การวิเคราะห์ความคุ้มค่าในการจัดซื้อเครื่องวิเคราะห์บอมบ์ แคลอรีมิเตอร ์

โดย

นายสุชาติ พงษ์วดีรัตนกุล

วิทยานิพนธ์นี้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตร วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

สาขาวิชาเทคโนโลยีการจัดการพลังงานและสิ่งแวดล้อม ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์

ปีการศึกษา 2558 ลิขสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์

การวิเคราะห์ความคุ้มค่าในการจัดซื้อเครื่องวิเคราะห์บอมบ์ แคลอรีมิเตอร ์

โดย

นายสุชาติ พงษ์วดีรัตนกุล

วิทยานิพนธ์นี้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตร วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

สาขาวิชาเทคโนโลยีการจัดการพลังงานและสิ่งแวดล้อม ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์

ปีการศึกษา 2558 ลิขสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์

FEASIBILITY ANALYSIS OF BOMB CARLORIMETER PROCUREMENT

BY

MR. SUCHART PONGWADEERATTANAKUL

A THESIS SUBMITTED IN PARTIAL FULFILLMENT OF THE REQUIREMENTS FOR THE DEGREE OF MASTER OF ENGINEERING

(ENERGY AND ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY MANAGEMENT)

DEPARTMENT OF CHEMICAL ENGINEERING FACULTY OF ENGINEERING THAMMASAT UNIVERSITY

ACADEMIC YEAR 2015

COPYRIGHT OF THAMMASAT UNIVERSITY

(1)

หัวข้อวิทยานิพนธ์ การวิเคราะห์ความคุ้มค่าในการจัดซื้อเครื่องวิเคราะห์บอมบ์ แคลอรีมิเตอร์

ชื่อผู้เขียน นายสุชาติ พงษ์วดีรัตนกุล ชื่อปริญญา วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชา/คณะ/มหาวิทยาลัย เทคโนโลยีการจัดการพลังงานและสิ่งแวดล้อม

คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์

อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ ปีการศึกษา

รองศาตราจารย์ ดร.วันวิสาข์ สกลภาพ 2558

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพ่ือสร้างความสัมพันธ์สอบเทียบการวัดของเครื่องบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์, เพ่ือหาความสัมพันธ์ระหว่างขนาดต่างๆ ของตัวอย่างทดสอบจากกากผลผลิตทางการเกษตร (ใบอ้อยพันธ์ขอนแก่น 3) กับค่าความร้อนของการเผาไหม้ และเพ่ือศึกษาความเป็นไปได้ในทางเศรษฐศาสตร์ของการจัดซื้อเครื่องวิเคราะห์บอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ ส าหรับโครงการทดสอบค่าความร้อนของการเผาไหม้ของหน่วยงานเอกชนแห่งหนึ่ง จากทดสอบวัดค่าความร้อนด้วยสารมาตรฐาน 4 สาร สามารถสร้างสมการสอบเทียบที่มีค่า 𝑅2 เท่ากับ 0.9975 ทดสอบความแม่นย าของสมการสอบเทียบกับตัวอย่างใบอ้อยพันธุ์ขอนแก่น 3 พบว่าค่าความร้อนจริงหลังจากปรับค่าด้วยสมการสอบเทียบ มีค่ามากกว่าค่าความร้อนของใบอ้อยไม่ระบุสายพันธุ์(อ้างอิงจากกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน) 6.5 เปอร์เซนต์ ความสัมพันธ์สอบเทียบที่สร้างขึ้นเหมาะกับตัวอย่างทดสอบท่ีมีค่าความร้อนอยู่ในช่วง 2,000 ถึง 5,000 kcal/kg นอกจากนี้พบว่าขนาดของตัวอย่างที่ใช้ทดสอบหาค่าความร้อนจากการเผาไหม้ไม่มีผลกับค่าความร้อนของการเผาไหม้ที่วัดได้ ผลการศึกษาความคุ้มทุนในหารจัดซื้อเครื่องบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ โดยก าหนดระยะเวลาคืนทุนที่ภายใน 12 เดือนพบว่า จ านวนตัวอย่างที่รับบริการทดสอบต้องมีจ านวนไม่น้อยกว่า 20 ตัวอย่างต่อวัน เมื่อวิเคราะห์ความอ่อนไหวของต้นทุนที่เก่ียวข้องคือ ต้นทุนวัตถุดิบ ต้นทุนสาธารณูปโภคและต้นทุนด้านซ่อมบ ารุงที่มีต่อมูลค่าปัจจุบันสุทธิ พบว่าต้นทุนค่าซ่อมบ ารุงมีความอ่อนไหวมากที่สุด ในขณะที่มูลค่าปัจจุบันสุทธิ ไม่มีความอ่อนไหวอย่างมีนัยส าคัญเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงต้นทุนวัตถุดิบ และต้นทุนสาธารณูปโภค

(2)

ค าส าคัญ: เครื่องวิเคราะห์บอมบ์แคลอรีมิเตอร์, สอบเทียบการวัด, ค่าความร้อนของการเผาไหม้, การวิเคราะห์ความอ่อนไหว

(3)

Thesis Title FEASIBILITY ANALYSIS OF BOMB CALORIMETER PROCUREMENT

Author Mr. Suchart Pongwadeerattanakul Degree Master of Engineering Major Field/Faculty/University Energy and Environmental Technology

Management

Engineering Thammasat University

Thesis Advisor Academic Years

Associate Professor Wanwisa Skolpap, Ph.D. 2015

ABSTRACT

The purposes of this study was to construct a calibration curve of oxygen bomb calorimeter, to study the effect of sample size of waste agricultural biomass (sugarcane leaf Khon Kaen 3) on its heating value and to study economic feasibility of the investment of bomb calorimeter purchase for revenue-generating licensed analytical test services. The calibration curve of bomb calorimeter was constructed by four different known combusting values yielding the correlation coefficient (𝑅2) of 0.9975. To verify the accuracy of the calibration curve the calibrated heating value of sugarcane leaf was about 6.5% higher than heating value of unknown species of sugarcane leaf reported by the Department of Alternative Energy Development and Efficiency. The constructed calibration curve was suitable for measurement of sample with low heating value range of 2,000 and 5,000 kcal/kg. It was found that sample size had no significant effect on the measured heating values. In the investment feasibility of 12-month payback period for licensed analytical test services the break-even sample was 20 test samples/day. Moreover, the sensitivity analysis of costs of consumables, utilities and maintenance to the project net present value was studied. The maintenance cost was the most sensitive, whereas costs of consumables and utilities were significantly insensitive to the net present value.

(4)

Keywords: Bomb Calorimeter, Calibration curve, Heating value, and Sensitivity analysis

(5)

กิตติกรรมประกาศ

งานวิจัยนี้สามารถส าเร็จลุล่วงลงได้ด้วยดี เนื่องจากได้รับความกรุณาอย่างสูงจากท่านอาจารย์สองท่านด้วยกันคือ รองศาสตรจารย์ ดร. วันวิสาข ์สกลภาพ อาจารย์ที่ปรึกษางานวิจัย และรองศาสตรจารย์ ดร. นุรักษ์ กฤษดานุรักษ์ ที่ได้มอบความกรุณา ให้ความรู้ แนะน าแนวทางต่างๆ ค าปรึกษา ทุ่มเททั้งก าลังกายและให้ก าลังใจ ตลอดจนปรับปรุงแก้ไขข้อบกพร่องต่างๆ ด้วยความวิริยะอุตสาหะและความเอาใจใส่อย่างดียิ่ง ผู้วิจัยได้ตระหนักถึงความตั้งใจจริงและความทุ่มเทของท่านอาจารย์ทั้งสอง ซึ่งท าให้วิจัยนี้ส าเร็จไปได้ด้วยดี

นายสุชาติ พงษ์วดีรัตนกุล

(6)

สารบัญ หน้า

บทคัดย่อภาษาไทย (1)

บทคัดย่อภาษาอังกฤษ (3)

กิตติกรรมประกาศ (5)

สารบัญตาราง (9)

สารบัญภาพ (10)

บทที่ 1 บทน า 1

1.1 ความส าคัญและที่มาของงานวิจัย 1 1.2 วัตถุประสงค์ 2 1.3 ขอบเขตของการวิจัย 2 1.4 ประโยชน์ที่คิดว่าจะได้รับ 3

บทที่ 2 วรรณกรรมและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง 4

2.1 การวัดค่าความร้อนของการเผาไหม้ 4 2.1.1 โครงสร้างของเครื่องวิเคราะห์บอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ 6 2.1.2 การวิเคราะห์ทางอุณหพลศาสตร์ของเครื่องวิเคราะห์บอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ 7 2.1.3 Correction ในบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ 11 2.1.4 ค่าความร้อนของการเผาไหม้ของตัวอย่างทดสอบของบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ 14

2.2 การวิเคราะห์หาจุดคุ้มทุน 15 2.2 งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง 19

(7)

บทที่ 3 วิธีการวิจัย 21

3.1 สมมุติฐานของการแก้ปัญหา 22 3.2 จัดหารายละเอียดต่างๆเกี่ยวกับกระแสเงินสดที่ใช้ในการลงทุน 22

3.2.1 รายละเอียดต่างๆเก่ียวกับเครื่องมือวิเคราะห์ทดสอบและอุปกรณ์ประกอบ 22

3.2.2 รายละเอียดต่างๆเกี่ยวกับการด าเนินการใช้เครื่องทดสอบ 23

3.2.3 รายละเอียดเกี่ยวกับปริมาณการใช้ก๊าซออกซิเจน 23

3.2.4 รายละเอียดต่างๆเกี่ยวกับปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้า 25

3.2.5 สมมุติฐานการวิเคราะห์ด้านการเงิน 25

3.2.6 จัดท าแผนภาพกระแสเงินสด 27

3.2.7 ค านวณค่าปัจจุบันของเงินรวม 30 และวิเคราะห์ความอ่อนไหวของต้นทุนที่เกี่ยวข้อง

3.2.8 จัดท าความสัมพันธ์สอบเทียบ 31

ส าหรับการหาค่าความร้อนของผลผลิตทางการเกษตร

บทที่ 4 ผลการวิจัยและอภิปรายผล 34

4.1 การวิเคราะห์และประเมินผล 34 4.2 ผลการวิจัยและการวิเคราะห์ผล 35 4.3 การวิเคราะห์ความอ่อนไหว 35 4.4 ค่าความร้อนของกากผลผลิตทางการเกษตร 36

