[9] ณฐนาร สขเสกสรร และ ศศพร สรอยระยา. การก าหนดนโยบายวตถดบคงคลงทเหมาะสมโดยใชเทคนคการจ าลองสถานการณมอนตคารโล กรณศกษา บรษทเคมภณฑท าความสะอาดและเคมภณฑส าหรบระบบบ าบดน า. วารสารวศวกรรมศาสตรมหาวทยาลยเชยงใหม, 2559; 23(2).

[10] ศราวฒ จนตนาสนทรศร. การใชวธทางสถตพยากรณราคาปดรายวนของหลกทรพยในตลาดหลกทรพยแหงประเทศไทย. วทยานพนธปรญญามหาบณฑต, ภาควชาสถต คณะวทยาศาสตร, มหาวทยาลยเกษตรศาสตร, 2548.

[11] ศรจนทร ทองประเสรฐ. ระบบพสดคงคลง. กรงเทพมหานคร: จฬาลงกรณมหาวทยาลย, 2542.

[12] สมตรา อมรวรพกตร. การเปรยบเทยบวธการพยากรณความตองการใชไฟฟาในสวนภมภาค. วทยานพนธปรญญามหาบณฑต, สาขาวชาสถต คณะพาณชยศาสตรและการบญช, จฬาลงกรณมหาวทยาลย, 2542.

[13] หทยรตน ดวงสงเนน. การพฒนาระบบการจดการคลงสนคาสาหรบผผลตชนสวนยานยนตขนาดเลก. วทยานพนธปรญญามหาบณฑต, สาขาวชาการจดการดานโลจสตกส บณฑตวทยาลย, จฬาลงกรณมหาวทยาลย, 2548.

[14] Babai, M. Z., Ali, M. M. and Boylan, J. E. Forecasting and Inventory Performance in a Two-Stage Supply Chain with ARIMA (0,1,1) Demand: Theory and Empirical Analysis. International Journal of Production Economics, 2013, 143(2): 463-471.

[15] Bianchi, L., Jarrett, J. and Hanumara, R. C. Improving Forecasting for Telemarketing Centers by ARIMA Modeling with Intervention. International Journal of Forecasting, 1998; 14(4): 497-504.

[16] Mercado, Ed C. Hand-On Inventory Management. New York: Auerbach Publication, 2008. [17] Jaijit, S. and Sachakamol, P. Applied Methodologies of Work Study, Forecasting

and Inventory Management Techniques for Pharmaceutical’s Warehouse Management: Atlanta Medicare Co.,Ltd. Engineering Journal, Chiangmai University, 2016; 23(3): 33-43.

[18] Wang, C. C. A Comparison Study between Fuzzy Time Series Model and ARIMA Model for Forecasting Taiwan Export. Expert Systems with Applications, 2011; 38(8): 9296-9304.

การสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลในน าพลาสมา ดวยระบบพลาสมาไกลดงอารก

Synthesis of Hydroxyl Radical in Plasma-activated Water by Gliding Arc Plasma

พฤฒพงศ พฤฒกลป* และ คมกฤต เลกสกล

Pruetipong Pruetikun* and Komkrit Leksakul คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเชยงใหม 239 ต.สเทพ อ.เมอง จ.เชยงใหม 50200

Faculty of Engineering, Chiang Mai University, 239, Suthep, Muang, Chiang Mai, 50200, Thailand *E-mail: piaro@windowslive.com, Tel.: 088-776-8646

บทคดยอ

งานวจยนมวตถประสงคเพอศกษาการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลในรปน าพลาสมาดวยระบบพลาสมา- ไกลดงอารก โดยเบองตนไดทดลองสรางสภาวะพลาสมา แลวท าการวดแสงพลาสมาดวยเครองออพตคลอมสชนสเปกโทร-

มเตอร เพอยนยนการเกดอนมลไฮดรอกซล จากนนจงทดลองเปรยบเทยบการใชน ากลนและไมโครบบเบลเปนวตถดบ ในการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซล รวมถงศกษาพฤตกรรมการคงอยของอนมลไฮดรอกซลในรปไฮโดรเจนเพอรออกไซด

ทายสดศกษาหาปจจยทสงผลตอประสทธภาพในการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลโดยใชแผนการทดลองแบบแฟกทอเรยล เชงเศษสวน ผลการวดแสงพลาสมาพบวา มคาพคทความยาวคลน 310 nm เกดขนสง หมายถง ระบบพลาสมาไกลดงอารก สามารถสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลได และพบวาการใชไมโครบบเบลเปนวตถดบสามารถสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลไดดกวาน ากลน โดยการคงอยของอนมลไฮดรอกซลในรปไฮโดรเจนเพอรออกไซดมแนวโนมวาความเขมขนลดลงตามเวลา ซงปจจยทสงผลตอประสทธภาพการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลมนยส าคญมทงหมด 4 ปจจย ไดแก ปรมาณโซเดยม ไบคารบอเนต ระยะหางระหวางขวไฟฟา อตราการจายกาซอารกอน และอตราสวนการผสมกาซออกซเจน ค าส าคญ: อนมลไฮดรอกซล ระบบพลาสมาไกลดงอารก น าพลาสมา ไมโครบบเบล

ABSTRACT

This research aimed to study the synthesis of hydroxyl radicals in form of plasma-activated water by gliding arc plasma. Initially, plasma experiments were conducted to confirm the occurrence of hydroxyl radical by using optical emission spectrophotometer, and then compared the use of distilled water and microbubble as raw material for the synthesis of hydroxyl radicals. Then, the existence of hydroxyl radicals in the form of hydrogen peroxide was studied. Finally, the factors that affect the synthesis of hydroxyl radical from are investigated by using fractional factorial experiments. Plasma measurements show that the peak at 310 nm occurs, meaning that the gliding arc plasma can synthesize hydroxyl radicals. It was found that the use of microbubble as a raw material could better synthesize hydroxyl radicals than distilled water. In addition, the existence of hydroxyl radical in the form of hydrogen peroxide is likely to decrease with time. Finally, the factors that affect the synthesis of hydroxyl radicals are amount of sodium bicarbonate, gap between electrodes, argon flow rate, and oxygenation ratio. Keyword: Hydroxyl Radical, Gliding Arc Plasma, Plasma-activated Water, Microbubble

14

9657 วารสารวศวกรรมศาสตร

ม ห า ว ท ย า ล ย เ ช ย ง ใ ห ม

Received 6 November 2017 Revised 20 July 2017

Accepted 25 December 201715

บทน าในประเทศไทย ประชากรสวนใหญทประกอบอาชพ

เกษตรกรนยมใชสารก าจดศตรพช โดยการใชสารดงกลาวจะท าใหการเพาะปลกมประสทธภาพมากขน แตการใชสารดงกลาวจะท าใหเกดสารพษทตกคางบนผกผลไมซงเมอบรโภคจะเกดผลกระทบตอสขภาพทงในระยะสนและระยะยาว และยงสงผลกระทบตอการสงออก โดยถกบางประเทศกดกนสนคาทมสารพษตกคางเกนมาตรฐานท าใหประเทศสญเสยรายไดมหาศาล [1] ปจจบนการลดสารพษตกคางในระดบครวเรอนสามารถท าไดโดยการลางผกผลไมดวยน าไหล หรอการแชในน าโดยเตมสารเคมบางชนด ไดแก น าสมสายช ดางทบทม ผงฟ น าเกลอ และไฮโดรเจนเพอรออกไซด เปนตน ซงวธดงกลาวสามารถลดสารพษตกคางไดด เมอมการขดถผวและแชในระยะเวลาทนานพอ [2] ซงไมเหมาะในระดบอตสาหกรรม เนองจากใชเวลานานและตองใชแรงงานในการขดถ ซงอาจท าใหเกดความเสยหายตอรปลกษณภายนอก สงผลใหมลคาและอายในการเกบรกษาของสนคาลดลง

ในปจจบนมการพฒนาแนวคดการก าจดสารพษตกคางบนผกผลไมแบบใหมทมประสทธภาพมากขน คอการผลตสารอนมลอสระ โดยเฉพาะอนมลไฮดรอกซลแลวน าไปสลายโมเลกลสารพษตกคางบนผวผกผลไมใหกลายเปนสารทไมเปนพษ หรอเปนพษนอยจนไมเปนอนตรายตอผบรโภค [3] ซงอนมลดงกลาวสามารถท าปฏก รยากบสารอนทรยไดรวดเรว ไมท าใหส หรอคณสมบตภายในของผกหรอผลไมเปลยนแปลง นอกจากนอนมลไฮดรอกซลยงมฤทธในการยบย งการเจรญเตบโตของเชอโรคบางชนดได [4]

ส าหรบการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลนนสามารถท าไดหลายวธการ เชน วธการฉายรงส วธปฏกรยาของเฟนตน วธปฏกรยาการเรงปฏกรยาดวยแสง วธโอโซนออกซเดชน วธออกซเดชนแบบเปยก วธการฉายคลนความถสง และวธพลาสมาอณหภมต า เปนตน [5] โดยแตละวธกมขอดและขอจ ากดตาง ๆ ซงเหมาะกบการใชประโยชนในแตละดาน โดยสามารถแสดงไดดงตารางท 1

ตารางท 1 การเปรยบเทยบวธการการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซล

วธการ ขอด - ขอจ ากด

วธการฉายรงสขอด - ไมใชสารเคมอนตรายขอจ ากด - ประสทธภาพต า

วธปฏกรยาของเฟนตน

ขอด - ใชพลงงานจากภายนอกนอยขอจ ากด - กระบวนการไมตอเนอง และตองควบคมสภาพความเปนกรดของสารละลาย

วธปฏกรยาการเรงปฏกรยาดวยแสง

ขอด - มประสทธภาพในการฆาเชอโรคและลดสารตกคางในน าขอจ ากด - กระบวนการมการผลตสารเคมอนตราย และไมเหมาะกบวตถทมพนผวซบซอน

วธโอโซนออกซเดชน

ขอด - ไมใชสารเคมอนตรายขอจ ากด - เกดกาซโอโซนสงผลตอระบบหายใจ และมประสทธภาพกตอเมอใชรวมกบเทคนคอน

วธออกซเดชนแบบเปยก

ขอด - ไมใชสารเคมอนตรายขอจ ากด - อณหภมสารละลายสง 173-375°C

วธการฉายคลนความถสง

ขอด - ไมใชสารเคมอนตราย, มประสทธภาพขอจ ากด - อปกรณมกลไกซบซอน และอณหภมของผลตภณฑคอนขางสง

