปรียบเทียบกับคาร์โบไฮเดรต ซึ่งให้พลังงานประมาณ 16.7 kJ/g (4 kcal/g) และโปรตีนซึ่งให้พลังงาน 17.6 kJ/g (4.7 kcal/g จะเห็นได้ว่าไขมันให้พลังงานมากกว่า (อนุสิษฐ์ เกื้อกูล,2560)

๒.๒ เศษอาหาร

เศษอาหาร

หมายถึงอาหารที่มีสภาพเหมาะกับการบริโภคที่ถูกทิ้ง เพราะถูกเก็บนานเกินวันหมดอายุหรือถูกทิ้งให้เสียก็ตาม ส่วนใหญ่เกิดขึ้นเพราะอาหารเสียแล้ว แต่สามารถเกิดจากสาเหตุอื่นได้เช่น อุปทานที่มากเกินโดยมีสาเหตุจากตลาด หรือพฤติกรรมการซื้อหรือพฤติกรรมการกินของผู้บริโภค

เศษอาหารเหลือทิ้ง

หมายถึงการลดลงของมวล (ปริมาณมวลแห้ง) หรือคุณค่าทางโภชนาการ (คุณภาพ) ของอาหารที่แต่เดิมมีไว้เพื่อการบริโภคของมนุษย์ การสูญเสียชนิดนี้มาจากห่วงโซ่อุปทานอาหารที่ไม่มีประสิทธิภาพเป็นสาเหตุหลัก เช่น โครงสร้างพื้นฐานหรือการขนส่งที่ไม่มีคุณภาพ การขาดเทคโนโลยี ทักษะ ความรู้ และความสามารถในการบริหารห่วงโซ่อุปทานที่ไม่เพียงพอ และการขาดช่องทางเพื่อเข้าสู่ตลาด นอกจากนี้ภัยพิบัติทางธรรมชาติก็มีส่วนเกี่ยวข้องเช่นกัน (environnet,2559)

๒.๓ ความหนาแน่น

ความหนาแน่น (อังกฤษ: density) เป็นการวัดมวลต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร โดยสัญลักษณ์สำหรับความหนาแน่นมักใช้เป็น ρ (อักษรกรีกพิมพ์เล็กของโร) และยังสามารถใช้อักษรละตินพิมพ์ใหญ่ D ได้ด้วยเช่นกัน เนื่องจากนิยามของความหนาแน่นคือ มวลหารด้วยปริมาตร ดังนั้นจึงเขียนเป็นสมการออกมาได้เป็น

โดยที่

ρ คือ ความหนาแน่น (หน่วยเป็น กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร)

m คือ มวล (หน่วยเป็น กิโลกรัม)

V คือ ปริมาตร (หน่วยเป็น ลูกบาศก์เมตร)

ความหนาแน่นของสารขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน โดยทั่วไปการเปลี่ยนแปลงปัจจัยเหล่านี้ส่งผลต่อสารที่เป็นสถานะของแข็งและของเหลวเพียงเล็กน้อย แต่มีผลกับสารสถานะแก๊สเป็นอย่างมาก โดยที่การเพิ่มความดันของสารจะทำให้ปริมาตรของสารลดลง แต่จะเพิ่มความหนาแน่นแทน และการเพิ่มอุณหภูมิของสาร (ซึ่งมีข้อยกเว้นเล็กน้อย) จะทำให้ปริมาตรของสารเพิ่มขึ้น แต่จะทำให้ความหนาแน่นลดลง ซึ่งสารส่วนใหญ่เช่นของเหลวและแก๊ส เมื่อได้รับความร้อนจากด้านล่าง ความร้อนจะถูกส่งผ่านจากด้านล่างไปยังด้านบน อันเนื่องมาจากการลดของความหนาแน่นในของเหลวที่ได้รับความร้อนนั้น ด้วยเหตุนี้จึงทำให้สารที่มีความร้อนต่ำกว่า มีความหนาแน่นสูงกว่าความหนาแน่นของสสารที่มีความหนาแน่นสูงสุดที่รู้จักกัน คือสสารที่อยู่ในดาวนิวตรอนที่เรียกว่านิวตรอเนียม) ใจกลางหลุมดำ ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ไม่มีปริมาตร ดังนั้นจึงไม่สามารถหาความหนาแน่นได้สสารที่หนาแน่นที่สุดที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติบนโลก คือ ธาตุอิริเดียม มีความหนาแน่นประมาณ 22650 kg/m3.