บทที่ 5 สรุปผลการวิจัยและข้อเสนอแนะ 38

5.1 สรุปผลการวิจัย 38 5.2 ข้อเสนอแนะ 39

รายการอ้างอิง 40

(8)

ภาคผนวก

ภาคผนวก ก ผลการทดสอบค่าความร้อนจากการเผาไหม้จากสถาบันส่งเสริมงานวิจัย 42

วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ภาคผนวก ข ข้อมูลของสารทดสอบที่ใช้ในงานวิจัย 43 ภาคผนวก ค การค านวณต่างๆที่เก่ียวกับการวิเคราะห์การเงินที่ใช้ในงานวิจัย 47 ภาคผนวก ง ตารางข้อมูลของค่าเงินปัจจุบันรวมของจ านวนตัวอย่าง 15,18 และ 20 51

ตัวอย่างทดสอบต่อวัน ภาคผนวก จ ตารางข้อมูลของการวิเคราะห์ความอ่อนไหว 54

ประวัติผู้เขียน 55

(9)

สารบัญตาราง

ตารางที่ หน้า 3.1 รายละเอียดต่างๆเก่ียวกับการด าเนินการใช้งานเครื่องทดสอบ 22 3.2 รายละเอียดการใช้พลังงงานไฟฟ้าของเครื่องมือวิเคราะห์และอุปกรณ์ 24 3.3 รายละเอียดสมมุติฐานทางด้านการเงิน 25 3.4 ค่าความร้อนที่วัดได้และค่าความร้อนมาตราฐาน 30 3.5 ค่าความร้อนที่ปรับแก้โดยสมการสอบเทียบและค่าความร้อนมาตราฐาน 32 4.1 ค่าความร้อนของผลิตผลทางการเกษตร 35 ง.1 ค่าเงินปัจจุบันรวมส าหรับจ านวนตัวอย่างทดสอบ 15, 18 และ 20 ตัวอย่าง 52 จ.1 ค่าปัจจุบันเงินรวมจ านวน20ตัวอย่างต่อวันที่ความอ่อนไหว ±15% 54

(10)

สารบัญภาพ

ภาพที่ หน้า 2.1 อุปกรณ์พ้ืนฐานของบอมบ์แคลอรี มิเตอร์ 6 2.2 การวิเคราะห์ทางอุณหพลศาสตร์ของบอมบ์แคลอรี มิเตอร์ 7 2.3 งานที่เกิดขึ้นในสภาวะต่างๆ 10 2.4 ลวดหลอมละลายและบรรทัดมาตราค่าพลังงานต่อความยาว 13 2.5 แผนภูมิการวิเคราะห์การลงทุน 15 3.1 รายละเอียดวัสดุสิ้นเปลืองของบอมบ์แคลอรี มิเตอร์ 21 3.2 แผนผังกระแสเงินสดของโครงการ 26 3.3 ความสัมพันธ์สอบเทียบเครื่องวิเคราะห์ความร้อนบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ 31 4.1 ความสัมพันธ์ระหว่างค่าเงินรวมปัจจุบันและล าดับเดือนที่พิจารณา 33 ที่จ านวนตัวอย่างทดสอบ 15, 18 และ 20 ตัวอย่างต่อวัน 4.2 ความอ่อนไหวของต้นทุนที่เก่ียวข้อง 34

1

บทที่ 1 บทน า

บทนี้จะกล่าวถึง ความส าคัญและท่ีมาของงานวิจัย ตลอดจนวัตถุประสงค์และขอบเขตของการศึกษาวิจัยนี้

1.1 ความส าคัญและที่มาของงานวิจัย

สืบเนื่องจากว่า ในบริษัทแห่งหนึ่งที่ด าเนินธุรกิจด้านการผลิตไฟฟ้าด้วยเชื้อเพลิงชีวมวล

มีความต้องการใช้เครื่องมือวิเคราะห์หาค่าพลังงานความร้อนจากการเผาไหม้ เนื่องจากเชื้อเพลิงต่างๆ ก่อนป้อนเข้าสู่เตาเผา มีความจ าเป็นต้องทราบค่าพลังงานความร้อนดังกล่าว ทั้งนี้เพ่ือให้กระบวนการควบคุมการเผาไหม้เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพและไม่ก่อให้เกิดมลพิษกับสิ่งแวดล้อม

เครื่องมือวิเคราะห์ค่าพลังงานความร้อนท่ีนิยมใช้ คือ เครื่องวิเคราะห์พลังงานความร้อนจากการเผาไหม้ชนิดบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ เป็นเครื่องมือที่ใช้หลักการของการเผาไหม้สารตัวอย่างในสภาวะออกซิเจนบริสุทธิ์สูง ท าให้เกิดการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ ได้ค่าพลังงานความร้อนออกมา อย่างไรก็ตามเครื่องมือวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์ มีราคาที่สูงมากและต้องการการซ่อมบ ารุงอย่างต่อเนื่อง จึงท าให้มีค่าใช้จ่ายทั้งค่าเครื่องมือวิเคราะห์และค่าซ่อมบ ารุงดูแลรักษา จัดเป็นต้นทุนในการลงทุนและต้นทุนในการด าเนินการ เพ่ือเป็นการประหยัดค่าใช้จ่ายและสร้างรายได้ให้กับบริษัท เพ่ือทดแทนค่าใช้จ่ายในการครอบครองเครื่องวิเคราะห์ค่าความร้อนแบบบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ จึงน าเครื่องมือวิเคราะห์มาใช้ตรวจสอบค่าพลังงานความร้อนจากการเผาไหม้จากสารตัวอย่างให้กับบริษัทหรือหน่วยงานอื่นๆจากภายนอกองค์กร การตรวจสอบค่าพลังงานความร้อนจากการเผาไหม้พร้อมกับออกใบรับรองการตรวจสอบมีความจ าเป็นต้องด าเนินการสร้างระบบมาตรฐาน ISO17025 ควบคู่กับการใช้งานเครื่องวิเคราะห์ เพ่ือใช้เป็นมาตรฐานในการออกใบรับรองการตรวจสอบ

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นศึกษาความเป็นไปได้ส าหรับการน าเครื่องมือวิเคราะห์ค่าความร้อนจากการเผาไหม้แบบบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ มาใช้ภายในองค์กรและรับงานทดสอบจากบริษัทภายนอก โดยใช้การหาจ านวนตัวอย่างทดสอบน้อยที่สุดที่ท าให้ระยะเวลาคืนทุนของเครื่องวิเคราะห์อยู่ภายใน 1 ปี และหาค่าความไวของตัวแปรอ่ืนๆที่เกี่ยวข้องกับต้นทุน ค่าวัสดุ ค่าสาธารณูปโภค พร้อมทั้งวิเคราะห์ค่าใช้จ่ายร่วมอ่ืนๆ ที่เก่ียวข้องกับการด าเนินการ คือ ค่าจ้างเจ้าหน้าที่ทดสอบ ค่าใช้จ่ายในการจัดท าระบบมาตรฐานISO17025

2

1.2 วัตถุประสงค์

1. เพ่ือสร้างความสัมพันธ์สอบเทียบการวัด (Calibration curve) ของเครื่องบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ และปรับปรุงความแม่นย าของการวัดค่าความร้อน

2. เพ่ือหาความสัมพันธ์ระหว่างขนาดต่างๆ ของตัวอย่างทดสอบจากกากผลผลิต ทางการเกษตร (ใบอ้อยพันธ์ขอนแก่น 3) กับค่าความร้อนของการเผาไหม้

3. เพ่ือหาจ านวนตัวอย่างทดสอบค่าความร้อนจากการเผาไหม้ต่อวัน ณ จุดคุ้มทุน ส าหรับเครื่องวิเคราะห์ค่าความร้อนจากการเผาไหม้บอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ รวมทั้งวิเคราะห์ความอ่อนไหวของตัวแปรต่างๆ ที่มีผลกับต้นทุนการด าเนินการ เช่น ต้นทุนค่าไฟฟ้า ต้นทุนค่าวัสดุและอุปกรณ์ และ ต้นทุนค่าซ่อมบ ารุง

1.3 ขอบเขตของการวิจัย

1. สร้างความสัมพันธ์สอบเทียบการวัด โดยใช้สารเคมีมาตรฐาน จ านวน 4 สาร

ส าหรับเครื่องวิเคราะห์บอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ ที่สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

2. ส่งตัวอย่างใบอ้อยพันธ์ขอนแก่น 3 เพื่อใช้เป็นตัวอย่างกากผลผลิตทาง การเกษตร ในการตรวจวัดค่าความร้อนของการเผาไหม้ โดยเตรียมให้มีขนาดต่างกัน 3 ขนาด มีจ านวนตัวอย่างทดสอบขนาดละ 10 ตัวอย่างเพ่ือหาค่าเฉลี่ย รวมจ านวนตัวอย่างทดสอบทั้งสิ้น 30 ขนาดทดสอบ เพ่ือหาความสัมพันธ์ระหว่างขนาดต่างๆ ของใบอ้อยพันธ์ขอนแก่น 3 กับค่าความร้อนของการเผาไหม้

3. ท าการวิเคราะห์การหาจ านวนตัวอย่างทดสอบต่อวัน ณ จุดคุ้มทุน (ภายใน 1 ปี) โดยรวบรวมข้อมูลต่างๆ ที่ใช้ในการวิเคราะห์ทางการเงิน จากแหล่งซื้อต่างๆ คือ ตัวแทนจ าหน่ายเครื่องวิเคราะห์ค่าความร้อนจากการเผาไหม้ชนิดบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ ยี่ห้อ Parr รุ่น 6400 ประเทศสหรัฐอเมริกา เครื่องอัดอากาศขนาดเล็กชนิดไร้น้ ามัน ยี่ห้อ Tiger รุ่น OS-50 ประเทศจีน และค่าไฟฟ้า ค่าวัสดุอุปกรณ์สิ้นเปลือง ค่าซ่อมบ ารุงเครื่องวิเคราะห์ค่าความร้อนจากการเผาไหม้ชนิดบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ และ การไฟฟ้าส่วนภูมิภาคส าหรับต้นทุนค่าพลังงานไฟฟ้า

