โดย … ผศ.ดร.สมชาย ชวนอุดม
ศูนย์นวัตกรรมเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยว : หน่วยงานร่วมมหาวิทยาลัยขอนแก่น ภาควิชาวิศวกรรมเกษตร คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น 40002
ข้าวเป็นพืชที่มีความสำคัญต่อทั้งเศรษฐกิจ สังคม และการเมืองของไทย การผลิตข้าวมีหลายขั้นตอน การเก็บเกี่ยวเป็นขั้นตอนที่สำคัญที่ส่งผลต่อคุณภาพและปริมาณของผลผลิต จากปริมาณการผลิตข้าวที่มีอยู่เป็นจำนวนมากของประเทศไทยหากเกิดความสูญเสียจากการเก็บเกี่ยวจะส่งผลต่อความเสียหายทางเศรษฐกิจของประเทศทั้งในด้านปริมาณและมูลค่าเป็นจำนวนมาก ในปัจจุบันการใช้เครื่องเกี่ยวนวดกำลังได้รับความนิยมจากเกษตรกรอย่างแพร่หลายและมีการใช้งานขยายไปทุกภูมิภาคของประเทศ ซึ่งเครื่องเกี่ยวนวดข้าวนี้เป็นเครื่องจักรที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในเป็นต้นกำลังในการขับเคลื่อนและทำงาน ในการทำงานรวมขั้นตอนของการเกี่ยว นวด และทำความสะอาดไว้ในเครื่องเดียวกัน มีการทำงานอย่างต่อเนื่องและเบ็ดเสร็จในตัวเองประกอบไปด้วยกระบวนการตัด ลำเลียง นวด คัดแยกเมล็ดออกจากฟาง และทำความสะอาดข้าวเปลือก โดยมีถังรองรับข้าวเปลือกที่ผ่านกระบวนการทั้งหมดแล้วหรือมีการบรรจุข้าวเปลือกลงในภาชนะบรรจุอื่น มีการทำงานที่เบ็ดเสร็จในตัวเอง มีสมรรถนะการทำงานที่ดีและเป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป ในบางพื้นที่ที่มีแปลงนาขนาดเล็กหรือมีต้นไม้มากไม่เหมาะแก่การใช้งานเครื่องเกี่ยวนวดก็ได้มีการรวมแปลงเพื่อให้เป็นแปลงมีขนาดใหญ่ขึ้น และหรือมีการตัดและขุดต้นไม้ที่อยู่ในนาออก ทั้งนี้เพราะการใช้เครื่องเกี่ยวนวดช่วยให้เกษตรกรลดความสูญเสียผลผลิตและลดค่าใช้จ่ายในการเก็บเกี่ยวเมื่อเทียบกับวิธีการใช้แรงงานคน อีกทั้งยังเป็นการทำงานที่เบ็ดเสร็จไม่ยุ่งยาก รวดเร็ว และสามารถนำข้าวไปจำหน่ายได้ทันที อีกทั้งเกษตรกรหลายรายมีอาชีพอื่นนอกจากการเพาะปลูกข้าวจึงจำเป็นต้องเร่งรีบเก็บเกี่ยวเพื่อที่จะมีเวลาไปประกอบอาชีพนั้นๆ
นอกจากนี้ผลพลอยได้อีกด้านหนึ่งจากการใช้เครื่องเกี่ยวนวดคือการมีโอกาสช่วยเพิ่มเปอร์เซ็นต์ต้นข้าวหรือข้าวสารเต็มเม็ดจากวิธีเก็บเกี่ยวโดยแรงงานคนอีกประมาณ 9 เปอร์เซ็นต์ ทั้งนี้เพราะการเก็บเกี่ยวโดยแรงงานคนต้องมีการตากแผ่ฟ่อนข้าว ยิ่งตากนานเท่าไหร่ยิ่งทำให้เปอร์เซ็นต์ต้นข้าวลดลงเนื่องจากความแตกต่างที่ค่อนข้างมากของสภาพอากาศในเวลากลางวันและกลางคืนในฤดูเก็บเกี่ยว (วินิต และคณะ, 2542) ส่วนการใช้เครื่องเกี่ยวนวดเกษตรกรนิยมขายข้าวทันทีภายหลังการเก็บเกี่ยว โรงสีที่รับซื้อจะต้องนำข้าวที่มีความชื้นสูงไปอบลดความชื้น ในการอบลดความชื้นจะทำให้เมล็ดข้าวไม่ถูกกระทบ กระเทือนมากเท่ากับจากการตากแผ่ในแปลงนาส่งผลให้ได้เปอร์เซ็นต์ต้นข้าวที่สูงกว่า