ตารางที่ ๑ ความหนาแน่นของสสารชนิดต่าง ๆ

สสาร	ความหนาแน่นในหน่วย kg/m3	สสาร	ความหนาแน่นในหน่วย kg/m3
อิริเดียม	22650	เหล็ก	7870
ออสเมียม	22610	ดีบุก	7310
แพลทินัม	21450	ไทเทเนียม	4507
ทองคำ	19300	เพชร	3500
ทังสเตน	19250	อะลูมิเนียม	2700
ยูเรเนียม	19050	แมกนีเซียม	1740
ปรอท	13580	น้ำทะเล	1025
แพลเลเดียม	12023	น้ำ	1000
ตะกั่ว	11340	น้ำแข็ง	917
เงิน	10490	เอทิลแอลกอฮอล์	790
ทองแดง	8960	น้ำมันเบนซินหรือน้ำมัน	730

(วิกิพีเดีย,2562)

๒.๔ น้ำเสียและของเสียอันตรายจากบ้านเรือน

ของเสียที่เกิดจากบ้านเรือนที่พักอาศัยและอาคารต่างๆ ภายในแหล่งชุมชน นอกจากจะเป็นน้ำเสียที่เกิดจากการซักล้าง ทำครัว อาบน้ำและส้วม ที่ระบายลงสู่ท่อระบายน้ำหรือแหล่งน้ำแล้ว ยังมีของเสียประเภทอื่นที่อาจถูกระบายทิ้งปนเปื้อนกับน้ำเสีย โดยที่หลายคนอาจไม่ได้คำนึงถึงหรือไม่ทราบมาก่อน ของเสียที่กล่าวถึงก็คือ “ของเสียอันตรายจากบ้านเรือน (Household Hazardous Waste)” ซึ่งส่วนใหญ่จะเกิดจากการใช้อุปกรณ์หรือเครื่องใช้ต่างๆ ภายในบ้านเรือนหรืออาคาร ซึ่งเมื่อปนเปื้อนมากับน้ำเสียและถูกระบายลงสู่แหล่งน้ำจะโดยทางตรงหรือทางอ้อมก็ตาม จะยิ่งก่อให้เกิดผลกระทบต่อแหล่งน้ำ ตลอดจนแหล่งน้ำดิบเพื่อผลิตประปา คุณภาพชีวิตของมนุษย์ และคุณภาพสิ่งแวดล้อมมากยิ่งขึ้น

ของเสียอันตรายบางชนิดจุดติดไฟได้ง่าย บางชนิดมีฤทธิ์ในการกัดกร่อน บางชนิดสามารถทำปฏิกิริยากับสารอื่นได้ง่ายและก่อให้เกิดอันตราย บางชนิดสามารถระเบิดได้ง่ายในสภาวะปกติ และบางชนิดมีความเป็นพิษในตัวเอง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องได้รับการกำจัดด้วยวิธีที่เหมาะสมและถูกต้อง เพื่อป้องกันความเสียหายที่จะมีต่อสุขภาพอนามัยและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

อะไร คือ ของเสียอันตรายจากบ้านเรือน

ในชีวิตประจำวันรอบตัวเรานี้มีการใช้วัสดุอุปกรณ์เพื่ออำนวยความสะดวกและใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ มากมายภายในบ้านเรือน ได้แก่ กระป๋องทินเนอร์ แบตเตอรี่รถยนต์ หลอดไฟฟ้าฟลูออเรสเซนต์ น้ำยาทำความสะอาดต่างๆ ผลิตภัณฑ์น้ำยาขัดโลหะและสารทำละลาย ยาฆ่าเชื้อโรค น้ำมันต่างๆ น้ำยาล้างสี สี กาว ยากำจัดวัชพืช ยาฆ่าแมลง สารทำละลายต่างๆ ที่ใช้ในการทำความสะอาด และอื่น ๆ ซึ่งวัสดุอุปกรณ์เครื่องใช้เหล่านี้จะมีส่วนประกอบของของเสียอันตรายอยู่ด้วย และหากมีการจัดการที่ไม่ถูกต้องหรือไม่เหมาะสมแล้ว ของเสียเหล่านี้อาจปนเปื้อนสู่สิ่งแวดล้อมได้โดยการทิ้งลงท่อระบายน้ำในบ้านเรือนหรืออาคารที่พักอาศัย ทิ้งหรือฝังกลบในพื้นที่ข้างเคียงทิ้งรวมกับขยะชุมชนทั่วๆไปโดยไม่มีการคัดแยก ซึ่งของเสียอันตรายเหล่านี้ส่งผลทำให้เกิดอันตรายต่อสุขอนามัยของประชาชนที่อาศัยอยู่ในชุมชน ซึ่งต้องมีการสัมผัสกับของเสียอันตรายดังกล่าว และเป็นสาเหตุของโรคต่างๆ เช่น มะเร็ง ความผิดปกติในทารกแรกเกิด เป็นต้น