3

1.4 ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

1. สร้างความสัมพันธ์สอบเทียบ เพ่ือใช้ค านวณหาค่าความร้อนจริงจากตัวอย่าง ทดสอบ

2. สามารถแสดงความสัมพันธ์ระหว่างขนาดของตัวอย่างทดสอบที่ได้จากกากผลผลิต ทางการเกษตรที่ขนาดต่างกันกับค่าความร้อนของการเผาไหม้

3. สามารถหาจ านวนตัวอย่างทดสอบต่ าท่ีสุด ที่ท าให้จุดคุ้มทุนอยู่ภายใต้ระยะเวลา ที่ก าหนดเพ่ือเป็นแนวทางส าหรับองค์กรที่ต้องการใช้เครื่องมือวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์เพ่ือจัดซื้อใช้ส าหรับงานวิจัยและทดสอบหรือรับทดสอบตัวอย่างจากหน่วยงานภายนอกเพ่ือสร้างรายได้ให้กับองค์กรอีกทางหนึ่งพร้อมกับแสดงข้อมูลประกอบในส่วนของความอ่อนไหวของการเปลี่ยนแปลงต้นทุนต่างๆ

4

บทที่ 2 วรรณกรรมและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง

บทนี้จะกล่าวถึงวรรณกรรมและงานวิจัยที่เก่ียวข้องกับการเครื่องวิเคราะห์บอมบ์

แคลอรีมิเตอร์และการวิเคราะห์ทางการเงิน

2.1 การวัดค่าความร้อนของการเผาไหม้

การหาค่าพลังงานความร้อนของตัวอย่างทดสอบเช่น อาหาร สารเคมี ผลผลิตทาง

การเกษตร ตัวอย่างทดสอบเหล่านี้มีพลังงานสะสมอยู่ในรูปของพลังงานเคมีตามองค์ประกอบทางเคมีของตัวอย่างทดสอบเหล่านั้น การหาค่าพลังงานความร้อนของตัวอย่างทดสอบมีวิธีการโดย น าตัวอย่างทดสอบมาเป็นเชื้อเพลิงโดยการเผาไหม้ในสภาวะการเผาไหม้ที่สมบูรณ์และไม่เกิดปฏิกิริยาต่อเนื่องที่ท าให้ค่าความร้อนต่างๆถูกใช้ไปในปฏิกิริยานั้นๆ ในปริมาตรที่ก าหนด ล้อมรอบด้วยน้ าบริสุทธิ์และไม่มีการถ่ายเทความร้อนระหว่างน้ าและสิ่งแวดล้อมภายนอก ท าให้สามารถทราบค่าความร้อนจากการเผาไหม้ของตัวอย่างทดสอบได้จากการค านวณหาปริมาณความร้อนที่ท าให้อุณหภูมิของน้ าที่อยู่ล้อมรอบห้องเผาไหม้สูงขึ้นเนื่องจากได้รับความร้อนจากการเผาไหม้

พลังงานความร้อนมีหน่วยวัดเป็น จูล แต่ส าหรับพลังงานความร้อนในตัวอย่างทดสอบจากเครื่องวิเคราะห์ความร้อนชนิดบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ โดยเฉพาะตัวอย่างทดสอบที่เป็นอาหาร นิยมวัดในหน่วยของ แคลอรี โดย 1 แคลอรีหมายถึงปริมาณความร้อนที่ท าให้น้ าบริสุทธิ์ 1 กรัมมี อุณหภูมิเพ่ิมข้ึน 1 องศาเซลเซียส kcal นิยมเขียนเป็น Calorie โดยใช้สัญลักษณ์ Cal และ กิโลแคลอรี่ kilocalorie (kcal) ใช้สัญลักษณ์ kcal 1 kcal มีค่าเท่ากับ 1,000 cal

จูล Joules เป็นอีกหนึ่งหน่วยที่นิยมวัดค่าพลังงานความร้อน โดย1 joule มีค่าเท่ากับ 0.239 cal หรือ 1cal มีค่าเท่ากับ 4.184 Joules

ค่าพลังงานความร้อนของตัวอย่างทดสอบ หมายถึง ในหนึ่งหน่วยน้ าหนักที่พิจารณา(กรัม) เมื่อมีการเผาไหม้ที่สมบูรณ์จะให้พลังงานความร้อนตามค่าทดสอบนั้น ดังนั้นค่าพลังงานความร้อนของตัวอย่างทดสอบที่มีค่ามาก บ่งบอกถึงการใช้เชื้อเพลิงในการเผาไหม้ในปริมาณท่ีน้อยเพ่ือให้ได้ปริมาณความร้อนที่ต้องการ ในขณะที่ค่าพลังงานความร้อนของตัวอย่างทดสอบที่มีค่าน้อย จึงต้องใช้ปริมาณเชื้อเพลิงที่มีปริมาณมาก เพ่ือให้ได้ปริมาณความร้อนตามที่ต้องการของกระบวนการเผาไหม้

5

การวัดค่าพลังงานความร้อนสามารถท าได้หลายวิธี ส่วนใหญ่ที่เป็นที่นิยมคือ ใช้เครื่องมือที่เรียกว่า บอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ (bomb calorimeter) ซึ่ง เป็นการวัดพลังงานความร้อนที่สะสมอยู่ในตัวอย่างทดสอบโดยท าการเผาไหม้ภายใต้สภาวะที่มีออกซิเจนบริสุทธิ์สูง (ร้อยละ99.5)อยู่ภายในปริมาตรที่ก าหนด ล้อมรอบด้วยน้ าที่ทราบปริมาณเพ่ือตรวจหาอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไปก่อนและหลังการเกิดปฎิกิริยา อุปกรณ์ท้ังหมดบรรจุอยู่ในภาชนะท่ีหุ้มฉนวน (ไม่มีการถ่ายเทความร้อนระหว่างเครื่องมือวิเคราะห์และสิ่งแวดล้อมในบริเวณท่ีทดสอบ) เมื่อทราบปริมาณน้ าและอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไปรวมทั้งน้ าหนักของสารตัวอย่างที่ใช้ในการทดสอบ ท าให้สามารถค านวณหาค่าพลังงานความร้อนต่อหน่วยน้ าหนักของสารทดสอบได้

Bomb calorimeter เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการหาพลังงานที่ได้จากการเผาไหม้ (enthalpy of combustion) สมการที่ (1) เป็นปฏิกิริยาการเผาไหม้สารในกลุ่ม ไฮโดรคาร์บอน

(𝐶𝑥𝐻𝑦𝑂𝑧)𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑 + (2𝑥 +𝑦

2− 𝑧) 𝑂2𝑔𝑎𝑠

→ (𝑥)𝐶𝑂2𝑔𝑎𝑠+ (𝑦)𝐻2𝑂𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑 (1)

ปฏิกิริยาการเผาไหม้ (combustion reaction) ส่วนใหญ่จะเป็นการให้พลังงาน ดังนั้น

ค่าพลังงานต่อหน่วยมวลที่เกิดจากการเผาไหม้ (enthalpy of combustion) จึงมีค่าเป็นลบ เนื่องจากเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน (Exothermic Reaction)

หลักการท างานของบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ ใช้หลักการของ direct calorimetry ซึ่งเป็นการวัดปริมาณความร้อนที่ปลดปล่อยออกมาเม่ือการเผาไหม้เกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ ตัวอย่างทดสอบจะถูกบรรจุในลูกเผาไหม้ (chamber) และ เติมบรรจุ (charged) ด้วยออกซิเจนบริสุทธิ์ภายใต้ ความดันสูง (high pressure) จากนั้นเริ่มต้นการจุดระเบิดโดยให้กระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านลวดความร้อน (fuse wire) และท าให้เกิดการจุดระเบิด (ignition) ตัวอย่างทดสอบ เนื่องจากเครื่องวิเคราะห์บอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ถูกหุ้มด้วยฉนวนเพื่อป้องกัน ไม่ให้ความร้อนถ่ายเทออกไปสู่สภาวะแวดล้อม การเพ่ิมขึ้นของอุณหภูมิของน้ าที่อยู่รอบลูกเผาไหม้ท าให้ทราบปริมาณความร้อนท่ีปลดปล่อยจากตัวอย่างทดสอบ

6

2.1.1 โครงสร้างของเครื่องวิเคราะห์บอมบ์ แคลอรีมิเตอร์

ภาพที่ 2.1 อุปกรณ์พ้ืนฐานของบอมบ์แคลอรี มิเตอร์ (Bomb calorimeter), ที่มา : http://www.chem.hope.edu/~polik/Chem345-2000/bombcalorimetry.htm

โครงสร้างภายในของบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ ดังภาพที่ 2.1 ประกอบด้วย stainless steel bomb (ภายในบรรจุตัวอย่างทดสอบที่ต้องการหาค่าพลังงาน และ ออกซิเจน โดยมีน้ าอยู่รอบลูกเผาไหม้ ติดตั้งเทอร์โมมิเตอร์แบบความละเอียดสูงและอุปกรณ์กวนน้ า (stirrer) ทั้งหมดจะถูกหุ้มด้วย ฉนวนเพื่อป้องกันไม่ให้ความร้อนจากเครื่องวิเคราะห์ ถ่ายเทไปยังสภาวะแวดล้อม ดังนั้นค่าความร้อนที่ถ่ายเทออกสู่สภาวะแวดล้อม( 𝑞𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 ) จึงมีค่าเท่ากับศูนย์ เนื่องจาก อุปกรณ์ของบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ ท าจากเหล็กกล้าไร้สนิม (stainless steel)ที่มีความแข็งแรง ถือว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงปริมาตรเมื่อเกิดปฏิกิริยา

7

2.1.2 การวิเคราะห์ทางอุณหพลศาสตร์ของเครื่องวิเคราะห์บอมบ์ แคลอรีมิเตอร์

ภาพที่ 2.2 การวิเคราะห์ทางอุณหพลศาสตร์ของบอมบ์แคลอรี มิเตอร์

การเผาไหม้จะเกิดภายใต้สภาวะที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงปริมาตร (constant volume)

จึงไม่เกิดงาน (𝑊𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 ) ขึ้น มีค่าเท่ากับศูนย์

𝑄𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 = 0 𝑊𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 = − ∫ 𝑃 𝑑𝑣 = 0

ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน (internal energy) ส าหรับ calorimeter,

(Δ𝑈) จึงมีค่าเท่ากับศูนย์

∆𝑈𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 = 𝑄𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 + 𝑊𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 (1)