ประเทศไทยพัฒนาเครื่องเกี่ยวนวดมาจากเครื่องของต่างประเทศ ชุดหัวเกี่ยวและระบบลำเลียงพัฒนามาจากเครื่องเกี่ยวนวดของประเทศทางแถบตะวันตก โดยนำชิ้นส่วนทั้งของเครื่องเกี่ยวนวด รถยนต์หรือเครื่องจักรกลต่างๆ มาดัดแปลง ส่วนชุดนวดและชุดทำความสะอาดดัดแปลงมาจากเครื่องนวดแบบไหลตามแกนของไทยซึ่งเป็นการพัฒนาและปรับปรุงมาจากเครื่องนวดแบบไหลตามแกนของสถาบันวิจัยข้าวนานาชาติ หรือ International Rice Research Institute (IRRI) ประเทศไทยได้พัฒนาและปรับปรุงเครื่องเกี่ยวนวดข้าวจนเหมาะกับสภาพการทำงานในประเทศได้เป็นอย่างดี แล้วยังส่งออกไปจำหน่ายยังต่างประเทศอีกด้วย คาดว่าในปัจจุบันมีเครื่องเกี่ยวนวดใช้งานในประเทศมากกว่า 10,000 เครื่อง โดยเกือบทั้งหมดเป็นเครื่องที่พัฒนาและผลิตขึ้นในประเทศไทย (ภาพที่ 1) และใช้งานในลักษณะของการรับจ้างเกี่ยวนวดแบบเหมาจ่ายต่อหน่วยพื้นที่ มีขนาดหน้ากว้างของหัวเกี่ยวประมาณ 3 เมตร สามารถเกี่ยวนวดข้าวได้ประมาณ 20 ถึง 40 ไร่ต่อวัน ทั้งยังสามารถเก็บเกี่ยวข้าวได้ทั้งข้าวสภาพต้นตั้งและสภาพต้นล้ม และสามารถเก็บเกี่ยวได้ทั้งพันธุ์ข้าวเจ้าและข้าวเหนียว เครื่องเกี่ยวนวดข้าวนี้มีส่วนประกอบที่สำคัญคือ
ภาพที่ 1 เครื่องเกี่ยวนวดข้าวที่พัฒนาและผลิตขึ้นภายในประเทศ
เครื่องยนต์ต้นกำลัง
เครื่องยนต์ต้นกำลัง เป็นเครื่องยนต์ดีเซล ส่วนใหญ่จะใช้เครื่องยนต์มือสองจากต่างประเทศซึ่งมีราคาถูกกว่าเครื่องยนต์ใหม่แล้วนำมาปรับแต่งสภาพใหม่ ดังแสดงในภาพที่ 2 ปัจจุบันขนาดของต้นกำลังที่นิยมใช้อยู่ระหว่าง 180 ถึง 260 กำลังม้า
ภาพที่ 2 เครื่องยนต์ต้นกำลังของเครื่องเกี่ยวนวดข้าว
ชุดช่วงล่าง
ชุดช่วงล่าง ทำหน้าที่รองรับส่วนต่างๆ ของเครื่องเกี่ยวนวดทั้งหมด และยังเป็นส่วนที่ยึดเกาะกับพื้นเพื่อให้เกิดการเคลื่อนที่ มีลักษณะเหมือนรถแทรคเตอร์ตีนตะขาบ ซึ่งประกอบไปด้วย โครงเครื่องล่าง โซ่ ล้อขับ ล้อนำ ลูกกลิ้งโซ่บน ลูกกลิ้งโซ่ล่าง และตีนตะขาบ ดังแสดงในภาพที่ 3 ในการเลือกขนาดของชุดช่วงล่างควรเลือกให้เหมาะสมกับน้ำหนักและการทำงานของเครื่อง นอกจากนี้ในการออกแบบขนาดของตีนตะขาบต้องสัมพันธ์กับน้ำหนักของตัวเครื่องและการบรรทุกเพื่อที่จะได้มีแรงกดพื้นนาในขณะเก็บเกี่ยวที่เหมาะสมเพื่อไม่ให้เครื่องจมในที่นาและหรือการทำให้เกิดปัญหาดินหล่ม
ภาพที่ 3 ชุดช่วงล่าง
ชุดถ่ายทอดกำลังและขับเคลื่อน