วธพลาสมาอณหภมต า

ขอด - ไมใชสารเคมอนตราย และมประสทธภาพขอจ ากด - ใชพลงงานไฟฟาคอนขางสง

จากตารางพบวาพลาสมาชนดอณหภมต าเปนวธหนงทสามารถสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลไดมประสทธภาพสะอาด และไมกอใหเกดสารตกคางชนดใหม [6] โดยทสามารถควบคมอณหภมของผลตภณฑได วธดงกลาวจงนาจะเหมาะกบการใชลดสารพษตกคางบนผวผลผลตทางการเกษตร

ส าหรบเทคโนโลยพลาสมาอณหภมต านน แตเดมไดมการศกษาและพฒนา น ามาใชในวงการตาง ๆ ทงดานการบ าบ ดน า เสยทจะเกยวของกบสารสงเคราะหอนมล ไฮดรอกซล เพอมาสลายโมเลกลสารเคมทมความซบซอน

เชน สยอม ใหโมเลกลมความซบซอนนอยลง [7] หรอดานการพฒนาวสดชนดใหมใหมคณสมบตพเศษ เชนน าไฟฟาไดด น าหนกเบา มความแขงแรงสง โดยจะเกยวกบการสลายโมเลกลใหมขนาดเลกลง เชน การสงเคราะหอนภาคคารบอนนาโน [8] หรอดานการแพทยทมกจะเกยวของกบการสงเคราะหอนมลของไฮดรอกซลและไฮโดรเจนเพอรออกไซด เพอน ามาฆาเชอแบคทเรย[9] หรอท าลายเซลลมะเรง [10] ในปจจบนนกวจยเรมขยายขอบเขตการศกษา โดยน าเทคโนโลยพลาสมาอณหภมต ามาประยกตใชในดานการเกษตรโดยจะสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลในรปของเหลวทเรยกวาน าพลาสมา มาใชประโยชน เชน การฆาเชอแบคทเรยStaphylococcus aureus บนผวสตรอเบอรร [11] หรอเพอยบย งการเจรญเตบโตของเชอราบางชนดในเหด [4]

และยงมการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลเพอสลายโมเลกลของยาฆาแมลง เชน ไดคลอรวอส มาลาไทออน และเอนโดซลแฟน [12] เปนตน

โดยพลาสมาอณหภมต าสามารถออกแบบระบบไดหลายรปแบบ ซงพลาสมาไกลดงอารกเปนรปแบบหนงทสามารถสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลในรปน าพลาสมาไดโดยมจดเดน คอ สามารถสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลทมความเขมขนสง โดยทใชอปกรณราคาไมแพงนก และใชพลงงานไฟฟาต ากวา รวมถงสามารถพฒนาเขากบระบบอตสาหกรรมไดงายกวารปแบบอน [13] โดยปกตจะใชน ากลนเปนวตถดบในการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลในรปน าพลาสมา อยางไรกตามไดมการน าไมโครบบเบลมาใชเปนวตถดบแทน เพอเพมประสทธภาพการฆาเชอEscherichia coli ซงพบวาไมโครบบเบลมสวนชวยเสรมประสทธภาพในการยบย งการเจรญเตบโตของแบคทเรย อกท งยงชวยลดการใชพลงงานในการผลตน าพลาสมาดวย [14]

แมวาเทคโนโลยพลาสมาอณหภมต าจะมการศกษามานานครอบคลมหลากหลายสาขา แตการศกษาการใชเทคโนโลยพลาสมาอณหภมต าทางดานการเกษตรเปนสงใหมส าหรบวงการพลาสมาอณหภมต า และก าลงเปนท

สนใจในปจจบน ซงการศกษาการน าวธพลาสมาไกลดง-อารกมาใชรวมกบไมโครบบเบล เพอสงเคราะหอนมล ไฮดรอกซลยงมไมมาก และยงไมไดมการศกษาหาปจจยของระบบทสงผลตอประสทธภาพการสงเคราะหอนมล ไฮดรอกซลอยางจรงจง

ผ วจย จงสนใจศกษาเพอพฒนาการสง เคราะหอนมลไฮดรอกซลดวยระบบดงกลาวใหด ขน เพอใหสามารถน าไปใชลดสารพษตกคางบนพชผลการเกษตรไดอยางมประสทธภาพ และทราบแนวทางการพฒนาในอนาคตได

ทฤษฎทใชในงานวจย2.1 พลาสมาอณหภมต า (Non-Thermal Plasma)

พลาสมา คอ สถานะท 4 ของสสารซงอยในรปของกาซมประจ เพยงบางสวนหรอทงหมด ซงสามารถแบงได2 ประเภท ไดแก พลาสมาชนดอณหภมสง และพลาสมาชนดอณหภมต า [6, 15, 16] ส าหรบกระบวนการทตองการสรางอนมลอสระเพอน าไปใชประโยชน จะนยมสรางจากพลาสมาชนดอณหภมต า เ นองจากสามารถควบคมปฏกรยาเคมทเกดขนได โดยไมจ าเปนตองมกระบวนการการดบ และมประสทธภาพในการใชพลงงานสงกวาพลาสมาชนดอณหภมสง [17]

เทคโนโลยพลาสมาชนดอณหภมต าจะเกยวของกบการจายพลงงานไฟฟาแรงดนสงไปยงขวไฟฟา โดยกระท าผานตวกลาง ซงอาจเปนกาซหรอของเหลวชนดตาง ๆเพอใหเกดการดสชารจ จนสสารตวกลางไดรบพลงงานเกดการกอตวเปนสปชส ซงหมายถงสสารในสถานะพลาสมาชนดตาง ๆ เชน อเลกตรอน โฟตอน ไอออนโมเลกล และอนมลอสระ [18]

ปจจบนมการน าพลาสมาชนดอณหภมต ามากระท ากบของเหลว ในรปแบบการดสชารจละอองน าหรอไอของของเหลว โดยมขอดคอมอตราการแพรของสปชสลงสของเหลวไดดขน เนองจากมพนทผวสมผสระหวางสถานะกาซและของเหลวมาก และชวยลดการใชพลงงานลง [18]

โดยการดสชารจรปแบบดงกลาวไดแกวธพลาสมา-

พ.พฤฒกลป และ ค.เลกสกล

16

เชน สยอม ใหโมเลกลมความซบซอนนอยลง [7] หรอดานการพฒนาวสดชนดใหมใหมคณสมบตพเศษ เชนน าไฟฟาไดด น าหนกเบา มความแขงแรงสง โดยจะเกยวกบการสลายโมเลกลใหมขนาดเลกลง เชน การสงเคราะหอนภาคคารบอนนาโน [8] หรอดานการแพทยทมกจะเกยวของกบการสงเคราะหอนมลของไฮดรอกซลและไฮโดรเจนเพอรออกไซด เพอน ามาฆาเชอแบคทเรย[9] หรอท าลายเซลลมะเรง [10] ในปจจบนนกวจยเรมขยายขอบเขตการศกษา โดยน าเทคโนโลยพลาสมาอณหภมต ามาประยกตใชในดานการเกษตรโดยจะสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลในรปของเหลวทเรยกวาน าพลาสมา มาใชประโยชน เชน การฆาเชอแบคทเรยStaphylococcus aureus บนผวสตรอเบอรร [11] หรอเพอยบย งการเจรญเตบโตของเชอราบางชนดในเหด [4]

และยงมการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลเพอสลายโมเลกลของยาฆาแมลง เชน ไดคลอรวอส มาลาไทออน และเอนโดซลแฟน [12] เปนตน

โดยพลาสมาอณหภมต าสามารถออกแบบระบบไดหลายรปแบบ ซงพลาสมาไกลดงอารกเปนรปแบบหนงทสามารถสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลในรปน าพลาสมาไดโดยมจดเดน คอ สามารถสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลทมความเขมขนสง โดยทใชอปกรณราคาไมแพงนก และใชพลงงานไฟฟาต ากวา รวมถงสามารถพฒนาเขากบระบบอตสาหกรรมไดงายกวารปแบบอน [13] โดยปกตจะใชน ากลนเปนวตถดบในการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลในรปน าพลาสมา อยางไรกตามไดมการน าไมโครบบเบลมาใชเปนวตถดบแทน เพอเพมประสทธภาพการฆาเชอEscherichia coli ซงพบวาไมโครบบเบลมสวนชวยเสรมประสทธภาพในการยบย งการเจรญเตบโตของแบคทเรย อกท งยงชวยลดการใชพลงงานในการผลตน าพลาสมาดวย [14]

แมวาเทคโนโลยพลาสมาอณหภมต าจะมการศกษามานานครอบคลมหลากหลายสาขา แตการศกษาการใชเทคโนโลยพลาสมาอณหภมต าทางดานการเกษตรเปนสงใหมส าหรบวงการพลาสมาอณหภมต า และก าลงเปนท

สนใจในปจจบน ซงการศกษาการน าวธพลาสมาไกลดง-อารกมาใชรวมกบไมโครบบเบล เพอสงเคราะหอนมล ไฮดรอกซลยงมไมมาก และยงไมไดมการศกษาหาปจจยของระบบทสงผลตอประสทธภาพการสงเคราะหอนมล ไฮดรอกซลอยางจรงจง

ผ วจย จงสนใจศกษาเพอพฒนาการสง เคราะหอนมลไฮดรอกซลดวยระบบดงกลาวใหด ขน เพอใหสามารถน าไปใชลดสารพษตกคางบนพชผลการเกษตรไดอยางมประสทธภาพ และทราบแนวทางการพฒนาในอนาคตได

ทฤษฎทใชในงานวจย2.1 พลาสมาอณหภมต า (Non-Thermal Plasma)

พลาสมา คอ สถานะท 4 ของสสารซงอยในรปของกาซมประจ เพยงบางสวนหรอทงหมด ซงสามารถแบงได2 ประเภท ไดแก พลาสมาชนดอณหภมสง และพลาสมาชนดอณหภมต า [6, 15, 16] ส าหรบกระบวนการทตองการสรางอนมลอสระเพอน าไปใชประโยชน จะนยมสรางจากพลาสมาชนดอณหภมต า เ นองจากสามารถควบคมปฏกรยาเคมทเกดขนได โดยไมจ าเปนตองมกระบวนการการดบ และมประสทธภาพในการใชพลงงานสงกวาพลาสมาชนดอณหภมสง [17]

เทคโนโลยพลาสมาชนดอณหภมต าจะเกยวของกบการจายพลงงานไฟฟาแรงดนสงไปยงขวไฟฟา โดยกระท าผานตวกลาง ซงอาจเปนกาซหรอของเหลวชนดตาง ๆเพอใหเกดการดสชารจ จนสสารตวกลางไดรบพลงงานเกดการกอตวเปนสปชส ซงหมายถงสสารในสถานะพลาสมาชนดตาง ๆ เชน อเลกตรอน โฟตอน ไอออนโมเลกล และอนมลอสระ [18]