เมื่อ

𝑄𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 คือ ความร้อนที่เกิดข้ึนจากบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ 𝑊𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 คือ งานที่เกิดขึ้นภายในบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ 𝑃 คือ ความดันเกิดขึ้นภายในบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ 𝑑𝑣 คือ การเปลี่ยนแปลงปริมาตรภายในบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ Δ𝑈 คือ การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์

8

การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน ∆𝑈 เนื่องจากบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ ถูกออกแบบให้ไม่มีความร้อนเคลื่อนที่เข้าและออกจากสิ่งแวดล้อม (น้ าในภาชนะ) โดยการหุ้มด้วยฉนวน จึงสามารถกล่าวได้ว่าปฏิกิริยาการเผาไหม้ (combustion reaction) คือ ตัวอย่างทดสอบเผาไหม้กับก๊าซออกซิเจนจัดเป็นระบบ (system) และส่วนที่เหลือของ แคลอรีมิเตอร์ จัดเป็นสภาวะแวดล้อม (surrounding) การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของปฏิกิริยาการเผาไหม้ภายในลูกเผาไหม้สามารถค านวณได้จาก

𝑑𝑈𝑡𝑜𝑡 = 𝑑𝑈𝑠𝑦𝑠 + 𝑑𝑈𝑆𝑢𝑟𝑟 = 0

−𝑑𝑈𝑠𝑦𝑠 = 𝑑𝑈𝑆𝑢𝑟𝑟

= [(𝜕𝑈

𝜕𝑇)

𝑣𝑑𝑇 + (

𝜕𝑈

𝜕𝑉)

𝑝𝑑𝑉]

เมื่อ 𝑑𝑈𝑡𝑜𝑡 คือ การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในทั้งหมดท่ีเกิดข้ึน 𝑑𝑈𝑠𝑦𝑠 คือ การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของระบบ 𝑑𝑈𝑆𝑢𝑟𝑟 คือ การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของสภาวะแวดล้อม

(𝜕𝑈

𝜕𝑇)

𝑣𝑑𝑇 คือ การเปลี่ยนแปลงปริมาตรภายในที่ปริมาตรคงที่

(𝜕𝑈

𝜕𝑉)

𝑝𝑑𝑉 คือ การเปลี่ยนแปลงปริมาตรภายในที่ความดันคงท่ี

เนื่องจากไม่มีการเปลี่ยนแปลงปริมาตร, 𝑑𝑣 = 0

𝑑𝑈𝑠𝑦𝑠 = −𝐶𝑣𝑑𝑇 (2) เมื่อ

𝐶𝑣 คือค่าความจุความร้อน(heat capacity)ของสภาวะแวดล้อม

𝑑𝑇 คือ อุณหภูมิของสภาวะแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง

9

การเปลี่ยนแปลงพลังงานต่อหน่วยมวล (Enthalpy, ∆𝐻)

จากค านิยามของพลังงานต่อหน่วยมวล

∆𝐻 = ∆𝑈 + 𝑃∆𝑣 (3)

งานจากการเปลี่ยนแปลงปริมาตร (𝑃∆𝑣)

ในกรณีของเหลวและของแข็งที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงปริมาตร ~0 ดังนั้น

∆𝐻 = ∆𝑈 (4)

ในกรณีของ ideal gas

∆𝐻 = ∆𝑈 + 𝑅𝑇∆𝑛𝑔𝑎𝑠 (5) เมื่อ

∆𝐻 คือ การเปลี่ยนแปลงพลังงานต่อหน่วยมวล ∆𝑈 คือ การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในต่อหน่วยมวล 𝑃∆𝑣 คือ งานจากการเปลี่ยนแปลงพลังงานปริมาตร 𝑅 คือ ค่าคงท่ีของก๊าซ 𝑇 คือ อุณหภูมิของก๊าซ ∆𝑛𝑔𝑎𝑠 คือ การเปลี่ยนแปลงจ านวนโมลของก๊าซ

ความแตกต่างระหว่าง ∆𝑈 และ ∆𝐻 ในสมการที่ (5) อธิบายได้ดังนี้

∆𝑈 = 𝑞𝑣 คือความร้อนที่ถ่ายเทภายใต้สภาวะที่มีปริมาตรคงท่ี(constant volume) ∆𝐻 = 𝑞𝑝 คือความร้อนที่ถ่ายเทภายใต้สภาวะที่มีความดันคงท่ี (constant pressure) ดังนั้นความแตกต่างระหว่าง 𝑈 และ 𝐻 ขึ้นอยู่กับงานที่สามารถเกิดภายใต้สภาวะที่มี

ปริมาตรคงที่ (constant volume condition)

10

ภาพที่ 2.3 งานที่เกิดขึ้นในสภาวะต่างๆ

กรณีพิจารณาต่างๆของระบบที่มีก๊าซ

1. ในกรณีที ่𝑛𝑔𝑎𝑠 > 0

ตัวอยางเช่นระบบมีการขยายตัวระหว่างการ เกิดปฏิกิริยา พลังงานบางส่วนจะถูกปลดปล่อยในรูปของงานภายใต้สภาวะความดันคงที่ (constant pressure) ดังนั้นความร้อนที่ถูกปลดปล่อยจะน้อยกว่าที่สภาวะปริมาตรคงท่ี(constant volume) จากสมการที่ (5) เมื่อ Heat released < energy released

−∆𝐻 < −∆𝑈 ∆𝐻 > ∆𝑈

ดังนั้นเมื่อระบบมีการขยายตัวเกิดข้ึนพลังงานส่วนหนึ่งของการเผาไหม้ (ระบบ)จะสูญเสียให้กับงานที่เกิดข้ึนจากการเปลี่ยนแปลงปริมาตร พลังงานความร้อนของระบบที่ปลดปล่อยออกมาจึงมีค่าน้อยลง

11

2. ในกรณีที่ 𝑛𝑔𝑎𝑠 < 0 ตัวอย่างเช่น ระบบมการหดตัว (system contracts) ระหว่างการ เกิดปฏิกิริยา ใน

กรณีนี้สิ่งแวดล้อมท างานให้ระบบกล่าวคือมีงานจากสิ่งแวดล้อม จากสมการที่ (5) เมื่อ Heat released > energy released

−∆𝐻 > −∆𝑈

∆𝐻 < ∆𝑈

ดังนั้นเมื่อระบบมีการหดตัวเกิดขึ้นระบบได้รับงานจากสภาวะแวดล้อมท าให้ พลังงานความร้อนของระบบที่ปลดปล่อยออกมาจึงมีค่ามากข้ึน

การสอบเทียบแคลอรี มิเตอร์ (calibration of calorimeter) การวัดค่า 𝑐𝑣ของแคลอรีมิเตอร์ (calorimeter) ท าได้โดยการเผาไหม้สารมาตรฐานที่

ทราบค่า ∆𝑈

สารที่นิยมน ามาใช้ในการสอบเทียบคือ กรดเบนโซอิก(benzoic acid)

∆𝑚𝑏𝑒𝑛𝑧𝑜𝑖𝑐 𝑎𝑐𝑖𝑑∆𝑈𝑏𝑒𝑛𝑧𝑜𝑖𝑐 𝑎𝑐𝑖𝑑 = 𝑚𝑏𝑒𝑛𝑧𝑜𝑖𝑐 𝑎𝑐𝑖𝑑 × 6,318 [𝑐𝑎𝑙

𝑔]

= 𝑐𝑣∆𝑇 (6)

2.1.3 Correction ในบอมบ์แคลอรี มิเตอร์

Correction ในบอมบ์แคลอรี มิเตอร์แบ่งออกเป็นสองส่วนคือการเผาไหม้ลวดหลอมละลายและการเกิดกรดไนตริกจากความร้อนสูงจากการเผาไหม้โดยมีรายละเอียดดังต่อไปนี้

12

การเผาไหม้ลวดหลอมละลาย (combustion of fuse wire) ลวดหลอมละลายส าหรับบอม์บแคลอรีมิเตอร์ประกอบด้วยนิเกิล (Nickel) และ

เหล็ก (iron) เป็นองค์ประกอบปฏิกิริยาการเผาไหม้ของหลวดหลอมละลายเป็นไปตามสมการที่ (7) และ (8)

Ni +

1

2O2 NiO (7)

2Fe + 3

2O2 Fe2O3 (8)

ปริมาณความร้อนที่ปลดปล่อยจากการเผาไหม้ลวดหลอมละลายหาได้จาก

∆𝑈 = ∆𝑈𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒𝑚𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒 + ∆𝑈𝑏𝑢𝑟𝑛 𝑓𝑢𝑠𝑒𝑚𝑏𝑢𝑟𝑛 𝑓𝑢𝑠𝑒

= −𝑐𝑣∆𝑇 (9)

สามารถหาน้ าหนักของลวดหลอมละลายที่เผาไหม้ โดยการชั่งน้ าหนัก fuse ก่อน

และหลังการเผาไหม้ ในทางปฏิบัติผู้ผลิตบอมบ์แคลอรีมิเตอร์จะใช้วิธีหาค่าความร้อนโดยการวัดความ

ยาวก่อนและหลังการเผาไหม้ของลวดหลอมละลาย ผลต่างความยาวของลวดหลอมละลายคือความยาวของลวดหลอมละลายที่เผาไหม้ จากนั้นน ามาเทียบกับบรรทัดมาตรฐานเพ่ือหาค่าพลังงานความร้อนที่ปลดปล่อยออกมาจากการเผาไหม้ของลวดหลอมละลาย

13

ภาพที่ 2.4 ลวดหลอมละลายและบรรทัดมาตราค่าพลังงานต่อความยาว, ที่มา http://www.scimed.co.uk/

การเกิดกรดไนตริก (Nitric acid formation) การเผาไหม้ที่ใช้อุณหภูมิสูง ก๊าซไนโตรเจน (nitrogen) สามารถเกิดปฏิกิริยา

ต่อเนื่องเปลี่ยนเป็นกรดไนตริก(nitric acid) ได้ในสภาวะที่มีออกซิเจนและน้ า N2 +

5

2O2 + H2O → 2HNO3 (10)

เพ่ือเป็นการป้องกันการเกิดกรดไนตริกจึงต้องมีการไล่อากาศ(flushing bomb)

โดยใช้ก๊าซออกซิเจนบริสุทธิ์ที่ใช้บรรจุในลูกเผาไหม้ก่อนท าการเผาไหม้ทดสอบสารตัวอย่าง