การกำจัดของเสียอันตรายจากบ้านเรือนด้วยวิธีที่ไม่ถูกต้องเหมาะสมจะก่อให้เกิดปัญหาต่อชุมชน ในที่สุด เนื่องจากของเสียอันตรายบางประเภทอาจเกิดระเบิดหรือติดไฟได้ตลอดเวลา แม้แต่การระเบิดภายในท่อระบายน้ำเสีย หรือรถเก็บขนขยะเกิดไฟลุกไหม้ จากสาเหตุเพียงเพราะขาดความระมัดระวังในการทิ้งของเสียที่ติดไฟง่าย หรือของเสียที่เกิดปฏิกิริยากับสารอื่นได้ง่าย เท่านั้น ของเสียอันตรายบางชนิด เช่น น้ำกรดจากแบตเตอรี่รถยนต์ ยังสามารถกัดกร่อนทำความเสียหายให้แก่วัสดุอุปกรณ์และสิ่งต่างๆ ได้ ของเสียอันตรายบางชนิดเป็นพิษต่อทั้งคน สัตว์ และพืช บางชนิดเป็นสาร ก่อมะเร็ง เป็นอันตรายต่อการขยายพันธุ์นก และปัญหาอื่นๆ เกี่ยวกับการเจ็บป่วยและการรักษาพยาบาลสิ่งที่ควรคำนึงถึงและระมัดระวัง คือ ไม่ควรทิ้งของเสียอันตรายเหล่านี้ลงท่อระบายน้ำเสีย อีกทั้งระบบบำบัดน้ำเสียรวมของชุมชนไม่ได้ออกแบบให้สามารถรองรับหรือบำบัดของเสียอันตรายเหล่านี้ได้ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของระบบบำบัดน้ำเสียที่มีการใช้จุลินทรีย์ในการลดสารอินทรีย์ในน้ำเสีย จนอาจทำให้การทำงานของระบบล้มเหลวได้ หรือแม้แต่การนำของเสียอันตรายไปกำจัดรวมกับขยะมูลฝอยชุมชนด้วยวิธี ฝังกลบที่ไม่ถูกต้องและเหมาะสม ก็อาจเกิดปัญหามลพิษต่อแหล่งน้ำผิวดิน แหล่งน้ำใต้ดิน และคุณภาพอากาศได้ (กรมควบคุมมลพิษ,2562)

๒.๗ กรวยแยกสาร

ใช้สำหรับสกัดสารด้วยของเหลวออกจากของเหลว การใช้กรวยแยก ใช้แยกสารเนื้อผสม ที่เป็น

ของเหลวผสมอยู่กับของเหลวแต่ไม่รวมเป็นเนื้อเดียวกัน โดยของเหลวที่มี ความหนาแน่นน้อยกว่าจะอยู่ข้างบน ของเหลวที่มีความหนาแน่นมากกว่า จะอยู่ข้างล่าง ตัวอย่าง การแยกน้ำมันที่ผสมปนอยู่กับน้ำ ทำได้โดยนำของผสมมาใส่ลงในกรวยแยก น้ำมันทีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำจะลอยอยู่เหนือน้ำ จากนั้นค่อยๆ เปิดก๊อกของกรวยแยกไข แยกน้ำออกมาก่อนและแยกน้ำมันออกมาทีหลัง (kasetvirul,2562)

๒.๘ มิลลิลิตร,ml

มิลลิลิตร เป็นหน่วยวัดปริมาตร มีขนาดเท่ากับ 0.001 ลิตร

1 มิลลิลิตร มีค่าเท่ากับ

1 ลูกบาศก์เซนติเมตร

0.01 ลิตร (วิกิพีเดีย,2553)