ปจจบนมการน าพลาสมาชนดอณหภมต ามากระท ากบของเหลว ในรปแบบการดสชารจละอองน าหรอไอของของเหลว โดยมขอดคอมอตราการแพรของสปชสลงสของเหลวไดดขน เนองจากมพนทผวสมผสระหวางสถานะกาซและของเหลวมาก และชวยลดการใชพลงงานลง [18]

โดยการดสชารจรปแบบดงกลาวไดแกวธพลาสมา-

16 17

96

ไกลดงอารก ซ งม จ ด เด น ค อ ไดพลาสมาท ม ความหนาแนนของสปชสสง ซงท าใหเกดสปชสหลายชนด และระบบไมซบซอน อปกรณราคาไมแพง [13, 19] ระบบพลาสมาไกลดงอารกมหลกการ คอ การจายพลงงานไฟฟาแรงดนสงไปยงขวไฟฟาทงอลออกจากกนใหเกดการอารกทจดทแคบทสดของชองวางระหวางขวไฟฟา และเปลวอารกจะเคลอนไปตามการไหลของกาซ ซงจะยาวขนตามแรงดนไฟฟาทสงขน โดยพลาสมาบรเวณดงกลาวจะเปนพลาสมาชนดอณหภมสงจนถงบรเวณ ๆ หนงเปน เสนแบงระหวางพลาสมาชนดอณหภมสงและอณหภมต า โดยจะเกดการสญเสยความรอนและความไมสมดลดานอณหภม บรเวณทเปนพลาสมาชนดอณหภมต า กาซทไหลอยางตอเนองจะผลกเปลวใหมความยาวมากขน ท าใหระบบตองการก าลงไฟฟามากขนเพอใหมความเสถยร เมอความยาวเปลวยาวจนสดความสามารถของแหลงจาย จนไมสามารถจายก าลงไฟฟาใหได ก าลงไฟฟาจะมคาลดลงและเปลวหดตว และคาแรงดนไฟฟาของระบบจะลดลงกลบมายงจดแบงทเรมเกดเปนพลาสมาชนดอณหภมต า ซงกระบวนการจะเกดแบบพลส ซงใชระยะเวลาในการเกด 10 ms ตอหนงรอบ [13, 17, 19]

2.2 กลไกการเกดอนมลของไฮดรอกซล อนมลไฮดรอกซล คอ รปทไรประจของไฮดรอก-

ไซดไอออน โดยอนมลไฮดรอกซลถอเปนสารทมความไวในการเกดปฏกรยากบสารประกอบอนทรยสงมาก โดยมฤทธรองมาจากฟลออรน แตมประสทธภาพสงกวาโอโซน สามารถน าไปประโยชนในทางวทยาศาสตรหลายดาน เชน การบ าบดน าเสย การท าใหพนผวไรเชอ การสลายโมเลกลสารอนทรย [5]

อนมลไฮดรอกซลเกดขนจากการเตมโมเลกลของน า ในกระบวนการดสชารจ ท าใหอเลกตรอนทมพลงงานสงไปชนโมเลกลของน า จนเกดการแตกตว เกดการไอออนไน-เซชน [20] และการกระต นแบบสนหรอแบบหมน [18] ดงสมการท 1-7

ปฏกรยาการแตกตว H2O + e−∗ →∙ OH + H ∙ + e− (1)

ปฏกรยาการเกดไอออน

H2O + e− → ∙ H2O+ + 2e− (2) H2O+ + H2O → H3O+ +∙ OH (3)

ปฏกรยาการกระตนแบบสนหรอแบบหมน

H2O + e− → H2O∗ + e− (4) H2O∗ + H2O → H2O + H ∙ + ∙ OH (5) H2O∗ + H2O → H2 + O ∙ +H2O (6) H2O∗ + H2O → 2H ∙ +O ∙ +H2O (7) อนมลอสระทเกดขนจะท าปฏกรยากนเอง เพอให

กลบสรปแบบทเสถยรหรอมครงชวตทยาวกวา เชน กาซไฮโดรเจน ไฮโดรเจนเพอรออกไซด และน า ดงสมการท 8-10

H ∙ +H ∙→ H2 (8) ∙ OH +∙ OH → H2O2 (9) H ∙ + ∙ OH → H2O (10)

อนมลไฮดรอกซลมกลไกการท าปฏ ก ร ย ากบสารอนทรย คอ การดงอะตอมของไฮโดรเจนออกจากโมเลกลสารอนทรยเ พอสรางโมเลกลน า และอนมลสารอนทรยชนดอน การจบกบโมเลกลน าไฟฟา กลายเปนโมเลกลทมพนธะทไมอมตว และการปลอยพลงงานโดยคายประจอเลกตรอน จากรปอนมลไฮดรอกซลกลายเปนไฮดรอกไซดดวยการท าปฏกรยากบสารอนทรย [18]

การตรวจสอบยนยนการเกดอนมลไฮดรอกซลสามารถท าไดจากการวดแสงจากเปลวพลาสมาโดยวธ ออพตคลอมสชนสเปกโทรมเตอร แตการวดความเขมขนของอนมลไฮดรอกซลโดยตรงคอนขางซบซอนกวา เนองจากเครองมอมราคาแพง และตองมความเชยวชาญ ในการใชเครองมอ วธการทไดรบความนยมจงเปนวธการวดทางออมดวยการดกจบอนมล [21] ซงจะเปนการประมาณอนมลไฮดรอกซลดวยความเขมขนสารเคมท เกดจากการท าปฏกรยาระหวางอนมลไฮดรอกซลกบสารทมความไวในการท าปฏกรยากบอนมลไฮดรอกซลสง แตไมท าปฏกรยากบอนมลชนดอน เชน กรดเทเรฟทาลก โดยเมอเตมสารดงกลาวไปท าปฏกรยากบอนมลไฮดรอกซล แลวจะไดกรดไฮดรอกซลเทเรฟทาลก [22] ดงสมการท 11

C6H4(COOH)2 + ･OH → C6H4COOH2OH (11)

พ.พฤฒกลป และ ค.เลกสกล

18

ไกลดงอารก ซ งม จ ด เด น ค อ ไดพลาสมาท ม ความหนาแนนของสปชสสง ซงท าใหเกดสปชสหลายชนด และระบบไมซบซอน อปกรณราคาไมแพง [13, 19] ระบบพลาสมาไกลดงอารกมหลกการ คอ การจายพลงงานไฟฟาแรงดนสงไปยงขวไฟฟาทงอลออกจากกนใหเกดการอารกทจดทแคบทสดของชองวางระหวางขวไฟฟา และเปลวอารกจะเคลอนไปตามการไหลของกาซ ซงจะยาวขนตามแรงดนไฟฟาทสงขน โดยพลาสมาบรเวณดงกลาวจะเปนพลาสมาชนดอณหภมสงจนถงบรเวณ ๆ หนงเปน เสนแบงระหวางพลาสมาชนดอณหภมสงและอณหภมต า โดยจะเกดการสญเสยความรอนและความไมสมดลดานอณหภม บรเวณทเปนพลาสมาชนดอณหภมต า กาซทไหลอยางตอเนองจะผลกเปลวใหมความยาวมากขน ท าใหระบบตองการก าลงไฟฟามากขนเพอใหมความเสถยร เมอความยาวเปลวยาวจนสดความสามารถของแหลงจาย จนไมสามารถจายก าลงไฟฟาใหได ก าลงไฟฟาจะมคาลดลงและเปลวหดตว และคาแรงดนไฟฟาของระบบจะลดลงกลบมายงจดแบงทเรมเกดเปนพลาสมาชนดอณหภมต า ซงกระบวนการจะเกดแบบพลส ซงใชระยะเวลาในการเกด 10 ms ตอหนงรอบ [13, 17, 19]

2.2 กลไกการเกดอนมลของไฮดรอกซล อนมลไฮดรอกซล คอ รปทไรประจของไฮดรอก-

ไซดไอออน โดยอนมลไฮดรอกซลถอเปนสารทมความไวในการเกดปฏกรยากบสารประกอบอนทรยสงมาก โดยมฤทธรองมาจากฟลออรน แตมประสทธภาพสงกวาโอโซน สามารถน าไปประโยชนในทางวทยาศาสตรหลายดาน เชน การบ าบดน าเสย การท าใหพนผวไรเชอ การสลายโมเลกลสารอนทรย [5]

อนมลไฮดรอกซลเกดขนจากการเตมโมเลกลของน า ในกระบวนการดสชารจ ท าใหอเลกตรอนทมพลงงานสงไปชนโมเลกลของน า จนเกดการแตกตว เกดการไอออนไน-เซชน [20] และการกระต นแบบสนหรอแบบหมน [18] ดงสมการท 1-7

ปฏกรยาการแตกตว H2O + e−∗ →∙ OH + H ∙ + e− (1)

ปฏกรยาการเกดไอออน

H2O + e− → ∙ H2O+ + 2e− (2) H2O+ + H2O → H3O+ +∙ OH (3)

ปฏกรยาการกระตนแบบสนหรอแบบหมน

H2O + e− → H2O∗ + e− (4) H2O∗ + H2O → H2O + H ∙ + ∙ OH (5) H2O∗ + H2O → H2 + O ∙ +H2O (6) H2O∗ + H2O → 2H ∙ +O ∙ +H2O (7) อนมลอสระทเกดขนจะท าปฏกรยากนเอง เพอให

กลบสรปแบบทเสถยรหรอมครงชวตทยาวกวา เชน กาซไฮโดรเจน ไฮโดรเจนเพอรออกไซด และน า ดงสมการท 8-10

H ∙ +H ∙→ H2 (8) ∙ OH +∙ OH → H2O2 (9) H ∙ + ∙ OH → H2O (10)

อนมลไฮดรอกซลมกลไกการท าปฏ ก ร ย ากบสารอนทรย คอ การดงอะตอมของไฮโดรเจนออกจากโมเลกลสารอนทรยเ พอสรางโมเลกลน า และอนมลสารอนทรยชนดอน การจบกบโมเลกลน าไฟฟา กลายเปนโมเลกลทมพนธะทไมอมตว และการปลอยพลงงานโดยคายประจอเลกตรอน จากรปอนมลไฮดรอกซลกลายเปนไฮดรอกไซดดวยการท าปฏกรยากบสารอนทรย [18]

การตรวจสอบยนยนการเกดอนมลไฮดรอกซลสามารถท าไดจากการวดแสงจากเปลวพลาสมาโดยวธ ออพตคลอมสชนสเปกโทรมเตอร แตการวดความเขมขนของอนมลไฮดรอกซลโดยตรงคอนขางซบซอนกวา เนองจากเครองมอมราคาแพง และตองมความเชยวชาญ ในการใชเครองมอ วธการทไดรบความนยมจงเปนวธการวดทางออมดวยการดกจบอนมล [21] ซงจะเปนการประมาณอนมลไฮดรอกซลดวยความเขมขนสารเคมท เกดจากการท าปฏกรยาระหวางอนมลไฮดรอกซลกบสารทมความไวในการท าปฏกรยากบอนมลไฮดรอกซลสง แตไมท าปฏกรยากบอนมลชนดอน เชน กรดเทเรฟทาลก โดยเมอเตมสารดงกลาวไปท าปฏกรยากบอนมลไฮดรอกซล แลวจะไดกรดไฮดรอกซลเทเรฟทาลก [22] ดงสมการท 11