ชุดถ่ายทอดกำลังและขับเคลื่อน เป็นตัวที่ถ่ายทอดกำลังจากเครื่องยนต์ไปยังระบบขับกลไกต่างๆ การขับอุปกรณ์ส่วนใหญ่ใช้พูเล่ย์กับสายพาน ส่วนการขับเคลื่อนของเครื่องปัจจุบันนิยมใช้ระบบขับเคลื่อนด้วยน้ำมันหรือระบบที่ถ่ายทอดกำลังไปยังชิ้นส่วนต่างๆ โดยใช้น้ำมันไฮดรอลิคเป็นตัวกลางหรือระบบไฮโดรสแตติคในการถ่ายทอดกำลังผ่านมอเตอร์ไฮดรอลิคไปหมุนล้อขับ (ภาพที่ 4) เพื่อให้เครื่องเกี่ยวนวดเคลื่อนที่ส่งผลให้การควบคุมความเร็วของส่วนต่างๆ เป็นอิสระต่อกัน ทำให้มีความคล่องตัวในการทำงานสูง
ภาพที่ 4 มอเตอร์ไฮดรอลิคขับเคลื่อน
ชุดหัวเกี่ยว
ชุดหัวเกี่ยว เป็นส่วนที่ทำหน้าที่ตัด รวบรวมและลำเลียงต้นพืชส่งเข้าชุดคอลำเลียง (ภาพที่ 5) เพื่อส่งต่อไปยังชุดนวด ประกอบด้วยล้อโน้มทำหน้าที่เกาะต้นพืชที่ล้มและหรือโน้มต้นพืชที่ตั้งให้เข้ามาหาชุดใบมีด ชุดใบมีดตัดต้นพืชและถูกล้อโน้มโน้มส่งต่อเข้ามายังเกลียวลำเลียงหน้าเพื่อรวบรวมต้นพืชมายังส่วนกลางของชุดหัวเกี่ยว สำหรับส่งเข้าชุดคอลำเลียงเพื่อกวาดพาต้นพืชที่เกลียวลำเลียงหน้าส่งเข้ามา และพาส่งต่อไปยังชุดนวด ในปัจจุบันได้มีการนำระบบไฮโดรสแตติคมาเป็นต้นกำลังในการขับชุดหัวเกี่ยวเพื่อให้สามารถปรับความเร็วของชุดหัวเกี่ยวให้มีความสัมพันธ์กับลักษณะของต้นข้าวและความเร็วในการขับเคลื่อน
ภาพที่ 5 ชุดหัวเกี่ยว
ชุดนวด
ชุดนวด เป็นส่วนที่ทำหน้าที่ในการแยกเมล็ดให้ออกจากรวง การนวดเป็นการทำให้เมล็ดพืชหลุดออกจากรวง ฉะนั้นการนวดจึงมีความสำคัญทั้งต่อคุณภาพและปริมาณของผลผลิต ถ้าการนวดที่รุนแรงเกินไปจะทำให้เมล็ดแตกหักเสียหายมาก แต่ถ้าการนวดรุนแรงน้อยเกินไปก็จะทำให้มีเมล็ดบางส่วนไม่ถูกนวดและอาจทำให้ความสูญเสียมีค่าสูง เครื่องเกี่ยวนวดในประเทศไทยส่วนใหญ่ใช้ชุดนวดข้าวแบบไหลตามแกน มีลักษณะการทำงานแบบเดียวกับชุดนวดของเครื่องนวดข้าว ประกอบด้วยลูกนวด ตะแกรงนวดล่างและตะแกรงนวดบน ดังแสดงในภาพที่ 6 ส่วนใหญ่นิยมใช้ชุดนวดขนาดความยาว 6 ฟุต เนื่องจากมีความสามารถในการนวดสูงทันกับการทำงานของเครื่องเกี่ยวนวดที่เกือบทั้งหมดใช้งานในลักษณะของการรับจ้างเกี่ยวนวด ผู้ประกอบการรับจ้างเกี่ยวนวดมักรีบเร่งทำงานเพื่อให้ได้พื้นที่เก็บเกี่ยวมากที่สุดเท่าที่พึงกระทำได้ เนื่องจากอัตราค่าจ้างเกี่ยวนวดเป็นแบบเหมาจ่ายต่อหน่วยพื้นที่ ซึ่งอาจส่งผลต่อความสูญเสียจากระบบการนวดที่เพิ่มขึ้นจากอัตราการป้อนที่สูงจากการรีบเร่งเกี่ยวนวด นอกจากนี้ผู้ประกอบการมักปรับแต่งเครื่องเกี่ยวนวดโดยเฉพาะมุมครีบวงเดือนจากแนวเพลาเพื่อให้ชุดนวดสามารถทำงานได้อย่างรวดเร็วโดยไม่คำนึงถึงความสูญเสียที่จะเกิดขึ้น ดังนั้นเห็นได้ว่าการทำงานของชุดนวดนอกจากส่งผลต่อความสูญเสียแล้วยังส่งผลต่อความสามารถในการทำงานของเครื่องเกี่ยวนวดอีกด้วย เพื่อให้ทราบถึงการทำงานของชุดนวดจึงควรทราบถึงส่วนประกอบของชุดนวดที่สำคัญมีดังนี้