บทที่ ๓

วัสดุอุปกรณ์และวิธีการดำเนินการ

๓.๑ วัสดุอุปกรณ์

๓.๑.๑. เหล็กกล่อง ขนาด ๑x๑ นิ้ว ยาว ๕ เมตร จำนวน 2 ท่อน

๓.๑.๒ ท่อ pvc ขนาด นิ้ว ยาว ๕ เมตร จำนวน ๑ ท่อน

๓.๑.๓ ท่อ pvc สามทาง ขนาด ๒x๒ นิ้ว ยาว ๕ เมตร จำนวน ๑ ท่อน

๓.๑.๔ แผ่นตะแกรงรูเหล็ก ขนาด ๑ นิ้ว ยาว ๕ เมตร จำนวน ๑ ท่อน

๓.๑.๕ แผ่นอะลูมิเนียมเรียบ ขนาด ๒ นิ้ว ยาว ๕ เมตร จำนวน ๑ ท่อน

๓.๑.๖ เลื่อยตัดท่อ pvc จำนวน ๒ ตัว

๓.๑.๗ บีกเกอร์ ขนาด 500 ml จำนวน ๒ ตัว

๓.๑.๘ บีกเกอร์ ขนาด 250 ml จำนวน ๒ ล้อ

๓.๑.๙ ขาตั้งกรวยแยกสารพร้อมที่ยึด จำนวน ๔ ล้อ

๓.๑.๑๐ กรวยแยกสาร ขนาด 250 ml จำนวน ๑ กล่อง

๓.๑.๑๑ น้ำเปล่า จำนวน ๑ เครื่อง

๓.๑.๑๒ น้ำเศษอาหาร จำนวน ๑ เครื่อง

๓.๑.๑๓ น้ำมันพืช จำนวน ๑ อัน

๓.๑.๑๔ ถุงมือยาง จำนวน 3 คู่

๓.๑.๑๕ ฟองน้ำ จำนวน ๑ อัน

๓.๑.๑๖ กาวซิลิโคน จำนวน ๒ ใบ

๓.๑.๑๗ แท่งแก้วคนสาร จำนวน ๑ ตัว

๓.๑.๑๘ มีดคัตเตอร์ ขนาด ๓ นิ้วx ๑นิ้ว ยาว ๕ เมตร จำนวน ๑ ตัว

๓.๒ วิธีการดำเนินการ

๓.๒.๑ ส่วนฐานล่าง ตัดกล่องเหล็ก ยาว 65 เซนติเมตร จำนวน 6 ท่อน ตัดกล่องเหล็ก ยาว 45 เซนติเมตร จำนวน 4 ท่อน ตัดกล่องเหล็ก ยาว 30 เซนติเมตร จำนวน 4 ท่อน และตัดแผ่นอะลูมิเนียม (ดูแบบที่วาดไว้ในหัวข้อที่ ๓.๓.๑)

๓.๒.๒ ส่วนฐานบน ตัดกล่องเหล็ก ยาว 65 เซนติเมตร จำนวน 6 ท่อน ตัดกล่องเหล็ก ยาว 45 เซนติเมตร จำนวน 4 ท่อน ตัดกล่องเหล็ก ยาว 30 เซนติเมตร จำนวน 4 ท่อน ตัดกล่องเหล็ก ยาว 20 เซนติเมตร จำนวน 4 ท่อน และตัดแผ่นอะลูมิเนียม อะลูมิเนียม (ดูแบบที่วาดไว้ในหัวข้อที่ ๓.๓.๒)

๓.๒.๓ ส่วนลิ้นชักใส่อาหาร ตัดกล่องเหล็ก ยาว 67 เซนติเมตร จำนวน 4 ท่อน ตัดกล่องเหล็ก ยาว 45 เซนติเมตร จำนวน 4 ท่อน ตัดกล่องเหล็ก ยาว 18 เซนติเมตร จำนวน 4 ท่อน ตัดกล่องเหล็ก ยาว 62 เซนติเมตร จำนวน 2 ท่อน ตัดกล่องเหล็ก ยาว 39 เซนติเมตร จำนวน 2 ท่อน ตัดแผ่นรูตะแกรง กว้าง 67 เซนติเมตร ยาว 19 เซนติเมตร และตัดแผ่นอะลูมิเนียม อะลูมิเนียม (ดูแบบที่วาดไว้ในหัวข้อที่ ๓.๓.๓)

๓.๒.๔ ส่วนด้ามจับลิ้นชัก ตัดกล่องเหล็ก ยาว 6 เซนติเมตร จำนวน 2 ท่อน ตัดกล่องเหล็ก ยาว 20 เซนติเมตร จำนวน 1 ท่อน (ดูแบบที่วาดไว้ในหัวข้อที่ ๓.๓.๓)

๓.๒.๕ ส่วนด้านจับ ตัดเหล็กฉาก ยาว ๑๐ เซนติเมตร ๑ ท่อน และ ตัดเหล็กฉาก ยาว ๑๕ เซนติเมตร ๑ ท่อน และเชื่อมเข้ากับส่วนกรอบนอก (ดูแบบที่วาดไว้ในหัวข้อที่ ๓.๓.๓)