C6H4(COOH)2 + ･OH → C6H4COOH2OH (11)

ซงสารประกอบดงกลาวมฤทธดดกลนแสงยวทความยาวคลน 310 nm ตามปรมาณความเขมขนทมในสารละลาย [23]

2.3 ไมโครบบเบล (Microbubble)

ไมโครบบเบล คอ ฟองอากาศขนาดจลภาค ซงมขนาดเสนผานศนยกลางของแตละฟองนอยกวา 100

ไมครอน ซงมคณสมบตเปนตวกลางทชวยใหการเกดปฏกรยาเคมมประสทธภาพมากขน เนองจากไมโคร-บบเบลชวยเพมอตราสวนพนผวสมผสระหวางสถานะของเหลวและกาซตอปรมาตรสง ท าใหสามารถขนถายมวลสารและความรอนไดด กอใหเกดผลลพธ เชน การแลกเปลยนไอออน และการเกดอนมลอสระ โดยไมโคร-บบเบลจะมขนาดเลกลงจนหายไป จดเดนของไมโคร-บบเบลอกอยางหนง คอ มความเรวการลอยตวขนสผวของเหลวต า ท าใหมเวลาส าหรบการขนถายมวลสารนานกวาฟองอากาศขนาดใหญ จงเปนเหตผลวาการผลตไมโคร-บบเบลใหมขนาดยงเลกยงด [24-26]

2.4 การออกแบบการทดลองการออกแบบแผนการทดลอง คอ เทคนคทางดาน

สถตรปแบบหนงทเกยวของกบการวางแผนการทดลองโดยเปลยนแปลงคาพารามเตอรของปจจยทสนใจ แลวน าผลการทดลองทไดมาว เคราะหดวยเทคนคทางสถตเพอทจะใหทราบความสมพนธระหวางตวแปรตนและตวแปรตาม ในกรณทศกษาปจจยจ านวนมากจะนยมใชการทดลองแฟกทอเรยลเชงเศษสวน ซงเปนการทดลองเพอศกษาผลกระทบปจจยมากกวา 2 ปจจย แตไมท าการทดลองครบทกกรณ โดยมขอดคอชวยลดการใชทรพยากรไดอยางมหาศาล ในขณะทยงคงแปลผลการทดลองไดมประสทธภาพ [27]

วธการด าเนนงานวจยงานวจยนไดท าการทดลองทหองปฏบตการพลาสมา

ซงต งอยทช น 1 อาคารวจยและถายทอดเทคโนโลยคณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเชยงใหม ซงเปนหองทดลองปดทมการควบคมหอง 25 องศาเซลเซยส และ

ความชนสมพทธ 50% แตการวดผลดวยวธการดกจบอนมลจะน าสารละลายไปกระท าทภาควชาจลวทยา ชน 8

อาคาร SCB2 คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยเชยงใหมโดยระบบการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลททมนกวจยมหาวทยาลยเชยงใหมไดออกแบบและพฒนาขนน นประกอบดวย 2 ระบบ คอ ระบบการท าใหตะกอนลอยดวยไฟฟา และระบบพลาสมาไกลดงอารก ดงน

ระบบการท าใหตะกอนลอยดวยไฟฟา เปนสวนหนงของระบบบ าบดน าเสยดวยไฟฟา โดยจะเตมสารบางชนดทท าหนาทชวยรวบรวมตะกอนทไมชอบน า แลวใชพลงงานไฟฟาดสชารจน า เ สยใหเ กดฟองกาซขนาดไมครอนไปจบกบตะกอน ท าใหตะกอนลอยตวเพอคดแยกทางกายภาพตอไป [28] ซงทางทมผวจยอาศยประโยชนจากจดนน าสวนหนงของระบบมาประยกตในการผลตไมโครบบเบล เพอเปนวตถดบส าหรบสงเคราะหอนมลไฮดรอกซล ซงระบบประกอบดวยขวไฟฟา 2 ขว ทท าจากเหลกกลาไรสนม ตงไวหางกนในระยะหางทเหมาะสมในบกเกอรทบรรจสารละลายน าไฟฟา และตอสายไฟเขากบแหลงจายก าลงไฟฟากระแสตรงแรงดนไฟฟาสงสด 1 kV

(ยหอ EN Technologies รน IDP-1010S ผลตในประเทศเกาหลใต) ดงรปท 1 เมอจายพลงงานไฟฟาทเหมาะสม จะท าใหเกดฟองอากาศในสารละลายปรมาณมากจนกลายเปนไมโครบบเบล

รปท 1 ระบบการผลตไมโครบบเบลดวยวธการท าใหตะกอนลอยดวยไฟฟา

18 19

96

ระบบพลาสมาไกลดงอา รก ทแสดงดง รปท 2

ประกอบดวยสวนวาลวปรบกาซ ซงเมอจายกาซอารกอนกาซอารกอนจะไหลไปตามทอลงไปในขวดแกวปด ซงอาจบรรจน ากลนหรอไมโครบบเบลไว ดวยแรงดนและการระเหยจะท าใหละอองน าไหลออกไปยงข วไฟฟาไกลดงอารกทตอกบแหลงจายก าลงไฟฟากระแสตรงแรงดนสงสด 8 kV (ยหอ F/ART รน IP44 ผลตในประเทศอตาล)

รปท 2 ระบบพลาสมาไกลดงอารก

รปท 3 ขวไฟฟาไกลดงอารก

ส าหรบข วไฟฟาในรปท 3 ประกอบดวยแผนข วทองแดงรปทรงโคง 2 ขว วางลออกหางกนโดยจดทใกลทสดมระยะหาง 3mm โดยมแผนอะครลกประกบกนเพอท าหนาทเปนฉนวนไฟฟา และใหข วไฟฟาเปนระบบปดใหกาซไหลผานไดเทาน น โดยเมอเปดแหลงจายไฟฟาจะเกดการอารกทบรเวณสวนทแคบทสดของขว เมอกาซไหลผานจะท าใหเปลวมขนาดยาวเกดขนเปนพลาสมาโซน

เมอละอองน าไหลผานบรเวณดงกลาวจะเกดปฏกรยาเคมกลายเปนน าพลาสมาไหลออกมา ซงสามารถน าขวดสชามารองรบได

ส าหรบการทดลองในงานวจยนประกอบดวยการทดลองหลายสวน ซงมรายละเอยดดงน3.1 การศกษาการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลในรปน าพลาสมาเบองตน

สวนแรกของการทดลองเบองตนผวจยตองการยนยนผลวาระบบพลาสมาไกลดงอารกทพฒนาขนมาน นสามารถสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลไดจรง จงไดทดลองสง เคราะหอนมลไฮดรอกซลโดยใชน ากลน (ยหอโพลสตาร ผลตในประเทศไทย) เปนวตถดบเตมในขวดแกวปรมาณ 600 mL โดยจะก าหนดคาก าลงไฟฟา 460 W

และปรบอตราการจายกาซอารกอนทอตรา 10 L/min

แลววดผลการทดลองดวย เค รองออพตคล อ มสชนส เ ป ก โท ร ม เ ต อ ร (ย ห อ Avantes ร นAvaSpec-

ULS2048CL-EVO ผลตในประเทศเนเธอรแลนด) วดแสงจากเปลวพลาสมาทเกดขน โดยสามารถระบสปชสทเกดขนในสภาวะพลาสมาได จง เ ปนว ธท ใชย นยนการเกดอนมลไฮดรอกซลทงายและสะดวก [29] โดยในระหวางการเดนเครองพลาสมาไกลดงอารก ผวจยไดวดแสงจากเปลวพลาสมาโดยตอหวโพรบรบแสงทบรเวณชองระหวางขวไฟฟา ก าหนดระยะเวลาการรวมแสงท 5 s

และบนทกคาทไดหลงจากยนยนผลแลว สวนถดมาผวจยตองการทราบ

วาการใชไมโครบบเบลเปนวตถดบแทนน ากลน ชวยเพมประสทธภาพการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลหรอไม และจะมการคงอยของอนมลเปนอยางไร ผ วจยจงทดลองเปรยบเทยบความแตกตางกรณใชน ากลน และไมโคร-บบเบลเปนวตถดบ โดยในการผลตไมโครบบเบลจะใชวธการท าใหตะกอนลอยดวยไฟฟา ซงเปนวธการผลตไมโครบบ เ บล ทสะดวกรวดเ รว แต จ า เ ปนตองใชสารละลายทน าไฟฟาในการผลต [28] ซงผวจ ยไดใชสารโซเดยมไบคารบอเนต (ยหอ Mcgarrett ผลตในประเทศไทย) ซงเปนสารเจอปนอาหารในการท าให

พ.พฤฒกลป และ ค.เลกสกล

20

ระบบพลาสมาไกลดงอา รก ทแสดงดง รปท 2

ประกอบดวยสวนวาลวปรบกาซ ซงเมอจายกาซอารกอนกาซอารกอนจะไหลไปตามทอลงไปในขวดแกวปด ซงอาจบรรจน ากลนหรอไมโครบบเบลไว ดวยแรงดนและการระเหยจะท าใหละอองน าไหลออกไปยงข วไฟฟาไกลดงอารกทตอกบแหลงจายก าลงไฟฟากระแสตรงแรงดนสงสด 8 kV (ยหอ F/ART รน IP44 ผลตในประเทศอตาล)

รปท 2 ระบบพลาสมาไกลดงอารก

รปท 3 ขวไฟฟาไกลดงอารก

ส าหรบข วไฟฟาในรปท 3 ประกอบดวยแผนข วทองแดงรปทรงโคง 2 ขว วางลออกหางกนโดยจดทใกลทสดมระยะหาง 3mm โดยมแผนอะครลกประกบกนเพอท าหนาทเปนฉนวนไฟฟา และใหข วไฟฟาเปนระบบปดใหกาซไหลผานไดเทาน น โดยเมอเปดแหลงจายไฟฟาจะเกดการอารกทบรเวณสวนทแคบทสดของขว เมอกาซไหลผานจะท าใหเปลวมขนาดยาวเกดขนเปนพลาสมาโซน

เมอละอองน าไหลผานบรเวณดงกลาวจะเกดปฏกรยาเคมกลายเปนน าพลาสมาไหลออกมา ซงสามารถน าขวดสชามารองรบได