ภาพที่ 6 ชุดนวด
ชุดทำความสะอาด
ชุดทำความสะอาด ประกอบด้วย ตะแกรงทำความสะอาด ทำหน้าที่แยกเศษหรือท่อนฟางหลังการนวดให้ออกจากเมล็ดทำงานรวมกับชุดพัดลมที่อยู่ใต้ตะแกรงทำความสะอาด (ภาพที่ 7) โดยชุดพัดลมทำหน้าที่เป่าเศษฝุ่น ข้าวลีบ เศษฟาง และสิ่งเจือปนอื่นๆ ให้แยกจากเมล็ดออกไปท้ายเครื่อง ส่วนรวงที่ถูกนวดไม่หมดหรือท่อนฟางถูกเขย่าจนหลุดออกไปจากตะแกรงทำความสะอาดลงสู่เกลียวลำเลียงเพื่อลำเลียงกลับไปนวดซ้ำ ส่วนเมล็ดที่ผ่านตะแกรงและพัดลมทำความสะอาดร่วงลงไปยังเกลียวลำเลียงผลผลิตเพื่อนำผลผลิตไปบรรจุกระสอบหรือถังเก็บเมล็ดต่อไป
ภาพที่ 7 ตะแกรงทำความสะอาด
ชุดลำเลียง
ชุดลำเลียง มีอุปกรณ์ที่สำคัญ คือ ชุดคอลำเลียง (ภาพที่ 8) มีโซ่ และคานสำหรับลากหรือกวาดต้นข้าวที่ถูกตัดจากชุดหัวเกี่ยวส่งเข้าไปยังชุดนวด ส่วนชุดเกลียวลำเลียงผลผลิต (ภาพที่ 9) ใช้ลำเลียงข้าวเปลือกที่ผ่านการนวดและทำความสะอาดแล้วไปบรรจุกระสอบหรือลงถังเก็บเมล็ด และชุดเกลียวลำเลียงกลับไปนวดซ้ำ (ภาพที่ 10) ทำหน้าที่ลำเลียงรวงที่นวดไม่หมดให้วนกลับเข้าไปยังชุดนวดเพื่อทำการนวดซ้ำต่อไป
ภาพที่ 8 ชุดคอลำเลียง
ภาพที่ 9ชุดเกลียวลำเลียงข้าวเปลือกหลังทำความสะอาด
ภาพที่ 10ชุดเกลียวลำเลียงกลับไปนวดซ้ำ
เครื่องเกี่ยวนวดเป็นเครื่องที่ต้องใช้การทำงานของอุปกรณ์หลายส่วนไปพร้อมกันและต้องสัมพันธ์กันด้วยความลงตัวเพราะไม่เช่นนั้นอาจจะทำให้เกิดการติดขัดในขณะปฏิบัติงานหรือเกิดความสูญเสียต่อทั้งปริมาณและคุณภาพของผลผลิตที่ค่อนข้างสูง ตัวอย่างเช่น ถ้าเครื่องเกี่ยวนวดขับเคลื่อนด้วยด้วยความเร็วมากเกินไปส่งให้มีอัตราการป้อนที่สูงชุดนวดอาจทำการนวดและแยกเมล็ดไม่ทันทำให้ชุดนวดขับเมล็ดทิ้งที่ช่องขับฟางส่งให้มีความสูญเสียเพิ่มขึ้น หรือชุดทำความสะอาดมีได้รับอัตราการป้อนมากเกินไปเกิดการทำงานเกินภาวะ (overload) อาจทำให้เมล็ดข้าวลอดผ่านรูตะแกรงไม่ทันทำให้เมล็ดล้นตะแกรงและถูกนำกลับไปนวดซ้ำส่งผลให้เมล็ดแตกหักเสียหายเพิ่มขึ้น เป็นต้น ดังนั้นการศึกษาความสัมพันธ์ของการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ของเครื่องเกี่ยวนวดจึงเป็นสิ่งที่จำเป็นที่จะช่วยเพิ่มสมรรถนะและประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องเกี่ยวนวดให้ดียิ่งขึ้น
เอกสารอ้างอิง
วินิต ชินสุวรรณ, สมชาย ชวนอุดม, วสุ อุดมเพทายกุล, วราจิต พยอม, ณรงค์ ปัญญา. ความสูญเสียในการเก็บเกี่ยวข้าวหอมมะลิโดยใช้แรงงานคนและใช้เครื่องเกี่ยวนวด. วารสารวิจัย มข. 2542; 4(2): 4-7.