๓.๒.๖ ส่วนฐานรางน้ำริน ตัดกล่องเหล็ก ยาว 55 เซนติเมตร จำนวน 2 ท่อน ตัดกล่องเหล็ก ยาว 45 เซนติเมตร จำนวน 2 ท่อน ตัดกล่องเหล็ก ยาว 47 เซนติเมตร จำนวน 2 ท่อน และตัดแผ่นอะลูมิเนียม (ดูแบบที่วาดไว้ในหัวข้อที่ ๓.๓.๔)

๓.๒.๗ ส่วนลิ้นชักดักไขมัน ตัดกล่องเหล็ก ยาว 67 เซนติเมตร จำนวน 4 ท่อน ตัดกล่องเหล็ก ยาว 45 เซนติเมตร จำนวน 4 ท่อน ตัดกล่องเหล็ก ยาว 18 เซนติเมตร จำนวน 4 ท่อน ตัดกล่องเหล็ก ยาว 62 เซนติเมตร จำนวน 2 ท่อน ตัดกล่องเหล็ก ยาว 39 เซนติเมตร จำนวน 2 ท่อน และตัดแผ่นอะลูมิเนียม เจาะแผ่นอะลูมิเนียม ใส่ท่อ pvc ตัดตะข่ายเหล็ก ขนาด กว้าง 49 เซนติเมตร สูง 20 เซนติเมตรสำหรับใส่ฟองน้ำ ติดด้วยซิลิโคนอัดตามรอยรั่ว (ดูแบบที่วาดไว้ในหัวข้อที่ ๓.๓.๓)

๓.๒.๘ ส่วนการทดลอง เติมน้ำเปล่าใส่ลิ้นชักดักไขมัน จำนวน 14 ลิตร แล้วนำน้ำ 27 ลิตรกับ 300 มิลลิลิตร มาผสมกับน้ำมันพืช 500 ml ผสมลงไปในบีกเกอร์ใช้แท่งคนสารคนให้สารเข้ากัน นำมาเทลงเครื่องแยกกาก และดักไขมัน

๓.๒.๙ โดยวิธีการกรองผ่านรูตาข่าย ลงไปถังดักไขมัน กรองผ่านฟองน้ำ และใช้หลักการความรู้เรื่องหนาแน่นของน้ำกับไขมันเข้ามาช่วย โดยน้ำมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำก็จะอยู่ด้านล่างของน้ำมันพืชแยกกันของเหลวทั้งสองชนิดน้ำมันพืชจะไหลออกช่องบนก็คือช่องไขมัน ส่วนน้ำจะไหลออกช่องด้านล่าง ก็คือ ช่องน้ำเสีย

๓.๒.๑๐ นำน้ำที่ผ่านเครื่องแยกกากและดักไขมัน ที่ผ่านช่องไขมัน 100 ml มาใส่กรวยแยกสาร ปล่อยส่วนที่เป็นน้ำออกแล้วเก็บส่วนที่เป็นน้ำมันมาวัดปริมาณแล้วบันทึกปริมาณ และนำน้ำที่ไหลออกจากช่องน้ำเสีย 100 ml มาใส่กรวยแยกสาร ปล่อยส่วนที่เป็นน้ำออกแล้วเก็บส่วนที่เป็นไขมัน มาวัดปริมาณแล้วบันทึกปริมาณ หาค่าร้อยละของไขมัน และค่าคลาดเคลื่อน ตามสูตร

๓.๒.๑๑ เติมน้ำเปล่าใส่ลิ้นชักดักไขมัน จำนวน 14 ลิตร นำน้ำเศษอาหาร 1000 มิลลิลิตร แบ่ง น้ำเศษอาหาร 500 มิลลิลิตร ไปเทใส่กรวยแยกสารหาปริมาณไขมัน แล้วนำน้ำเศษอาหาร อีก 500 มิลลิลิตร มาผสมกับน้ำ 27ลิตรกับ300 มิลลิลิตร ผสมลงไปในบีกเกอร์ใช้แท่งคนสารคนให้สารเข้ากัน นำมาเทลงเครื่องแยกกาก และดักไขมัน

๓.๒.๑๒ นำน้ำที่ผ่านเครื่องแยกกากและดักไขมัน ที่ผ่านช่องไขมัน 100 ml มาใส่กรวยแยกสาร ปล่อยส่วนที่เป็นน้ำออกแล้วเก็บส่วนที่เป็นน้ำมันมาวัดปริมาณแล้วบันทึกปริมาณ และนำน้ำที่ไหลออกจากช่องน้ำเสีย 100 ml มาใส่กรวยแยกสาร ปล่อยส่วนที่เป็นน้ำออกแล้วเก็บส่วนที่เป็นไขมัน มาวัดปริมาณแล้วบันทึกปริมาณ หาค่าร้อยละของไขมัน และค่าคลาดเคลื่อน ตามสูตร