ส าหรบการทดลองในงานวจยนประกอบดวยการทดลองหลายสวน ซงมรายละเอยดดงน3.1 การศกษาการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลในรปน าพลาสมาเบองตน

สวนแรกของการทดลองเบองตนผวจยตองการยนยนผลวาระบบพลาสมาไกลดงอารกทพฒนาขนมาน นสามารถสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลไดจรง จงไดทดลองสง เคราะหอนมลไฮดรอกซลโดยใชน ากลน (ยหอโพลสตาร ผลตในประเทศไทย) เปนวตถดบเตมในขวดแกวปรมาณ 600 mL โดยจะก าหนดคาก าลงไฟฟา 460 W

และปรบอตราการจายกาซอารกอนทอตรา 10 L/min

แลววดผลการทดลองดวย เค รองออพตคล อ มสชนส เ ป ก โท ร ม เ ต อ ร (ย ห อ Avantes ร นAvaSpec-

ULS2048CL-EVO ผลตในประเทศเนเธอรแลนด) วดแสงจากเปลวพลาสมาทเกดขน โดยสามารถระบสปชสทเกดขนในสภาวะพลาสมาได จง เ ปนว ธท ใชย นยนการเกดอนมลไฮดรอกซลทงายและสะดวก [29] โดยในระหวางการเดนเครองพลาสมาไกลดงอารก ผวจยไดวดแสงจากเปลวพลาสมาโดยตอหวโพรบรบแสงทบรเวณชองระหวางขวไฟฟา ก าหนดระยะเวลาการรวมแสงท 5 s

และบนทกคาทไดหลงจากยนยนผลแลว สวนถดมาผวจยตองการทราบ

วาการใชไมโครบบเบลเปนวตถดบแทนน ากลน ชวยเพมประสทธภาพการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลหรอไม และจะมการคงอยของอนมลเปนอยางไร ผ วจยจงทดลองเปรยบเทยบความแตกตางกรณใชน ากลน และไมโคร-บบเบลเปนวตถดบ โดยในการผลตไมโครบบเบลจะใชวธการท าใหตะกอนลอยดวยไฟฟา ซงเปนวธการผลตไมโครบบ เ บล ทสะดวกรวดเ รว แต จ า เ ปนตองใชสารละลายทน าไฟฟาในการผลต [28] ซงผวจ ยไดใชสารโซเดยมไบคารบอเนต (ยหอ Mcgarrett ผลตในประเทศไทย) ซงเปนสารเจอปนอาหารในการท าให

น า กลนสามารถน าไฟฟาได โดยผ วจยไดเ ตมสารโซเ ดยมไบคา รบอ เนต 4 . 2 g ลงในน ากลน 1 L

หยอนข วไฟฟาท ง 2 ข วลงไปในสารละลายโซเดยม-ไบคารบอเนต โดยก าหนดระยะหางข ว 4 เซนตเมตรจากน นตอสายไฟฟาและตรวจสอบความเรยบรอยของอปกรณ จากน น จงท าการเปดสวตช เค รอง ก าหนดแรงดนไฟฟาท 45 V โดยเดนเครองเปนระยะเวลา 10 min

โดยเมอเรมเดนเครองจะเกดฟองอากาศขนาดจลภาคจ านวนมากจนกลายเปนไมโครบบเบลภายในบกเกอรดงรปท 4 เมอผลตไมโครบบเบลเสรจแลวจงน าไปผลตน าพลาสมาเปรยบเทยบกบการใชน ากลน โดยจะก าหนดเงอนไขการทดลองไวเทากนทงสองกรณ คอ ก าลงไฟฟา460 W อตราการจายกาซอารกอน 10 L/min โดยทดลองซ า 3 ครง ส าหรบการวดผลการทดลองท ง 2 กรณจะเปรยบเทยบดวยการวดความเขมขนของไฮโดรเจน-เพอรออกไซดดวยชดทดสอบเพอรออกไซด (ยหอQUANTOFIX® รน Peroxide 2 5 ) ซ ง เ ปนว ธว ดทางออม เนองจากอนมลไฮดรอกซลเปนสารทไมเสถยรมการสลายตวอยตลอดเวลา ซงสารไฮโดรเจนเพอร-ออกไซดเปนรปทเสถยรทเกดจากอนมลไฮดรอกซลท าปฏกรยากนเอง ดงสมการท 9 จงสามารถใชประมาณแนวโนมอนมลไฮดรอกซลทเกดขนได โดยหากจมแผนทดสอบลงในน าพลาสมาทประกอบดวยไฮโดรเจนเพอร-ออกไซด แผนทดสอบจะเปลยนสจากสขาวเปนสน าเงนยงสน าเงนเขมหมายถงมความเขมขนไฮโดรเจนเพอร-ออกไซดสง โดยทมสมาตรฐานส าหรบเปรยบเทยบทขางบรรจภณฑ

รปท 4 การผลตไมโครบบเบลดวยวธการท าใหตะกอนลอยดวยไฟฟา

หลงจากททดลองเสรจ ผ วจยจงเลอกวตถดบมาทดลองสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลใหมโดยใชเงอนไขทดกวา ผลตน าพลาสมาใสขวดแกวประมาณ 5 mL แลวตรวจวดไฮโดรเจนเพอรออกไซดทนททผลตเสรจ และตรวจวดอยางตอเนองทระยะเวลา 2, 5, 10, 30, 60, 120

min โดยระหวางการวดซ าจะปดฝาทกครงหลงตรวจวดเสรจ และมการบนทกภาพแผนทดสอบดวยทกครง3.2 การทดลองเพอสมการท านายความเขมขนของกรดไฮดรอกซลเทเรฟทาลก

ก อนการทดลองคดกรอง ป จจย ท มน ยส าคญจ าเปนตองสรางสมการส าหรบแปลงคาการดดกลนแสงกรดไฮดรอกซลเทเรฟทาลกทวดดวยวธการดกจบอนมลกลบเปนคาความเขมขนของกรดไฮดรอกซลเทเรฟทาลกในหนวยหนงสวนในลานสวน (ppm) กอนทจะน าไปวเคราะหทางสถต

การทดลองเรมจากการเตมน ากลน 10 mL ลงในหลอดทดลองขนาดเลก แลวเตมสารกรดไฮดรอกซลเทเรฟ-ทาลกส าเรจรปเกรดมาตรฐาน (ยหอ Sigma-Aldrich

ผลตในประเทศสหรฐอเมรกา) 1 mg ลงในหลอดทดลองดงกลาว ซงท าใหสารละลายกรดไฮดรอกซลเทเรฟทาลกมความเขมขน 100 ppm จากนนจงดดสารละลายใสควเวททแลวน าไปวดคาการดดกลนแสงดวยเครองสเปกโทรโฟโต-มเตอร (ยหอ BOECO ผลตในประเทศเยอรมน) ทคาความยาวคลน 310 nm โดยท าซ า 3 ครง จากนนจงท าการเจอจางสารละลายโดยการเตมน ากลน และทดลองซ าทความเขมขน 50, 25, 10, 5 ppm ตามล าดบ จากนนจงน าคาเฉลยของคาดดกลนแสงทความเขมขนตาง ๆ มาสรางสมการ3.3 การทดลองคดกรองปจจยทมนยส าคญ

ในการทดลองศกษาเพอหาปจจยทมนยส าคญนนผว จ ยคดเลอกปจจ ยมาทดสอบจากกระบวนการผลตไมโครบบเบล 3 ปจจย คอ ปรมาณโซเดยมไบคารบอเนตระยะหางระหวางขวไฟฟา และระยะเวลาดสชารจ และเปนปจจยจากระบบไกลดงอารก 3 ปจจย คอ ก าลงไฟฟาอตราการจายกาซอารกอน และอตราสวนการผสมกาซ

20 21

96

ออกซเจน ผ วจยใชแผนการทดลองแบบแฟกทอเรยล เชงเศษสวน ทดลองจรงหนงในสสวนจากแฟกทอเรยลเตมจ านวน โดยการทดลองมทงสน 26-2 x 2 = 32 การทดลอง ซงสามารถลดการใชทรพยากรในการทดลองไดมาก ในขณะทการว เคราะหผลยงสามารถท าไดอยาง มประสทธภาพ โดยสามารถแสดงรายละเอยดการทดลองและการก าหนดสญลกษณไดดงตารางท 2

ตารางท 2 การออกแบบการทดลองเพอคดกรองปจจยทมนยส าคญ

ปจจยทสนใจศกษา คาพารามเตอร

หนวย คาต าสด (-)

คาสงสด (+)

ระยะเวลา (A) 5 15 min

ปรมาณโซเดยม ไบคารบอเนต (B) 2.1 4.2 g

ระยะหางขวไฟฟา (C) 2 4 cm

อตราการจายอารกอน (D) 5 9 L/min

อตราสวนการผสมกาซออกซเจน (E) 0 1 % Ar

ก าลงไฟฟา (F) 270 460 W

ผ ว จย ไดส ร า งแผนการทดลองแฟกทอ เ ร ยล

เชงเศษสวนดวยโปรแกรม MINITAB โดยไดตวเลขแสดงคณสมบตของตารางออกแบบการทดลอง คอ Resolution IV (2IV

6-2) ซงหมายถงผลกระทบหลก จะปะปนกบผลกระทบรวมสามทาง และผลกระทบรวมสองทางจะปนกนเอง ล าดบของการทดลองเปนแบบสมอยางสมบรณ และการทดลองมระดบความเชอมนท 95%

การทดลองแตละ เ ง อนไข เ รมจากการ เต รยม สารละลายกรดเทเรฟทาลก ซงไมละลายน าแตจะละลาย ในเบสแก โดยเตมน ากลนลงในบกเกอรแกว 125 mL แลวเตมสารโซเดยมไฮดรอกไซด (ยหอ RCI Labscan

ผลตในประเทศญ ปน ) 5 g แลว จงคอย ๆ เ ตมกรด เทเรฟทาลก (ยหอ Sigma-Aldrich ผลตในประเทศสหรฐอเมรกา) 8.3 g จากนนกวนดวยเครองกวนแมเหลกจนสารละลายเปนเนอเดยวกน

จากนนจงเตรยมตวอยางส าหรบใชเทยบคาดดกลนแสง โดยเตมน ากลนลงในบกเกอรแกว 1 L และเตม สารโซเดยมไบคารบอเนตตามเ งอนไขการทดลอง กวนสารละลายจนเปนเนอเดยวกน จากนนใชไมโคร- ปเปตดดสารละลายโซเดยมไบคารบอเนตและสารละลายกรดเทเรฟทาลกมาใสในขวดสชาในอตราสวน 1 : 1

ปดฝาขวดและเขยาใหเขากน เกบไวในทพนแสง โดย ท าการเตรยมตวอยางควบคมจ านวน 5 ตวอยางตอหนงเงอนไข