14

2.1.4 ค่าความร้อนจากการเผาไหม้ของตัวอย่างทดสอบของบอมบ์แคลอรี มิเตอร์ ค่าความร้อนจากการเผาไหม้ของตัวอย่างทดสอบของบอมบ์แคลอรี มิเตอร์

สามารถหาได้จากการสมการที่ (11)

𝐻𝑐 =(𝑊𝑇−𝑒1−𝑒2−𝑒3)

𝑀 (11)

เมื่อ

𝐻𝑐 คือค่าความร้อนจากการเผาไหม้สารตัวอย่าง 𝑊 คือค่าพลังงานเทียบเท่า (energy equivalent) หมายถึงพลังงานทั้งหมดที่

ใช้ในการท าให้อุณหภูมิของบอม์บแคลอรีมิเตอร์เปลี่ยนแปลงไปหนึ่งองศา 𝑇 คือค่าผลต่างอุณหภูมิที่เริ่มต้นจุดระเบิดหรือตัวอย่างทดสอบเกิดการเผา

ไหม้จนกระทั่งอุณหภูมิมีค่าคงที่ 𝑒1 คือค่าความร้อนที่เกิดข้ึนจากการเกิดกรดไนตริก 𝑒2 คือค่าความร้อนที่เกิดข้ึนจากการเกิดซัลเฟอร์ไดออกไซค์ในกรณีท่ีสาร

ตัวอย่างมีก ามะถันหรือซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบ 𝑒3 คือค่าความร้อนที่เกิดข้ึนจากลวดหลอมละลาย 𝑀 คือน้ าหนักของตัวอย่างทดสอบ

15

2.2 การวิเคราะห์หาจุดคุ้มทุน

ภาพที่ 2.5 แผนภูมิการวิเคราะห์จุดคุ้มทุน

เมื่อพิจารณารายละเอียดจากภาพที่ 2.5 จุด B เป็นจุดคุ้มทุนที่ต้องผลิตหรือจัดหาตัวอย่างทดสอบเป็นปริมาณ 𝑁∗หน่วย ต้นทุนรวม C บาท ซึ่งเกิดจากเส้นของรายได้ตัดกับเส้นของทุนรวม และปริมาณท่ีอยู่ระหว่างเส้นรายได้กับเส้นต้นทุนนั้น

การตัดสินใจเลือกลงทุนโครงการต่างๆเช่น การจัดซื้อเครื่องจักร เครื่องมือวัดต่างๆ ต้องทราบว่าจ านวนผลผลิตที่จะต้องผลิตหรือจ านวนตัวอย่างทดสอบที่ระดับใดที่ท าให้เกิดรายได้รวมเท่ากับต้นทุนรวม ซึ่งเรียกว่า จุดคุ้มทุน (break – even analysis) หรือจุด B (ภาพท่ี 2.5) ส าหรับปริมาณการผลิตหรือจ านวนตัวอย่างทดสอบ ณ จุดคุ้มทุน หรือปริมาณ 𝑁∗หน่วย (ภาพท่ี 2.5)

ถ้าปริมาณการผลิตหรือจ านวนตัวอย่างทดสอบมากกว่าปริมาณ 𝑁∗ แสดงว่าก าไรจากการลงทุน แต่ถ้าปริมาณการผลิตหรือจ านวนตัวอย่างทดสอบน้อยกว่าปริมาณ 𝑁∗ แสดงว่าได้ขาดทุนจากการลงทุน ปริมาณ 𝑁∗เป็นดัชนีหนึ่งในการตัดสินใจการลงทุนของโครงการใดๆ

16

การค านวณผลรวมค่าเดียว (Single-sum calculation)

ค่าของเงินในอนาคต (𝐹𝑣) จากระยะเวลาปี (𝑛) ที่พิจารณาจากเงินจ านวนเดียวกันที่มีอยู่ในปัจจุบัน (𝑃𝑣) ที่อัตราผลตอบแทนหรือดอกเบี้ย (𝑖) สามารถค านวณได้จาก

𝐹𝑣 = 𝑃𝑣(1 + 𝑖)𝑡 (12)

เมื่อ

𝐹𝑣 คือค่าของเงินในอนาคต

𝑃𝑣 คือค่าของเงินปัจจุบัน

𝑖 คืออัตราผลตอบแทนหรือดอกเบี้ย

𝑡 คือระยะเวลาปีที่พิจารณา

โดย (1 + 𝑖)𝑡 คือ Single-sum compound amount factor เขียนสัญลักษณ์ได้เป็น (𝐹/𝑃, 𝑖%, 𝑡)

ค่าของเงินปัจจุบัน 𝑃𝑣 จากระยะเวลาปี (𝑛) ที่พิจารณาจากเงินในอนาคต (𝐹𝑣) ที่อัตราผลตอบแทนหรือดอกเบี้ย (𝑖) สามารถค านวณได้จาก

𝑃𝑣 = 𝐹𝑣 [1

(1+𝑖)𝑡] (13)

โดย 1

(1+𝑖)𝑡 คือ Single-sum present worth factor เขียนสัญลักษณ์ได้เป็น (𝑃/𝐹, 𝑖%, 𝑡)

การค านวณหาจุดคุ้มทุนโครงการเดี่ยว

ก าหนดให้

𝑪 คือต้นทุนรวมในการผลิต (บาท)

𝑭 คือต้นทุนคงท่ี ได้แก่ ค่าเครื่องวิเคราะห์และอุปกรณ์ ค่าที่ปรึกษา ISO (บาท)

17

𝑽 คือต้นทุนแปรผัน ได้แก่ ค่าวัสดุต่างๆ (ลวดหลวมละลาย ก๊าซออกซิเจน) ค่าสาธารณูปโภค (น้ าประปา ไฟฟ้า) ค่าจ้างเจ้าหน้าที่ทดสอบตัวอย่าง (บาทต่อหน่วย)

𝑵∗ คือจ านวนหน่วยขายหรือจ านวนตัวอย่างทดสอบ ณ จุดคุ้มทุน (หน่วย)

𝑵 คือจ านวนหน่วยขายหรือจ านวนตัวอย่างทดสอบ ณ ใดๆ (หน่วย)

𝒗 คือต้นทุนแปรผันต่อหน่วยจ านวนตัวอย่าง (บาท)

𝑻𝑹 คือรายได้ (บาท)

คือก าไร (บาท)

𝒑 คือราคาขายต่อหน่วย (บาทต่อหน่วย)

ต้นทุนรวมในการผลิต 𝐶 = 𝐹 + 𝑉 (14)

ในขณะที่ 𝑉 = 𝑣𝑁 (15)

แทนค่าสมการที่ (15) ในสมการที่ (14) จะกลายเป็น

𝐶 = 𝐹 + 𝑣𝑁 (16)

รายได้ (𝑇𝑅) = 𝑝𝑁 (17)

ก าไร () = 𝑇𝑅 – 𝐶 (18)

แทนค่าสมการที่ (16) และ (17) ลงในสมการที่ (18)

18

ก าไร () = 𝑝𝑁 – (𝐹 + 𝑣𝑁)

ณ จุดคุ้มทุนเมื่อต้นทุนรวมเท่ากับรายได้รวม ท าให้ก าไร () มีค่าเท่ากับศูนย์

0 = 𝑝𝑁 – (𝐹 + 𝑣𝑁)

0 = 𝑝𝑁 – 𝐹 – 𝑣𝑁

𝑝𝑁 – 𝑣𝑁 = 𝐹

𝑁(𝑝 − 𝑣) = 𝐹

𝑁∗ =𝐹

(𝑝−𝑣) (19)

ดังนั้นการพิจารณาจุดคุ้มทุนส าหรับโครงการที่มีระยะสั้น สามารถท าได้โดยพิจารณากระแสเงินหมุนเวียน โดยมีต้นทุนค่าเครื่องจักรและค่าลงทุนอ่ืนๆที่เกี่ยวข้องอาทิเช่นที่ดิน อุปกรณ์ประกอบเครื่องจักรต่างๆ เป็นค่าใช้จ่ายที่ปีปัจจุบันที่พิจารณาโครงการ และค่าใช้จ่ายในการด าเนินการซึ่งประกอบไปด้วย ค่าสาธารณูปโภคต่างๆ ค่าไฟฟ้า ค่าน้ าประปา สารเคมีต่างๆ เป็นค่าใช้จ่ายต่อเนื่องที่เกิดขึ้นตลอดอายุการใช้งานเครื่องจักร ในขณะที่รายได้ที่เกิดขึ้นจากการผลิตหรือน าตัวอย่างทดสอบมาด าเนินการจะเกิดข้ึนในระหว่างที่เครื่องจักรมีการใช้งาน เมื่อท าการแปรกระแสเงินสดในแต่ละช่วงเวลามาเป็นค่าเงินในเวลาปัจจุบัน สามารถท าให้ทราบระยะเวลาคุ้มทุนได้เมื่อผลรวมกระแสเงินสดในปีที่ด าเนินงานนั้นมีค่ามากกว่าหรือเท่ากับศูนย์

2.3 งานวิจัยท่ีเกี่ยวข้อง

19

การศึกษางานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับเครื่องวิเคราะห์ความร้อนบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ เพ่ือใช้เป็นแนวทางการสอบเทียบเครื่องวิเคราะห์ พบว่ามีการใช้ตัวอย่างทดสอบส าหรับสอบเทียบชนิดผลึกหลายชนิดและน าเสนอการสอบเทียบเครื่องวิเคราะห์ดังกล่าวไว้ ตามตัวอย่างงานวิจัยดังต่อไปนี้

Albert (1998) ศึกษาความแตกต่างระหว่างเครื่องวิเคราะห์ความร้อนแบบบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ในยุคปัจจุบัน แสดงกับเครื่องวิเคราะห์ที่ใช้ในอดีต มีการน าเทคโนโลยีด้านเครื่องมือวัดมาใช้แทนเทอร์โมมิเตอร์แบบปรอท ใช้คอมพิวเตอร์ในการควบคุมการท างานต่างๆ เก็บข้อมูล ประมวลผลและค านวณหาค่าความร้อนของตัวอย่างทดสอบ เพ่ือลดภาระการท างานของผู้ทดสอบ ลดความผิดพลาดจากการเก็บข้อมูลดิบจากผู้ทดสอบ เพิ่มความถูกต้องในการวัดตัวอย่างทดสอบ