3.2.13 สูตรการหาร้อยละค่าไขมัน = × 100

3.2.14 สูตรค่าความคลาดเคลื่อน = ร้อยละค่าไขมันตามจริง (น้ำ+น้ำมันพืช) - ร้อยละค่าไขมันตามที่ทดลอง (น้ำ+น้ำมันพืช)

3.2.18 สูตรค่าความคลาดเคลื่อน = ร้อยละค่าไขมันตามจริง (น้ำ+น้ำเศษอาหาร) - ร้อยละค่าไขมันตามที่ทดลอง (น้ำ+น้ำเศษอาหาร)

๓.๓ แบบชิ้นงาน

3.3.1 แบบเครื่อง 2 in 1 แยกกาก และดักไขมันอย่างน้อย 80%

1.ความสูง 80 เซนติเมตร

2.ความกว้าง 45 เซนติเมตร

3.ลิ้นชักแยกกากอาหาร

4.ลิ้นชักดักไขมัน 5.รางน้ำริน

3.3.2 แบบส่วนฐานล่าง

ยาว 65 เซนติเมตร

ยาว 45 เซนติเมตร

ยาว 30 เซนติเมตร

ยิงน็อตติดแผ่นอะลูมิเนียม

3.3.2 แบบส่วนฐานบน

ยาว 65 เซนติเมตร

ยาว 20 เซนติเมตร

ยิงน็อตติดแผ่นอะลูมิเนียม

ยาว 30 เซนติเมตร

ยาว 45 เซนติเมตร

ยาว 67 เซนติเมตร

3.3.3 แบบส่วนลิ้นชักใส่อาหาร

ยาว 20 เซนติเมตร ยาว 6 เซนติเมตร

ยาว 39 เซนติเมตร

ยาว 62 เซนติเมตร

ยาว 18 เซนติเมตร

ยาว 45เซนติเมตร

ยิงน็อตติดแผ่นอะลูมิเนียม และยิงรูตะแกรงเหล็ก

ติดพื้นลิ้นชักข้างล่าง

3.3.4 แบบส่วนฐานรางน้ำริน

ยาว 55 เซนติเมตร

ยาว 45 เซนติเมตร

บทที่ ๔

ผลการดำเนินการ

จากการศึกษาเครื่อง 2 in 1 แยกกาก และดักไขมัน ได้อย่างน้อย 80 % โดยใช้รูตะแกรงเหล็กแยกกากอาหาร ใช้กรองจากฟองน้ำ และใช้หลักการเรื่องความหนาแน่น ปรากฏผลการทดลองดังนี้

ตารางที่ ๒ ตารางบันทึกผลการทดลอง โครงงานวิทยาศาสตร์ เรื่อง เครื่อง 2 in 1 แยกกาก และดักไขมัน ได้อย่างน้อย 80 % การทดสอบปริมาณไขมัน ในน้ำ + น้ำมันพืช และทดสอบปริมาณไขมัน ในน้ำ + น้ำเศษอาหาร

สารที่นำมาทดสอบในการทดลองเปรียบเทียบ	ปริมาณ น้ำ 100 มิลลิลิตร
สารที่นำมาทดสอบในการทดลองเปรียบเทียบ	ส่วนท่อไขมัน มิลลิลิตร	ส่วนท่อน้ำเสีย มิลลิลิตร	ถังดักมิลลิลิตร
1.ปริมาณไขมัน ในน้ำ + น้ำมันพืช	3	0.5	2
2.ปริมาณไขมัน ในน้ำ + น้ำเศษอาหาร	2	0.5	1.2

ดังนั้น ปริมาณไขมัน ในน้ำ + น้ำมันพืช น้ำส่วนท่อไขมัน 100 มิลลิลิตร ใช้กรวยแยกสารแยกไขมันออกมาได้ 3 มิลลิลิตร น้ำ 97 มิลลิตร ส่วนท่อน้ำเสีย 100 มิลลิตร ใช้กรวยแยกสารแยกไขมัน 0.5 มิลลิลิตร น้ำ 99.5 มิลลิลิตร ปริมาณไขมัน ในน้ำ + น้ำเศษอาหาร น้ำส่วนท่อไขมัน 100 มิลลิลิตร ใช้กรวยแยกสารไขมันออกมาได้ 2 มิลลิลิตร น้ำ 98 มิลลิลิตร ส่วนท่อน้ำเสีย 100 มิลลิลิตร ใช้กรวยแยกสารแยกไขมัน 0.5 มิลลิลิตร น้ำ 99.5 มิลลิลิตร