ถดมาน าสารละลายโซเดยมไบคารบอเนตทเหลอ มาผลตไมโครบบเบล โดยก าหนดแรงดนไฟฟาท 45 V และเดนเครองเปนระยะเวลาตามทเงอนไขการทดลองก าหนดไว เสรจแลวจงไมโครบบเบ ลลงในขวดแกวปรมาณ 750 mL และน าไปตอพวงกบระบบพลาสมา-ไกลดงอารก แลวจงเปดวาลวทอจายกาซอารกอนและออกซเจน โดยปรบอตราการจายกาซตามเงอนไขทก าหนดไว แลวจงท าการเปดสวตชเครอง และปรบคาก าลงไฟฟาตามเงอนไขการทดลอง โดยจะท าการอนเครอง 5 min เมอครบเวลาแลวจะน าทอน าออกตอกบขวดสชา ผลตจนไดประมาณ 40% ของขวด จงท าการปดเครองและเขยาสารใหเขากน จากนนท าการทดสอบเพอรออกไซดโดยการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลในรปน าพลาสมาสามารถแสดงกระบวนการไดรปท 5 เสรจแลวจงดดน าพลาสมาจากขวดสชาขวดเดมใสขวดสชาขวดใหม 3 mL และดดสารละลายกรดเทเรฟทาลกใสขวดสชา 3 mL ปดฝาและเขยาใหเขากน จากนนเขยนฉลากตดขวดและน าไปเกบในกลอง และน าอปกรณไปท าความสะอาดดวยน ากลน แลวเชดดวยแอลกอฮอล เพอใหพรอมใชงานในการทดลองเงอนไขถดไป

รปท 5 การสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลในรปน าพลาสมาดวยวธพลาสมาไกลดงอารก

เมอทดลองเสรจจงน าตวอยางไปวดคาดดกลนแสงทภาควชาจลชววทยา ชน 8 อาคาร SCB2 คณะวทยาศาสตรมหาวทยาลยเชยงใหม โดยในการวดผวจยใชวธวดซ า1 เงอนไขเทยบกบ 5 ตวอยางควบคม และการวดเทยบกบสารละลายควบคมจะวดสารละลายครงละ 3 mL 2 ครงโดยแตละครงจะท าการวดซ า 2 รอบ โดยสรปแลว1 เงอนไขการทดลองจะไดคาวดทงหมด 5 x 2 x 2 = 20

คา ซงจะน าคาทง 20 คานมาเฉลยใหกลายเปนคาเดยวหลงจากวดคาดดกลนแสงครบทกเงอนไข จงน าคา

วดดงกลาวไปหาคาเฉลย แลวน าคาเฉลยของแตละเงอนไขไปแทนคา y ในสมการ y = 0.0148x แลวแกสมการหาคา x ออกมาเปนความเขมขนของกรดไฮดรอกซลเทเรฟ-ทาลกในหนวย ppm เสรจแลวจงน าผลลพธทไดไปกรอกในโปรแกรม MINITAB เพอวเคราะหผล

ผลการศกษาวจย4.1 ผลการศกษาการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลในรปน าพลาสมาเบองตน

ผลการทดลองในสวนแรกหลงจากไดวดความเขมแสงทเกดขนดวยเครองออพตคลอมสชนสเปกโทรมเตอรสามารถแสดงผลการวดไดดง รปท 6 พบวาในการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลโดยจายกาซอารกอนทอตรา10 L/min มคาความเขมแสงทความยาวคลน 310 nm

เกดขนสง ซงคาพคดงกลาวแสดงถงการเกดอนมลไฮดรอก-ซลในสภาวะพลาสมาปรมาณมาก [29]

รปท 6 ผลการวดแสงพลาสมาดวยออพตคลอมชนสเปกโทรมเตอร

ดงนนจงหมายความวา ระบบพลาสมาไกลดงอารกสามารถสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลไดจรง

ผลการทดลองในสวนถดมา พบวาในกรณทใชน ากลนเปนวตถดบในการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลจะไดค าความเขมขนของไฮโดรเจนเพอรออกไซดประมาณ 25 ppm แตเมอน าไมโครบบเบลมาใชพบวาความเขมขนของไฮโดรเจนเพอรออกไซดมากกวา 25

ppm โดยสงเกตจากสของแผนทดสอบดงรปท 7 ทงนผลการทดลองไดสอดคลองกบงานวจยของ [25] ทกลาววาไมโครบบเบลจะชวยเพมพนผวทผวรวมระหวางสถานะของเหลวและกาซ ชวยใหอนมลไฮดรอกซลทเกดขนในพลาสมากาซสามารถละลายลงน าพลาสมา ซงเ ปนของ เหลวไดด ขน นอกจากนต วไมโครบบ เ บ ล เองสามารถสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลไดดวยกลไกการสลายตวเอง ดงน นการใชไมโครบบเ บลจงชวยเ พมประสทธภาพในการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลท งทางตรงและทางออม

พ.พฤฒกลป และ ค.เลกสกล

22

รปท 5 การสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลในรปน าพลาสมาดวยวธพลาสมาไกลดงอารก

เมอทดลองเสรจจงน าตวอยางไปวดคาดดกลนแสงทภาควชาจลชววทยา ชน 8 อาคาร SCB2 คณะวทยาศาสตรมหาวทยาลยเชยงใหม โดยในการวดผวจยใชวธวดซ า1 เงอนไขเทยบกบ 5 ตวอยางควบคม และการวดเทยบกบสารละลายควบคมจะวดสารละลายครงละ 3 mL 2 ครงโดยแตละครงจะท าการวดซ า 2 รอบ โดยสรปแลว1 เงอนไขการทดลองจะไดคาวดทงหมด 5 x 2 x 2 = 20

คา ซงจะน าคาทง 20 คานมาเฉลยใหกลายเปนคาเดยวหลงจากวดคาดดกลนแสงครบทกเงอนไข จงน าคา

วดดงกลาวไปหาคาเฉลย แลวน าคาเฉลยของแตละเงอนไขไปแทนคา y ในสมการ y = 0.0148x แลวแกสมการหาคา x ออกมาเปนความเขมขนของกรดไฮดรอกซลเทเรฟ-ทาลกในหนวย ppm เสรจแลวจงน าผลลพธทไดไปกรอกในโปรแกรม MINITAB เพอวเคราะหผล

ผลการศกษาวจย4.1 ผลการศกษาการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลในรปน าพลาสมาเบองตน

ผลการทดลองในสวนแรกหลงจากไดวดความเขมแสงทเกดขนดวยเครองออพตคลอมสชนสเปกโทรมเตอรสามารถแสดงผลการวดไดดง รปท 6 พบวาในการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลโดยจายกาซอารกอนทอตรา10 L/min มคาความเขมแสงทความยาวคลน 310 nm

เกดขนสง ซงคาพคดงกลาวแสดงถงการเกดอนมลไฮดรอก-ซลในสภาวะพลาสมาปรมาณมาก [29]

รปท 6 ผลการวดแสงพลาสมาดวยออพตคลอมชนสเปกโทรมเตอร

ดงนนจงหมายความวา ระบบพลาสมาไกลดงอารกสามารถสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลไดจรง

ผลการทดลองในสวนถดมา พบวาในกรณทใชน ากลนเปนวตถดบในการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลจะไดค าความเขมขนของไฮโดรเจนเพอรออกไซดประมาณ 25 ppm แตเมอน าไมโครบบเบลมาใชพบวาความเขมขนของไฮโดรเจนเพอรออกไซดมากกวา 25

ppm โดยสงเกตจากสของแผนทดสอบดงรปท 7 ทงนผลการทดลองไดสอดคลองกบงานวจยของ [25] ทกลาววาไมโครบบเบลจะชวยเพมพนผวทผวรวมระหวางสถานะของเหลวและกาซ ชวยใหอนมลไฮดรอกซลทเกดขนในพลาสมากาซสามารถละลายลงน าพลาสมา ซงเ ปนของ เหลวไดด ขน นอกจากนต วไมโครบบ เ บ ล เองสามารถสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลไดดวยกลไกการสลายตวเอง ดงน นการใชไมโครบบเ บลจงชวยเ พมประสทธภาพในการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลท งทางตรงและทางออม

22 23

96

รปท 7 การทดสอบเพอรออกไซดกรณใชน ากลน (ซาย)

และใช ไมโครบบเบล (ขวา) เปนวตถดบ

ผลการทดลองในสวนสดทาย พบวาเ มอใชแผนทดสอบเพอรออกไซดว ดน าพลาสมาทนททผลตไดแผนทดสอบมสเขมมากกวาทแผนทดสอบรองรบไดโดยแผนทดสอบสามารถตรวจวดความเขมขนของไฮโดรเจนเพอรออกไซดไดต งแต 0-25 ppm ดงน นหมายความวา ในน าพลาสมามความเขมขนของไฮโดรเจน-เพอรออกไซดมากกวา 25 ppm มาก ซงตอมาเมอวดซ าทชวงเวลา 10 min พบวามความเขมขนของไฮโดรเจนเพอรเหลอ 25 ppm และท 20 min เหลอเพยง 5 ppm และยงคงลดลงอยางตอเนอง จนกระทงเมอผานไป 120 min

ความเขมขนเหลอนอยกวา 0.1 ppm ดงรปท 8 โดยการทดลองท ง 3 ครงภายใตเงอนไขเดมใหผลการทดลองทใกลเคยงกน จงสรปไดวาในการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลภายใตเงอนไขดงกลาวอนมลไฮดรอกซลทอยในรปไฮโดรเจนเพอรออกไซดจะมแนวโนมความเขมขนลดลงและจะคงอยในน าพลาสมาไดประมาณ 120 min

Control 0min

10min

20 min

30 min

60 min

120 min

รปท 8 แผนทดสอบเพอรออกไซดทเวลาตาง ๆ

4.2 ผลการทดลองการสรางสมการท านายความเขมขนของกรดไฮดรอกซลเทเรฟทาลก

เ มอน าขอมล ทไดจากการวดมาเขาสมการในโปรแกรม MS Excel พบวาความสมพน ธ ทไดน นมลกษณะเปนแบบเชงเสนพบวาสมการทได คอ

𝑦𝑦 = 0.0148𝑥𝑥 (12)

ซง x คอ ความเขมขนของกรดไฮดรอกซลเทเรฟ-ทาลก ในหนวย ppm และ y คอ คาการดดกลนแสงผลทดสอบค าความ เ ชอมนของโม เดลพบวา มค าสมประสทธการตดสนใจ R-Square เทากบ 99.62%