Cuadros-Rodr|èguez และคณะ (2001) หาความสัมพันธ์สอบเทียบด้วยวิธีการวัดค่าความร้อนการเผาไหม้ทางอ้อมโดยการใช้สมการถดถอยเชิงเส้น เปรียบเทียบกับค่าความร้อนการเผาไหม้ที่วัดจากกระบวนการทางเคมีโดยตรง วิธีการวัดค่าความร้อนการเผาไหม้ทางอ้อมที่ใช้ในงานวิจัยเป็นกล่าวถึงการวัดอุณหภูมิเป็นการวัดโดยทางอ้อม อุณหภูมิตรวจจับด้วยอุปกรณ์วัดค่าอุณหภูมิและเปลี่ยนเป็นสัญญาณไฟฟ้าให้กับคอมพิวเตอร์เพื่อแปลผล

Rojas และ Valdes (2003) ศึกษาค่าความร้อนของการเผาไหม้ของสารตัวอย่าง Succinic acid และ Acetanilide โดยใช้เครื่องวิเคราะห์ความร้อนบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ Parr รุ่น1107 ผลิตในประเทศสหรัฐอเมริกา สารตัวอย่างทั้งสองมีความบริสุทธิ์ 99.5 เปอร์เซนต์ พบว่า ค่าความร้อนของสารทดสอบ Succinic acid และ Acetanilide มีค่าเท่ากับ 1,489.3±1.6 กิโลจูลต่อโมลและ 4,222.5±1.1 กิโลจูลต่อโมล ตามล าดับ ความไม่แน่นอนของการวัดสูงเมื่อน้ าหนักของสารตัวอย่างทดสอบเท่ากับ 10 มิลลิกรัม งานวิจัยนี้น าสารตัวอย่างดังกล่าวมาใช้ในการสอบเทียบเครื่องวิเคราะห์และท าการทดสอบสารตัวอย่างโดยใช้น้ าหนักสารตัวอย่าง 1 กรัมเพ่ือหลีกเลี่ยงความไม่แน่นอนของการวัด

Camarillo และ Flores (2006) ศึกษาและสร้างเครื่องวิเคราะห์บอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ขนาดเล็กเพ่ือลดค่าพลังงานเทียบเท่า (Energy equivalent) และสร้างความสัมพันธ์สอบเทียบโดยใช้สมการทดถอยเชิงเส้น จากสารทดสอบจ านวน 3 สาร ให้ค่าความไม่แน่นอนของการวัดเท่ากับ 0.05 เปอร์เซนต์ งานวิจัยนี้จึงน าวิธีการสอบเทียบดังกล่าวมาใช้ในการท าวิจัย

20

Silva และคณะ (2007) ศึกษาการสอบเทียบเครื่องวิเคราะห์บอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ขนาดเล็ก โดยใช้สารตัวอย่าง Anthracene, Succinic acid, Acetanilide และ 1,2,4-Triazole ในการวัดค่าความร้อนของแต่ละสารท าการวัดซ้ า 15 ตัวอย่างต่อสาร พบว่าค่าความร้อนของสารทดสอบ Anthracene, Succinic acid, Acetanilide และ 1,2,4-Triazole เท่ากับ 7,062.6±2.1 กิโลจูลต่อโมล, 1,490.2±0.7 กิโลจูลต่อโมล, 4,226.2±1.1 กิโลจูลต่อโมลและ 1,326.1±0.4 กิโลจูลต่อโมล ตามล าดับ สารทดสอบดังกล่าวได้มีการน ามาใช้สอบเทียบเครื่องวิเคราะห์บอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ในงานวิจัยอ่ืนๆเนื่องจากให้ค่าความร้อนอยู่ในช่วงการวัดของเครื่องวิเคราะห์

บทที่ 3 วิธีการวิจัย

21

บทนี้จะกล่าวถึงขั้นตอนในการศึกษาวิจัยหาจ านวนตัวอย่างทดสอบเครื่องวิเคราะห์บอม์บแคลอรี มิเตอร์ Parr รุ่น 6400 ณ จุดคุ้มทุน

ภาพที่ 3.1 รายละเอียดวัสดุสิ้นเปลืองของบอมบ์แคลอรี มิเตอร์

รายละเอียดต่างๆดังแสดงในภาพที่ 3.1 เกีย่วกับวัสดุสิ้นเปลืองส าหรับเครื่องทดสอบวิเคราะห์บอม์บแคลอรีมิเตอร์ Parr รุ่น 6400 มีความสามารถวิเคราะห์ตัวอย่างสูงสุด 6 ตัวอย่างต่อชั่วโมง โดยเครื่องวิเคราะห์ต้องการใช้พลังงานไฟฟ้า และใช้ก๊าซออกซิเจนความบริสุทธิ์ร้อยละ99.5 ส าหรับการไล่อากาศท่ีมีก๊าซไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบออกจากลูกเผาไหม้และเติมก๊าซออกซิเจนบริสุทธิ์แทนที่ในลูกเผาไหม้ นอกจากนี้เครื่องวิเคราะห์ยังมีการสูญเสียน้ าในเครื่องเป็นปริมาณน้อยมากที่เกิดจากการใส่ตัวอย่างทดสอบและการระเหย โดยน้ าจะถูกดันด้วยอากาศอัดท าให้ต้องมีเครื่องอัดอากาศขนาดเล็กที่ต้องใช้พลังงานไฟฟ้า ส าหรับสร้างแรงดันอากาศส าหรับดันน้ าเข้าสู่เครื่องวิเคราะห์

3.1 สมมุติฐานของการแก้ปัญหา

22

ค่าทดสอบมาตรฐานจากหน่วยงานอื่นๆท่ีน ามาพิจารณาไม่มีการเปลี่ยนแปลงราคาค่าทดสอบตลอดระยะเวลา1ปีของโครงการทดสอบตัวอย่าง

3.2 จัดหารายละเอียดต่างๆเกี่ยวกระแสเงินสดที่ใช้ในการลงทุน

รายละเอียดที่ใช้ประกอบการพิจารณามีดังต่อไปนี้

3.2.1 รายละเอียดต่างๆเกี่ยวกับเครื่องมือวิเคราะห์ทดสอบและอุปกรณ์ประกอบ

ประกอบด้วย ค่าเครื่องมือวิเคราะห์บอมบ์ แคลอรีมิเตอร์และอุปกรณ์ประกอบ 3.2.2 รายละเอียดเกี่ยวกับการด าเนินการใช้งานเครื่องทดสอบแสดงในตารางที่ 3.1

3.2.3 รายละเอียดเกี่ยวกับปริมาณการใช้ก๊าซออกซิเจน

ตารางที่3.1 รายละเอียดต่างๆเก่ียวกับการด าเนินการใช้งานเครื่องทดสอบ

จ านวนชั่วโมงการท างานต่อวัน 6 ชั่วโมงต่อวัน

จ านวนชั่งโมงการเตรียมความพร้อมของเครื่อง (warm up time) 1 ชั่วโมงต่อวัน

จ านวนชั่วโมงการท างานต่อวันตามจริง 5 ชั่วโมงต่อวัน

จ านวนสัปดาห์การท างานต่อปี 52 สัปดาห์ต่อปี

จ านวนวันท างานต่อสัปดาห์ 5 วันต่อสัปดาห์

จ านวนวันท างานต่อปี 260 วันต่อป ี

จ านวนเดือนต่อปี 12 เดือนต่อปี

ความสามารถการวิเคราะห์ตัวอย่าง 6 ตัวอย่างต่อชั่วโมง

ความสามารถการวิเคราะห์ตัวอย่างสูงสุดต่อวัน 30 ตัวอย่างต่อวัน

สุ่มตัวอย่างการวิเคราะห์ต่อวัน 15-20 ตัวอย่างต่อวัน

23

ลูกเผาไหม้มีขนาดบรรจุก๊าซ 0.25 ลิตร บรรจุก๊าซที่ความดัน 450 Psig คิดเป็นความดัน 30.6207 atm. ที่อุณหภูมิห้อง 25 องศาเซลเซียส (298 เคลวิน)

การหาจ านวนโมลของก๊าซในอุดมคติ สามารถหาได้จากสมการ(17)

𝑛 = 𝑃𝑉

𝑅𝑇 (20)

เมื่อ

𝑛 คือจ านวนโมลของสารที่อุณหภูมิที่พิจารณา

𝑃 คือแรงดันของก๊าซ

𝑉 คือปริมาตรของก๊าซ

𝑅 คือค่าคงที่ของก๊าซมีค่าเท่ากับ 0.0821 [Litre-atm]/[mol-K]

𝑇 คืออุณหภูมิของก๊าซ (พิจารณาที่อุณหภูมิห้อง 25 องศาเซลเซียส)

จ านวนโมลของก๊าซออกซิเจนที่ใช้บรรจุในลูกเผาไหม้ จากการค านวณตามสมการ (20) คือ

nO2_filling = (30.6207 * 0.25) / (0.0821*298)

= 0.3129 [mole]

ปริมาณก๊าซออกซิเจนที่ใช้บรรจุ (O2filling) = 0.3129 * 22.4

= 7.009 ลิตรต่อตัวอย่าง

จ านวนโมลของก๊าซออกซิเจนที่ใช้ไล่อากาศมีจ านวนเป็นสองเท่าของปริมาณก๊าซออกซิเจนที่ใช้บรรจุจากข้อมูลของผู้ผลิตเครื่องวิเคราะห์ทดสอบ

ปริมาณก๊าซออกซิเจนที่ใช้ไล่อากาศ(O2flushing) = 2 * 7.009

= 14.018 ลิตรต่อตัวอย่าง

24

ดังนั้นปริมาณก๊าซออกซิเจนที่ต้องใช้ต่อตัวอย่างทดสอบ = O2, filling + O2, flushing

= 7.009 + 14.018

= 21.027 ลิตรต่อตัวอย่าง

3.2.4 รายละเอียดเกี่ยวกับปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้า

จ านวนชั่วโมงท่ีใช้พลังงานไฟฟ้าคิดตามจริง โดยพิจารณาจากก าลังความสามารถวิเคราะห์จากการสุ่มตัวอย่างและช่วงเวลาในการเตรียมความพร้อมเครื่อง (warm up time)

3.2.5 สมมติฐานการวิเคราะห์ด้านการเงิน

รายละเอียดแสดงในตารางที่ 3.3

ตารางที่3.2 รายละเอียดการใช้พลังงานไฟฟ้าของเครื่องมือวิเคราะห์และอุปกรณ์

ชื่ออุปกรณ์ ขนาด(วัตต์)

แรงดัน(โวลต์)

กระแส(แอมป์)