แผนภูมิ ที่ 1 จากการศึกษาเครื่อง 2 in 1 แยกกาก และดักไขมัน ได้อย่างน้อย 80 % โดย การทดสอบปริมาณไขมัน ในน้ำ + น้ำมันพืช และทดสอบปริมาณไขมัน ในน้ำ + น้ำเศษอาหาร

ตารางที่ ๓ ตารางบันทึกผลการทดลอง โครงงานวิทยาศาสตร์ เรื่อง เครื่อง 2 in 1 แยกกาก และดักไขมัน ได้อย่างน้อย 80 % การทดสอบปริมาณ ไขมัน ในน้ำ + น้ำมันพืช จำนวนทั้งหมดที่ทำการทดลอง

สารที่นำมาเปรียบเทียบ	ปริมาณไหลออกมาทั้งหมด	ไขมันทั้งหมดที่แยกได้	ปริมาณไหลออกทั้งหมด ท่อน้ำเสีย	ไขมันทั้งหมดแยกได้ ท่อน้ำเสีย	น้ำในถังดักไขมันทั้งหมดตามความจริง	ไขมันทั้งหมดในตามความจริง	น้ำในถังดักไขมันทั้งหมดตามวิธีคิด	ไขมันทั้งหมดในค่าจริงตามวิธี
ปริมาณไขมัน ในน้ำ + น้ำมันพืช (มิลลิลิตร)	900	27	6000	30	20900	418	20900	433
2.ปริมาณไขมัน ในน้ำ + น้ำเศษอาหาร (มิลลิลิตร)	800	16	6300	31.5	20900	250.8	20900	252.2

ใช้สูตรการหาร้อยละค่าไขมัน = × 100

ใช้สูตรการหาร้อยละค่าไขมันตามที่ทดลอง (น้ำ+น้ำมันพืช) × 100 83.6%

ใช้สูตรการหาร้อยละค่าไขมันตามจริง (น้ำ+น้ำมันพืช) × 100 88.6%

สูตรค่าความคลาดเคลื่อน

ใช้สูตรการหาร้อยละค่าไขมันตามที่ทดลอง (น้ำ+น้ำเศษอาหาร) × 100 83.60%

ใช้สูตรการหาร้อยละค่าไขมันตามจริง (น้ำ+น้ำเศษอาหาร) × 100 84.06%

สูตรค่าความคลาดเคลื่อน = ร้อยละค่าไขมันตามจริง (น้ำ+น้ำมันพืช) - ร้อยละค่าไขมันตามที่ทดลอง (น้ำ+น้ำมันพืช)

88.60 – 83.60 = ±5

สูตรค่าความคลาดเคลื่อน = ร้อยละค่าไขมันตามจริง (น้ำ+น้ำเศษอาหาร) - ร้อยละค่าไขมันตามที่ทดลอง (น้ำ+น้ำเศษอาหาร)

84.06 – 83.60 = ±0.46

บทที่ ๕

สรุปผลการดำเนินการ อภิปรายผลและข้อเสนอแนะ

5.1 สรุปผลการดำเนินการ

เครื่อง 2 in 1 แยกกาก และดักไขมัน ได้อย่างน้อย 80 % สามารถทำได้จริง เพราะสามารถดักไขมันจาก น้ำ+น้ำมันพืช ได้ถึง 83.60% ส่วนดักไขมันจาก น้ำ+น้ำเศษอาหาร ได้ถึง 83.06% โดยวิธีการกรองผ่านรูตาข่าย ลงไปถังดักไขมัน กรองผ่านฟองน้ำ และใช้หลักการความรู้เรื่องหนาแน่นของน้ำกับไขมันเข้ามาช่วย โดยน้ำมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำก็จะอยู่ด้านล่างของน้ำมันพืชแยกกันของเหลวทั้งสองชนิดน้ำมันพืชจะไหลออกช่องบนก็คือช่องไขมัน ส่วนน้ำจะไหลออกช่องด้านล่าง ก็คือ ช่องน้ำเสีย และยังพิสูจน์ได้จากการแยกกรวยสาร คือ สุ่มน้ำเสีย 100 มิลลิลิตร แยกได้น้ำบริสุทธิ์ 99.5 มิลลิลิตร ซึ่งมีส่วนของไขมันแค่ 0.5 มิลลิลิตร จะทำให้ช่วยบำบัดเสีย แก้ปัญหาท่ออุดตันและคราบไขมันต่างๆ ได้ดีขึ้น ป้องกันสุนัขมาแย่งกันกินเศษอาหาร และมีต้นทุนต่ำกว่าท้องตลาด เมื่อเปรียบเทียบราคานี้กับการใช้งานในจำนวนนักเรียนถึง 448 คน เท่ากับใช้ในโรงงานเล็กๆได้เลย