ดงนน สมการนจงสามารถน าไปใชท านายได4.3 ผลการทดลองเพอคดกรองปจจยทมนยส าคญ

หลงจากท าการทดลองและวดผลเสรจสนครบท ง32 ตวอยาง แลวจงขอมลไปแทนในสมการท 12 พบวาคาเฉลยความเขมขนของกรดไฮดรอกซลเทเรฟทาลกมคาเทากบ 6.190 ppm โดยทความเขมขนของไฮโดรเจนเพอรออกไซดแตละการทดลองมคาประมาณ 10-25 ppm

จากนนจงน าผลลพธทไดไปวเคราะหความแปรปรวนดวยโปรแกรม MINITAB โดยก าหนดผลตอบ คอ คาความเขมขนของกรดไฮดรอกซลเทเรฟทาลกไดผลลพธดงตารางท 3

ตารางท 3 ผลการวเคราะหความแปรปรวนปจจยแฝง F-Value P-Value

LA 0.23 0.637LB 28.55 0.000LC 36.70 0.000LD 91.79 0.000LE 5.40 0.034LF 4.24 0.056

ปจจยในตารางท 3 จะเปนปจจยแฝงทประกอบดวยปจจยชนดอนปะปนกนอย โดยสามารถระบสวนประกอบของปจจยแฝงไดจากโครงสรางปจจยแฝง ดงตารางท 4

ตารางท 4 โครงสรางปจจยแฝงปจจยแฝง โครงสรางปจจยแฝง

LA A + BCE + DEF + ABCDFLB B + ACE + CDF + ABDEFLC C + ABE + BDF + ACDEFLD D + AEF + BCF + ABCDELE E + ABC + ADF + BCDEFLF F + ADE + BCD + ABCEF

พ.พฤฒกลป และ ค.เลกสกล

24

รปท 7 การทดสอบเพอรออกไซดกรณใชน ากลน (ซาย)

และใช ไมโครบบเบล (ขวา) เปนวตถดบ

ผลการทดลองในสวนสดทาย พบวาเ มอใชแผนทดสอบเพอรออกไซดว ดน าพลาสมาทนททผลตไดแผนทดสอบมสเขมมากกวาทแผนทดสอบรองรบไดโดยแผนทดสอบสามารถตรวจวดความเขมขนของไฮโดรเจนเพอรออกไซดไดต งแต 0-25 ppm ดงน นหมายความวา ในน าพลาสมามความเขมขนของไฮโดรเจน-เพอรออกไซดมากกวา 25 ppm มาก ซงตอมาเมอวดซ าทชวงเวลา 10 min พบวามความเขมขนของไฮโดรเจนเพอรเหลอ 25 ppm และท 20 min เหลอเพยง 5 ppm และยงคงลดลงอยางตอเนอง จนกระทงเมอผานไป 120 min

ความเขมขนเหลอนอยกวา 0.1 ppm ดงรปท 8 โดยการทดลองท ง 3 ครงภายใตเงอนไขเดมใหผลการทดลองทใกลเคยงกน จงสรปไดวาในการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลภายใตเงอนไขดงกลาวอนมลไฮดรอกซลทอยในรปไฮโดรเจนเพอรออกไซดจะมแนวโนมความเขมขนลดลงและจะคงอยในน าพลาสมาไดประมาณ 120 min

Control 0min

10min

20 min

30 min

60 min

120 min

รปท 8 แผนทดสอบเพอรออกไซดทเวลาตาง ๆ

4.2 ผลการทดลองการสรางสมการท านายความเขมขนของกรดไฮดรอกซลเทเรฟทาลก

เ มอน าขอมล ทไดจากการวดมาเขาสมการในโปรแกรม MS Excel พบวาความสมพน ธ ทไดน นมลกษณะเปนแบบเชงเสนพบวาสมการทได คอ

𝑦𝑦 = 0.0148𝑥𝑥 (12)

ซง x คอ ความเขมขนของกรดไฮดรอกซลเทเรฟ-ทาลก ในหนวย ppm และ y คอ คาการดดกลนแสงผลทดสอบค าความ เ ชอมนของโม เดลพบวา มค าสมประสทธการตดสนใจ R-Square เทากบ 99.62%

ดงนน สมการนจงสามารถน าไปใชท านายได4.3 ผลการทดลองเพอคดกรองปจจยทมนยส าคญ

หลงจากท าการทดลองและวดผลเสรจสนครบท ง32 ตวอยาง แลวจงขอมลไปแทนในสมการท 12 พบวาคาเฉลยความเขมขนของกรดไฮดรอกซลเทเรฟทาลกมคาเทากบ 6.190 ppm โดยทความเขมขนของไฮโดรเจนเพอรออกไซดแตละการทดลองมคาประมาณ 10-25 ppm

จากนนจงน าผลลพธทไดไปวเคราะหความแปรปรวนดวยโปรแกรม MINITAB โดยก าหนดผลตอบ คอ คาความเขมขนของกรดไฮดรอกซลเทเรฟทาลกไดผลลพธดงตารางท 3

ตารางท 3 ผลการวเคราะหความแปรปรวนปจจยแฝง F-Value P-Value

LA 0.23 0.637LB 28.55 0.000LC 36.70 0.000LD 91.79 0.000LE 5.40 0.034LF 4.24 0.056

ปจจยในตารางท 3 จะเปนปจจยแฝงทประกอบดวยปจจยชนดอนปะปนกนอย โดยสามารถระบสวนประกอบของปจจยแฝงไดจากโครงสรางปจจยแฝง ดงตารางท 4

ตารางท 4 โครงสรางปจจยแฝงปจจยแฝง โครงสรางปจจยแฝง

LA A + BCE + DEF + ABCDFLB B + ACE + CDF + ABDEFLC C + ABE + BDF + ACDEFLD D + AEF + BCF + ABCDELE E + ABC + ADF + BCDEFLF F + ADE + BCD + ABCEF

จากตารางท 3 การวเคราะหความแปรปรวนพบวาปจจยแฝง LB, LC, LD, LE มคา P-Value < 0.05 ดงน นปจจยแฝงดงกลาวจงมนยส าคญ ซงเมอพจารณาตารางท 4

พบวาปจจยแฝงกลมดงกลาวประกอบดวย การปนกนของผลกระทบระหวางปจจยหลก ปจจยรวม 3 และ 5 ทาง ซงปจจยทมนยส าคญนนจะมาจากปจจยอนดบตน ซงกคอปจจยหลก จงสามารถสรปไดวาปจจยทสงผลตอการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลอยางมนยส าคญ คอ ปรมาณโซเดยมไบคารบอเนต (B) ระยะหางระหวางขวไฟฟา (C)

อตราการจายกาซอารกอน (D) และอตราสวนการผสมกาซออกซเจน (E)

สรปงานวจยงานวจยนเกยวของกบการทดลองเพอศกษาการ

สง เคราะหอนมลไฮดรอกซลในน าพลาสมาดวยวธพ ล าสม า ไกล ด ง อ า ร ก และห า ป จ จ ย ท ส ง ผ ลต อประสทธภาพอนมลไฮดรอกซลอยางมนยส าคญ โดยในการทดลองจะเรมจากการศกษาการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลทเงอนไขตางๆ และหาพฤตกรรมการคงอยของอนมลไฮดรอกซล หลงจากนนจงท าการทดลองเพอคดกรองปจจยทมนยส าคญ โดยพบวาม 4 ปจจย ไดแกปรมาณโซเดยมไบคารบอเนต ระยะหางระหวางขวไฟฟาอตราการจายกาซอารกอน และอตราการผสมกาซออกซเจน

ขอเสนอแนะระบบการวดอนมลไฮดรอกซลในงานวจยนเปนการ

วดทางออม ซงเปนการประมาณอนมลไฮดรอกซล โดย

อางองจากความเขมขนของกรดไฮดรอกซลเทเลฟทาลกและไฮโดรเจนเพอรออกไซด ซงไมไดวดอนมลไฮดรอก-ซลโดยตรง จงท าใหทราบเพยงแนวโนมและปจจยทสงผลเทานน หากตองการทราบความเขมขนของอนมลไฮดรอก-ซลในน าพลาสมาโดยละเอยด จ าเปนตองใชวธอนในการวดเพมเตม และในการทดลองเมอสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลเสรจควรวดคาทนท เพอลดความคลาดเคลอนทเกดขน

ในอนาคตสามารถน างานวจยนไปศกษาตอไดอกหลายรปแบบ เชน การศกษาหาเงอนไขการทดลองทดทสดในการสงเคราะหอนมลไฮดรอกซลในรปน าพลาสมาดวยวธพลาสมาไกลดงอารกทใชไมโครบบเบลทผลตดวยว ธการท าใหตะกอนลอยดวยไฟฟา หรอการศกษาผลกระทบตอประสทธภาพการสงเคราะหอนมลไฮดรอก-ซลเมอใชไมโครบบเบลทผลตดวยวธอนเปนวตถดบ เมอใชกาซชนดอนจายเขาระบบ หรอเ มอใชแหลงจายก าลงไฟฟาชนดอน หรอการปรบปรงระบบใหมก าลงการผลตสงขน โดยทยงคงไวซงคณภาพของน าพลาสมา ซงจะเปนการพฒนาระบบพลาสมาใหมประสทธภาพดขนจนสามารถน าไปใชจรงในอตสาหกรรมได

กตตกรรมประกาศผวจยขอขอบคณส านกงานพฒนาการวจยการเกษตร

ทสนบสนนทนอดหนนงานวจย และขอขอบคณคณาจารยเจาหนาท คณะวศวกรรมศาสตร และคณะวทยาศาสตรมหาว ทยาล ย เชยง ใหม ท ใหค าแนะน าและเออเฟอเครองมออปกรณในการท าวจย

เอกสารอางอง[1] Thai-Pan. เอกสารประกอบการประชมวชาการเพอเตอนภยสารเคมก าจดศตรพชประจ าป 2558. การประชม

วชาการเพอเตอนภยสารเคมก าจดศตรพช: เครอขายเตอนภยสารเคมก าจดศตรพช, 2558.

[2] ส านกงานสาธารณะสขจงหวดล าปาง. ลางผก ผลไม ลดสารพษตกคาง. 2558.[3] Hu, Y., Bai, Y., Li, X. and Chen, J. Application of Dielectric Barrier Discharge Plasma for

Degradation and Pathways of Dimethoate in Aqueous Solution. Separation and Purification Technology. 2013; 120: 191-7.

24 25

96

[4] Xu, Y., Tian, Y., Ma, R., Liu, Q. and Zhang, J. Effect of Plasma Activated Water on the Postharvest Quality of Button Mushrooms, Agaricus Bisporus. Food Chemistry. 2016; 197(4): 36-44.

[5] Cheng, M., Zeng, G., Huang, D., Lai, C., Xu, P., Zhang, C. and Liu, Y. Hydroxyl Radicals Based Advanced Oxidation Processes (Aops) for Remediation of Soils Contaminated with Organic Compounds: A Review. Chemical Engineering Journal. 2016; 284: 582-98.