จ านวนเครื่อง

Compressor 200 220 0.9 1

Bomb calorimeter

840 220 3.8 1

25

ตารางที่ 3.3 รายละเอียดสมมติฐานทางด้านการเงิน

ข้อมูลการวิเคราะห์ มูลค่า หน่วย มูลค่า หน่วยอื่นๆ

ก าลังการวิเคราะห์สูงสุด (Basis of calculation)

30 ตัวอย่างต่อวัน

เงินลงทุนค่าเครื่องวิเคราะห์และอุปกรณ์

2,004,500 บาท

อายุเครื่องจักร 10 ปี

จ านวนปีที่พิจารณาค่าเสื่อมราคา 10 ปี

อัตราดอกเบี้ย (Maximum MLR for good customer) ที่มา: ธนาคารแห่งประเทศไทย ปี พศ. 2559 6.6 ร้อยละต่อปี

รวมต้นทุนค่าสาธารณูปโภค 267.87 บาท/เดือน

ค่าไฟฟ้า 267.87 บาท/เดือน

รวมต้นทุนค่าวัตถุดิบ 2,479 บาทต่อเดือน

ค่าลวด 7 บาท/ตัวอย่าง

ค่าก๊าซออกซิเจน 379.70 บาท/เดือน ค่าเสื่อมราคาเครื่องวิเคราะห์ =( Initial-salvage)/useful life 12,963.90 บาท/เดือน

อัตราค่าทดสอบ 700 บาท/ตัวอย่าง

ค่าจ้างเจ้าหน้าที่ทดสอบ(วุฒิปวส หรือ ป ตรี ไม่รวมสวัสดิการอื่นๆ โบนัส) 15,000

บาท/เดือน 180,000 บาท/ปี

26

3.2.6 จัดท าแผนภาพกระแสเงินสด

ภาพที่ 3.2 แผนผังกระแสเงินสดของโครงการ

ตารางที่ 3.3 รายละเอียดสมมติฐานทางด้านการเงิน (ต่อ)

ข้อมูลการวิเคราะห์ มูลค่า หน่วย มูลค่า หน่วยอื่นๆ

ค่าใช้จ่ายในการจัดท าระบบISO17025 (สอบถามจากบริษัท NEC Infrontier ประเทศไทย) 500,000 บาท/โครงการ

ค่าต่ออายุระบบ ISO 17025 8,084.25 บาท/เดือน ค่าบ ารุงรักษาคิดเป็น 10% ของค่าเครื่อง 10

ของราคาเครื่อง 16,204.87 บาท/เดือน

27

รายละเอียดแผนภาพกระแสเงินสดในภาพที่ 3.1 มีดังนี้

รายการที่ A คือ

1. ต้นทุนค่าเครื่องจักรและอุปกรณ์ คือ เครื่องมือวิเคราะห์ค่าความร้อนและอุปกรณ์

ประกอบ (บาท)

2. ค่าใช้จ่ายในการจัดท าระบบ ISO17025 ส าหรับการออกใบรับรองการทดสอบ คือ

ค่าจ้างที่ปรึกษาและค่าธรรมเนียมอ่ืนๆ ช าระครั้งแรกเม่ือเริ่มจัดตั้งระบบ (บาท)

รายการที่ B คือ ต้นทุนค่าใช้จ่ายในการใช้งานเครื่องวิเคราะห์ที่จ านวนตัวอย่างทดสอบที่สุ่มพิจารณาเพ่ือหาจุดคุ้มทุน

1. ค่าสาธารณูปโภค (ค่าไฟฟ้า) คือ ต้นทุนค่าพลังงานไฟฟ้าต่อเดือนที่จ านวนตัวอย่างทดสอบต่อวันที่พิจารณา มีหน่วยเป็นบาทต่อเดือน ค านวณได้จาก

=𝑆𝑛

𝑆𝑚𝑎𝑥× 𝐸𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑘𝑤−ℎ𝑟 × 𝐸𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑐𝑜𝑠𝑡 × 𝐷𝑦𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛

เมื่อ

𝑆𝑛 คือจ านวนตัวอย่างทดสอบต่อวันที่สุ่มพิจารณาเพ่ือหาจุดคุ้มทุน (ตัวอย่างต่อวัน)

𝑆𝑚𝑎𝑥 คือจ านวนตัวอย่างทดสอบสูงสุดต่อชั่วโมง (ตัวอย่างต่อชั่วโมง)

𝐸𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑘𝑤−ℎ𝑟 คือปริมาณไฟฟ้าที่ใช้ส าหรับเครื่องวิเคราะห์และอุปกรณ์ประกอบ

(กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง)

𝐸𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑐𝑜𝑠𝑡 คือค่าไฟฟ้าต่อหน่วย (บาทต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง)

𝐷𝑦𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 คือจ านวนวันที่ท าการทดสอบต่อเดือน (วันต่อเดือน)

28

2. ค่าวัสดุทดสอบ คือ

ค่าก๊าซออกซิเจน คือ ต้นทุนค่าก๊าซออกซิเจนต่อเดือนที่จ านวนตัวอย่างทดสอบต่อวันที่พิจารณา มีหน่วยเป็นบาทต่อเดือน ค านวณได้จาก

= 𝑂2_𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒 × 𝑂2_𝑐𝑜𝑠𝑡 × 𝑆𝑛 × 𝐷𝑦𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛

เมื่อ

𝑂2_𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒 คือปริมาณการใช้ก๊าซออกซิเจนต่อตัวอย่างทดสอบ (ลิตรต่อตัวอย่าง)

𝑂2_𝑐𝑜𝑠𝑡 คือต้นทุนก๊าซออกซิเจนต่อลิตร (บาทต่อลิตร)

𝑆𝑛 คือจ านวนตัวอย่างทดสอบต่อวันที่สุ่มพิจารณาเพ่ือหาจุดคุ้มทุน (ตัวอย่างต่อวัน)

𝐷𝑦𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 คือจ านวนวันที่ท าการทดสอบต่อเดือน (วันต่อเดือน)

ค่าลวดหลวมละลาย ต้นทุนค่าลวดหลอมละลายต่อเดือนที่จ านวนตัวอย่างทดสอบต่อวันที่พิจารณา มีหน่วยเป็นบาทต่อเดือน ค านวณได้จาก

= 𝑊𝑓𝑢𝑠𝑒_𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒 × 𝑆𝑛 × 𝐷𝑦𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛

เมื่อ

𝑊𝑓𝑢𝑠𝑒_𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒 คือต้นทุนค่าลวดหลอมละลายต่อตัวอย่าง (บาทต่อตัวอย่าง)

𝑆𝑛 คือจ านวนตัวอย่างทดสอบต่อวันที่สุ่มพิจารณาเพ่ือหาจุดคุ้มทุน (ตัวอย่างต่อวัน)

𝐷𝑦𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 คือจ านวนวันที่ท าการทดสอบต่อเดือน (วันต่อเดือน)

3. ค่าจ้างเจ้าหน้าที่ทดสอบ (บาทต่อเดือน)

4. ค่าเสื่อมราคาเครื่องวิเคราะห์รายเดือน รายละเอียดการค านวณในภาคผนวก ค (บาทต่อเดือน)

29

5. ค่าซ่อมบ ารุงเครื่องวิเคราะห์รายเดือน รายละเอียดการค านวณในภาคผนวก ค (บาทต่อเดือน)

รายการที่ C คือ รายได้ต่อเดือนจากการทดสอบตัวอย่างที่จ านวนสุ่มต่างๆกัน (15-20 ตัวอย่างต่อวัน)เพ่ือพิจารณา มีหน่วยเป็นบาทต่อเดือน ค านวณได้จาก

= 𝑆𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒𝑡𝑒𝑠𝑡_𝑐𝑜𝑠𝑡 × 𝑆𝑛 × 𝐷𝑦𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛

เมื่อ

𝑆𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒𝑡𝑒𝑠𝑡_𝑐𝑜𝑠𝑡 คือราคาค่าทดสอบตัวอย่าง (บาทต่อตัวอย่าง)

𝑆𝑛 คือจ านวนตัวอย่างทดสอบต่อวันที่สุ่มพิจารณาเพ่ือหาจุดคุ้มทุน (ตัวอย่างต่อวัน)

𝐷𝑦𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 คือจ านวนวันที่ท าการทดสอบต่อเดือน (วันต่อเดือน)

3.2.7 ค านวณค่าปัจจุบันของเงินรวม (∑P)และวิเคราะห์ความอ่อนไหวของต้นทุนท่ีเกี่ยวข้อง

การค านวณค่าเงินรวมพิจารณาตามสมมุติฐานทางด้านการเงินและรายละเอียดต่างๆที่ได้กล่าวมา โดยท าการสุ่มตัวอย่างทดสอบ ที่ 15, 18 และ 20 ตัวอย่างต่อวัน

ท าการวิเคราะห์ความอ่อนไหวของต้นทุนที่เก่ียวข้อง ได้แก่ ค่าวัสดุทดสอบ ค่าไฟฟ้า และค่าซ่อมบ ารุงที่มีต่อมูลค่าเงินปัจจุบันสุทธิ โดยเปลี่ยนค่าความอ่อนไหวของต้นทุนเหล่านี้ที่ ±5, ±10 และ ±15 เปอร์เซนต์ของต้นทุนเดิม

30

3.2.8 จัดท าความสัมพันธ์สอบเทียบ (Calibration curve) ส าหรับการหาค่าความร้อนจากสารมาตรฐาน

โดยทั่วไปการหาความสัมพันธ์สอบเทียบส าหรับการหาค่าความร้อน ใช้ Benzoic acid ในงานวิจัยนี้จะใช้สารอ่ืนเพ่ิมอีก 3 สาร เพื่อเพ่ิมความถูกต้องของสมการสอบเทียบหาค่าความร้อน ได้แก่ Succinic acid, Acetanilide (Rojas และ Valdes, 2003)และ Anthracene Silva และคณะ (2007)

การหาค่าความร้อนของสารมาตราฐาน รวบรวมจากผลการวัดสารละ 15 ครั้งที่มีความแตกต่างกันของผลการวัดน้อยกว่า 0.1 kcal/kg ผลการวัดค่าความร้อนสารมาตราฐานในตารางที่ 3.4 เป็นค่าเฉลี่ยของการวัดจ านวน 15 ตัวอย่าง

ตารางที่ 3.4 ค่าความร้อนที่วัดได้และค่าความร้อนมาตรฐาน

ชื่อสาร สูตรเคมี ค่าความร้อนจาก TISTR (kcal/kg)

ค่าความร้อนจากข้อมูลอ้างอิง (kcal/kg)

%ความแตกต่าง

Succinic acid

C4H6O4 2,644.00 3018.94

12.42 (Silva et al.)