5.2 อภิปรายผลการดำเนินการ

ปริมาณไขมัน ในน้ำ + น้ำมันพืช น้ำส่วนท่อไขมัน 100 มิลลิลิตร ใช้กรวยแยกสารแยกไขมันออกมาได้ 3 มิลลิลิตร น้ำ 97 มิลลิตร ส่วนท่อน้ำเสีย 100 มิลลิตร ใช้กรวยแยกสารแยกไขมัน 0.5 มิลลิลิตร น้ำ 99.5 มิลลิลิตร ปริมาณไขมัน ในน้ำ + น้ำเศษอาหาร น้ำส่วนท่อไขมัน 100 มิลลิลิตร ใช้กรวยแยกสารไขมันออกมาได้ 2 มิลลิลิตร น้ำ 98 มิลลิลิตร ส่วนท่อน้ำเสีย 100 มิลลิลิตร ใช้กรวยแยกสารแยกไขมัน 0.5 มิลลิลิตร น้ำ 99.5 มิลลิลิตร

5.3 ข้อเสนอแนะ

5.3.1 ควรทำการทดลองกับสารประเภทอื่นเพิ่มเติม เพื่อให้เครื่อง 2 in 1 แยกกากและดักไขมัน มีความน่าเชื่อถือเพิ่มมากขึ้น

5.3.2 เฮกเซน สามารถแยกน้ำกับไขมันได้ แต่อันตรายไม่เหมาะกับนักเรียนประถมศึกษา

5.3.3 ฟองน้ำที่ใช้ในการดักไขมันนั้น เมื่อมีการนำมากรองบ่อยครั้งจะทำให้ความสามารถในการดักไขมันลดลงเรื่อยๆ ควรมีการเปลี่ยนบ่อยๆ

5.3.4 การทำโครงงานครั้งต่อไปที่ต้องการพัฒนาคุณภาพควรตรวจสอบประสิทธิภาพ โดยการนำวัสดุอุปกรณ์อื่น ดัดแปลงเพื่อเปรียบเทียบและได้สิ่งประดิษฐ์ที่มีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น

บรรณานุกรม

กรมควบคุมมลพิษ. ๒๕๖2. น้ำเสียและของเสียอันตรายจากบ้านเรือน. [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา : http://www.global-treat.com/น้ำเสียและของเสียอันตรายจากบ้านเรือน (๒6 กันยายน ๒๕๖2)

วิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี. ๒๕๖2. ความหนาแน่น [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา : https://th.wikipedia.org/wiki/ความหนาแน่น ( 26 กันยายน ๒๕๖2 )

http://www.kasetvirul.com/index.php?lay=show&ac=cat_show_pro_detail&cid=21388&pid=1108697 (๒6 กันยายน ๒๕๖2)

วิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี. ๒๕53. ml. [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา : http://th.wikipedia.org/wiki/มิลลิลิตร (๒6 กันยายน ๒๕๖2)

อนุสิษฐ์ เกื้อกูล. ๒๕๖๐.ไขมันและน้ำมัน. [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา : https://www.scimath.org/lesson-chemistry/item/7163-2017-06-04-15-11-40 (26 กันยายน ๒๕๖2)

environnet. ๒๕59. เศษอาหาร. [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา : http://www.environnet.in.th/archives/3290 (๒6 กันยายน ๒๕๖2)

kasetvirul. ๒๕๖2. กรวยแยกสาร. [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา : http://www.kasetvirul.com/index.php?lay=show&ac=cat_show_pro_detail&cid=21388&pid=1108697

ลิงค์เข้าดูไฟล์โครงงานแบบ WORD https://drive.google.com/file/d/1StX--WZG7ZvnTDrT2SLZF64bIfpT4Ace/view?usp=sharing

kruklearscience.blogspot.com

วันพฤหัสบดีที่ 11 มิถุนายน พ.ศ. 2563

เครื่อง 2 in 1 แยกกาก และดักไขมันอย่างน้อย 80% โครงงานวิทยาศาสตร์ ประเภทสิ่งประดิษฐ์

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น

บทความที่ได้รับความนิยม