[6] Moreau, M., Orange, N. and Feuilloley, M.G.J. Non-Thermal Plasma Technologies: New Tools for Bio-Decontamination. Biotechnology Advances. 2008; 26(6): 610-7.

[7] Li, X., Wang, T., Qu, G., Liang, D. and Hu, S. Enhanced Degradation of Azo Dye in Wastewater by Pulsed Discharge Plasma Coupled with Mwcnts-Tio2/Γ-Al2O3 Composite Photocatalyst. Journal of Environmental Management. 2016; 172: 186-92.

[8] Kang, J., Li, O.L. and Saito, N. Synthesis of Structure-Controlled Carbon Nano Spheres by Solution Plasma Process. Carbon. 2013; 60: 292-8.

[9] Yamamoto, M., Nishioka, M. and Sadakata, M. Sterilization by H2O2 Droplets under Corona Discharge. Journal of Electrostatics. 2002; 55(2): 173-87.

[10] Attri, P., Kim, Y.H., Park, D.H., Park, J.H., Hong, Y.J., Uhm, H.S., Kim, K.N., Fridman, A. and Choi, E.H. Generation Mechanism of Hydroxyl Radical Species and Its Lifetime Prediction During the Plasma-Initiated Ultraviolet (UV) Photolysis. Scientific Reports. 2015; 5: 9332.

[11] Ma, R., Wang, G., Tian, Y., Wang, K., Zhang, J. and Fang, J. Non-Thermal Plasma-Activated Water Inactivation of Food-Borne Pathogen on Fresh Produce. Journal of Hazardous Materials. 2015; 300: 643-651.

[12] Sarangapani, C., Misra, N.N., Milosavljevic, V., Bourke, P., O’Regan, F. and Cullen, P.J. Pesticide Degradation in Water Using Atmospheric Air Cold Plasma. Journal of Water Process Engineering. 2016; 9: 225-32.

[13] El-Aragi, G.M. Gliding Arc Discharge (GAD) Experiment. 2009; [Online] Available: https://www.ispc-conference.org/ispcproc/papers/3.pdf

[14] Kim, H.S., Cho, Y.I., Hwang, I.H., Lee, D.H., Cho, D.J., Rabinovich, A. and Fridman, A. Use of Plasma Gliding Arc Discharges on the Inactivation of E. Coli in Water. Separation and Purification Technology. 2013; 120: 423-8.

[15] Scholtz, V., Pazlarova, J., Souskova, H., Khun, J. and Julak, J. Nonthermal Plasma - A Tool for Decontamination and Disinfection. Biotechnology Advances. 2015; 33(6, Part 2): 1108-1119.

[16] Sun, S.R., Wang, H.X., Mei, D.H., Tu, X. and Bogaerts, A. CO2 Conversion In A Gliding Arc Plasma: Performance Improvement Based on Chemical Reaction Modeling. Journal of CO2 Utilization. 2017; 17: 220-34.

[17] Fridman, A., Nester, S., Kennedy, L.A., Saveliev, A. and Mutaf-Yardimci, O. Gliding Arc Gas Discharge. Progress in Energy and Combustion Science. 1999; 25(2): 211-231.

[18] Jiang, B., Zheng, J., Qiu, S., Wu, M., Zhang, Q., Yan, Z. and Xue, Z. Review on Electrical Discharge Plasma Technology for Wastewater Remediation. Chemical Engineering Journal. 2014; 236: 348-368.

[19] El-Zein, E., Talaat, M., El-Aragi, G. and El-Amawy, A. Experimental Model to Study the Characteristics of Gliding Arc Plasma Reactor with Argon/Nitrogen. Journal of Electrical Engineering, 2015; 15: 64-67

[20] Kozáková, Z. Electric Discharges in Water Solutions. Brno: Brno University of Technology, 2011. [21] Lin, Z-R., Zhao, L. and Dong, Y-H. Quantitative Characterization of Hydroxyl Radical Generation

in a Goethite-Catalyzed Fenton-Like Reaction. Chemosphere. 2015; 141: 7-12. [22] Keswani, M., Raghavan, S., Govindarajan, R. and Brown, I. Measurement of Hydroxyl Radicals in

Wafer Cleaning Solutions Irradiated with Megasonic Waves. Microelectronic Engineering. 2014; 118: 61-5.

[23] Hirakawa, T., Yawata, K. and Nosaka, Y. Photocatalytic Reactivity for O2− and OH Radical

Formation in Anatase and Rutile TiO2 Suspension as the Effect of H2O2 Addition. Applied Catalysis A: General. 2007; 325(1): 105-11.

พ.พฤฒกลป และ ค.เลกสกล

26

[4] Xu, Y., Tian, Y., Ma, R., Liu, Q. and Zhang, J. Effect of Plasma Activated Water on the Postharvest Quality of Button Mushrooms, Agaricus Bisporus. Food Chemistry. 2016; 197(4): 36-44.

[5] Cheng, M., Zeng, G., Huang, D., Lai, C., Xu, P., Zhang, C. and Liu, Y. Hydroxyl Radicals Based Advanced Oxidation Processes (Aops) for Remediation of Soils Contaminated with Organic Compounds: A Review. Chemical Engineering Journal. 2016; 284: 582-98.

[6] Moreau, M., Orange, N. and Feuilloley, M.G.J. Non-Thermal Plasma Technologies: New Tools for Bio-Decontamination. Biotechnology Advances. 2008; 26(6): 610-7.

[7] Li, X., Wang, T., Qu, G., Liang, D. and Hu, S. Enhanced Degradation of Azo Dye in Wastewater by Pulsed Discharge Plasma Coupled with Mwcnts-Tio2/Γ-Al2O3 Composite Photocatalyst. Journal of Environmental Management. 2016; 172: 186-92.

[8] Kang, J., Li, O.L. and Saito, N. Synthesis of Structure-Controlled Carbon Nano Spheres by Solution Plasma Process. Carbon. 2013; 60: 292-8.

[9] Yamamoto, M., Nishioka, M. and Sadakata, M. Sterilization by H2O2 Droplets under Corona Discharge. Journal of Electrostatics. 2002; 55(2): 173-87.

[10] Attri, P., Kim, Y.H., Park, D.H., Park, J.H., Hong, Y.J., Uhm, H.S., Kim, K.N., Fridman, A. and Choi, E.H. Generation Mechanism of Hydroxyl Radical Species and Its Lifetime Prediction During the Plasma-Initiated Ultraviolet (UV) Photolysis. Scientific Reports. 2015; 5: 9332.

[11] Ma, R., Wang, G., Tian, Y., Wang, K., Zhang, J. and Fang, J. Non-Thermal Plasma-Activated Water Inactivation of Food-Borne Pathogen on Fresh Produce. Journal of Hazardous Materials. 2015; 300: 643-651.

[12] Sarangapani, C., Misra, N.N., Milosavljevic, V., Bourke, P., O’Regan, F. and Cullen, P.J. Pesticide Degradation in Water Using Atmospheric Air Cold Plasma. Journal of Water Process Engineering. 2016; 9: 225-32.

[13] El-Aragi, G.M. Gliding Arc Discharge (GAD) Experiment. 2009; [Online] Available: https://www.ispc-conference.org/ispcproc/papers/3.pdf

[14] Kim, H.S., Cho, Y.I., Hwang, I.H., Lee, D.H., Cho, D.J., Rabinovich, A. and Fridman, A. Use of Plasma Gliding Arc Discharges on the Inactivation of E. Coli in Water. Separation and Purification Technology. 2013; 120: 423-8.

[15] Scholtz, V., Pazlarova, J., Souskova, H., Khun, J. and Julak, J. Nonthermal Plasma - A Tool for Decontamination and Disinfection. Biotechnology Advances. 2015; 33(6, Part 2): 1108-1119.

[16] Sun, S.R., Wang, H.X., Mei, D.H., Tu, X. and Bogaerts, A. CO2 Conversion In A Gliding Arc Plasma: Performance Improvement Based on Chemical Reaction Modeling. Journal of CO2 Utilization. 2017; 17: 220-34.

[17] Fridman, A., Nester, S., Kennedy, L.A., Saveliev, A. and Mutaf-Yardimci, O. Gliding Arc Gas Discharge. Progress in Energy and Combustion Science. 1999; 25(2): 211-231.

[18] Jiang, B., Zheng, J., Qiu, S., Wu, M., Zhang, Q., Yan, Z. and Xue, Z. Review on Electrical Discharge Plasma Technology for Wastewater Remediation. Chemical Engineering Journal. 2014; 236: 348-368.

[19] El-Zein, E., Talaat, M., El-Aragi, G. and El-Amawy, A. Experimental Model to Study the Characteristics of Gliding Arc Plasma Reactor with Argon/Nitrogen. Journal of Electrical Engineering, 2015; 15: 64-67

[20] Kozáková, Z. Electric Discharges in Water Solutions. Brno: Brno University of Technology, 2011. [21] Lin, Z-R., Zhao, L. and Dong, Y-H. Quantitative Characterization of Hydroxyl Radical Generation

in a Goethite-Catalyzed Fenton-Like Reaction. Chemosphere. 2015; 141: 7-12. [22] Keswani, M., Raghavan, S., Govindarajan, R. and Brown, I. Measurement of Hydroxyl Radicals in

Wafer Cleaning Solutions Irradiated with Megasonic Waves. Microelectronic Engineering. 2014; 118: 61-5.

[23] Hirakawa, T., Yawata, K. and Nosaka, Y. Photocatalytic Reactivity for O2− and OH Radical

Formation in Anatase and Rutile TiO2 Suspension as the Effect of H2O2 Addition. Applied Catalysis A: General. 2007; 325(1): 105-11.

[24] Tesař, V. Microbubble Generation by Fluidics PART I: Development of the Oscillator. Colloquium FLUID DYNAMICS 2012, Institute of Thermomechanics AS CR, v.v.i., Prague, October 24 - 26, 2012.

[25] Parmar, R. and Majumder, S.K. Microbubble Generation and Microbubble-Aided Transport Process Intensification - A State-of-the-Art Report. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2013; 64: 79-97.

[26] Marui, T. An Introduction to Micro/Nano-Bubbles and their Applications. SYSTEMICS, CYBERNETICS AND INFORMATICS, 2013; 11(4): 68-73.

[27] สทศน ณ อยธยา, ป., เหลองไพบลย พ. การออกแบบและวเคราะหการทดลองลอง. กรงเทพฯ: ทอป, 2551. [28] Kyzas, G.Z. and Matis, K.A. Electroflotation Process: A Review. Journal of Molecular Liquids.

2016; 220: 657-64. [29] Kanazawa, S. and Furuki, T. Measurement of OH Radicals in Aqueous Solution Produced by

Atmospheric-pressure LF Plasma Jet. International Journal of Plasma Environmental Science and Technology, 2012; 6(2):166-171.

26 27

96