Benzoic acid

C7H6O2 6,313.00 6,315.60

0.04 (PARR 1261 Operating Instruction Manual, 1994)

Acetanilide C8H9NO 7,436.00 7480.41

0.59 (Silva et al.)

Anthracene C14H10 9,405.00 9,586.53

1.89 (Silva et al.)

31

ภาพที่ 3.3 ความสัมพันธ์สอบเทียบเครื่องวิเคราะห์ความร้อนบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์

จากข้อมูลใน ภาพที่ 3.3 (ความสัมพันธ์สอบเทียบเครื่องวิเคราะห์ความร้อนบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์) ใช้สมการการถดถอยเชิงเส้น ให้ค่า R-square เท่ากับ 0.9975 ส าหรับหาค่าความร้อนจริงของกากผลผลิตการเกษตร

𝐻𝑉𝑐𝑎𝑙𝑐 = 0.9649𝐻𝑉𝑚𝑒𝑎𝑠 + 374.68 (21)

เมื่อ

𝐻𝑉𝑐𝑎𝑙𝑐 คือ ค่าความร้อนจริงที่ได้จากการค านวณ

𝐻𝑉𝑚𝑒𝑎𝑠 คือ ค่าความร้อนจริงที่วัดได้จากเครื่องวิเคราะห์ความร้อน

Succinic acid

Benzoic acid

Acetanilide

Anthracene

y = 0.9649x + 374.68 R² = 0.9975

32

ค่าความร้อนที่ปรับแก้โดยสมการสอบเทียบท าให้เปอร์เซนต์ความแตกต่างลดลง ในช่วงค่าความร้อนต่ า ในช่วงค่าความร้อนสูง การปรับค่าความร้อนด้วยสมการสอบเทียบ เป็นผลให้เปอร์เซนต์ความแตกต่างเพ่ิมขึ้น ดังนั้นการปรับค่าความร้อนด้วยสมการสอบเทียบ จึงเหมาะส าหรับค่าความร้อนของตัวอย่างทดสอบที่มีค่าความร้อนอยู่ในช่วง 2,000-5,000 kcal/kg

ตารางที่ 3.5 ค่าความร้อนที่ปรับแก้โดยสมการสอบเทียบและค่าความร้อนมาตรฐาน

ชื่อสาร สูตรเคมี ค่าความร้อนจาก TISTR (kcal/kg)

ปรับค่าความร้อนด้วยสมการสอบเทียบ (kcal/kg)

ค่าความร้อนจากข้อมูลอ้างอิง (kcal/kg)

%ความแตกต่าง*

Succinic acid

C4H6O4 2,644.00 2,925.88 3018.94

3.08 (Silva et al.)

Benzoic acid

C7H6O2 6,313.00 6,466.09

6,315.60

2.38 (PARR 1261 Operating Instruction

Manual, 1994)

Acetanilide C8H9NO 7,436.00 7,549.68 7480.41

0.93 (Silva et al.)

Anthracene C14H10 9,405.00 9,449.56 9,586.53

1.43 (Silva et al.)

%ความแตกต่าง* คือ ร้อยละความแตกต่างระหว่างค่าความร้อนที่ปรับโดยใช้สมการสอบเทียบและค่าความร้อนจากข้อมูลอ้างอิง

33

บทที่ 4 ผลการวิจัยและอภิปรายผล

บทนี้จะกล่าวถึงผลวิจัยและการอภิปรายผลของการศึกษาหาจ านวนตัวอย่างทดสอบที่เหมาะสมภายในระยะเวลาคืนทุนที่ก าหนดและความสัมพันธ์ระหว่างขนาดของตัวอย่างทดสอบกับค่าความร้อนของการเผาไหม้

4.1 การวิเคราะห์และประเมินผล

รวบรวมข้อมูลต่างๆที่ได้รับ น ามาค านวณหาค่าปัจจุบันเงินรวมของแต่ละเดือน ภายใต้เงื่อนไขการคืนทุนที่ก าหนด (12 เดือน) ที่จ านวนสุ่มตัวอย่างต่างๆที่ก าหนด คือ 15 18 และ 20 ตัวอย่างต่อวัน ข้อมูลต่างๆ แสดงภาพที่ 4.1

ภาพที่ 4.1 ความสัมพันธ์ระหว่างค่าเงินรวมปัจจุบันและล าดับเดือนที่พิจารณาที่จ านวนตัวอย่างทดสอบ 15, 18 และ 20 ตัวอย่างต่อวัน

34

4.2 ผลการวิจัยและการวิเคราะห์ผล

จากข้อมูลในภาพที่ 4.1 พบว่าจ านวนตัวอย่างทดสอบต่อวัน ที่ 15 18 และ 20 ระยะเวลาคืนทุนเท่ากับ 17 เดือน 13 เดือน และ 12 เดอืนตามล าดับ จ านวนตัวอย่างทดสอบ 20 ตัวอย่างเป็นจ านวนตัวอย่างรายวัน ณ จุดคุ้มทุนเมื่อก าหนดเงื่อนไขระยะเวลาคืนทุนเท่ากับ 12 เดือน

4.3 การวิเคราะห์ความอ่อนไหว

ท าการวิเคราะห์ความอ่อนไหวของต้นทุนต่างๆที่เกี่ยวข้อง คือ ค่าวัสดุทดสอบ ค่าไฟฟ้า และค่าซ่อมบ ารุงเพ่ือใช้ประกอบการพิจารณา ที่จ านวนตัวอย่างที่สามารถให้ระยะเวลาคืนทุนภายใต้เงื่อนไขท่ีก าหนด (12 เดือน) และมีค่าความอ่อนไหวที่ ±5, ±10 และ ±15เปอร์เซนต์ของต้นทุนเดิม

ภาพที่ 4.2 ความอ่อนไหวของต้นทุนที่เก่ียวข้อง

ภาพที่ 4.2 และตาราง จ.1 ในภาคผนวก จ แสดงความอ่อนไหวของต้นทุนค่าซ่อมบ ารุงมีความอ่อนไหวมากที่สุด เมื่อต้นทุนค่าซ่อมบ ารุงมีการเปลี่ยนแปลงเพ่ิมขึ้น 15 เปอร์เซนต์ของต้นทุนซ่อมบ ารุงเดิมมีผลท าให้มูลค่าปัจจุบันสิทธิของการลงทุน ลดลง 200 เปอร์เซ็นต์ และเม่ือต้นทุนค่าซ่อม

35

บ ารุงเปลี่ยนแปลงลดลง 15 เปอร์เซนต์ ของต้นทุนซ่อมบ ารุงเดิมมีผลท าให้มูลค่าปัจจุบันสิทธิของการลงทุน เพ่ิมข้ึน 400 เปอร์เซนต์ ดังนั้นมูลค่าปัจจุบันสิทธิของการลงทุนมีความอ่อนไหวกับการเปลี่ยนแปลงค่าซ่อมบ ารุง ในขณะที่มูลค่าปัจจุบันสิทธิของการลงทุนมีความอ่อนไหวน้อยมากกับการเปลี่ยนแปลงต้นทุนค่าวัตถุดิบและต้นทุนค่าไฟฟ้า

4.4 ค่าความร้อนของกากผลผลิตทางการเกษตร

จากข้อมูลในตารางที่ 4.6 พบว่า ความแตกต่างระหว่างค่าความร้อนใบอ้อยพันธุ์ขอนแก่น 3 ที่วัดได้และค่าความร้อนใบอ้อยไม่ระบุสายพันธุ์ (กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน) เท่ากับ 0.48 เปอร์เซนต์ และ ความแตกต่างระหว่างค่าความร้อนจริงใบอ้อยพันธุ์ขอนแก่น 3 ที่ได้จากการค านวณจากสมการสอบเทียบและค่าความร้อนใบอ้อยไม่ระบุสายพันธุ์เท่ากับ 6.5 เปอร์เซนต์ การปรับค่าด้วยสมการสอบเทียบ (21) เหมาะกับตัวอย่างทดสอบที่มีค่าความร้อนในช่วง

ตารางที่ 4.1 ค่าความร้อนของผลิตผลทางการเกษตร

ขนาดของใบอ้อยพันธุ์ขอนแก่น 3

ค่าความร้อนที่วัดได้จากTISTR (kcal/kg)

ค่าความร้อนจริงโดยการค านวณจากสมการสอบเทียบ (21)

(kcal/kg)

ขนาด 1 มิลลิเมตร 3,940.00 4,176.39

ขนาด 2 มิลลิเมตร 3,930.00 4,166.74

ขนาด 3 มิลลิเมตร 3,960.00 4,195.68

ค่าเฉลี่ยของค่าความร้อนใบอ้อยพันธุ์ขอนแก่น 3

3,943.33 4,179.60

ค่าความร้อนใบอ้อยไม่ระบุสายพันธุ์ (กรมพัฒนา

พลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน)

3,924.47

ร้อยละความแตกต่างสัมพัทธ์

0.48 เปอร์เซนต์ 6.50 เปอร์เซนต์

36

2,000-5,000 kcal/kg จึงเป็นสาเหตุท าให้ร้อยละความแตกต่างสัมพัทธ์เพิ่มข้ึนเมื่อปรับค่าความร้อนด้วยสมการสอบเทียบ

37

บทที่ 5 สรุปผลการวิจัยและข้อเสนอแนะ

บทนี้จะกล่าวถึงผลสรุปของการศึกษาหาจ านวนตัวอย่างทดสอบที่เหมาะสมภายในระยะเวลาคืนทุนที่ก าหนดและความสัมพันธ์ระหว่างขนาดของตัวอย่างทดสอบกับค่าความร้อนของการเผาไหม้

5.1 สรุปผลการวิจัย

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาความเป็นไปได้ของการจัดซื้อเครื่องวิเคราะห์ความร้อนบอมบ์แคลอรีมิเตอร์ โดยมีผลสรุปดังต่อไปนี้

1. สมการความสัมพันธ์ระหว่างค่าความร้อนจริงและค่าความร้อนที่วัดได้จากเครื่องวิเคราะห์ความร้อนบอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ โดยใช้สารมาตรฐาน 4 สาร แสดงด้วยสมการ

𝐻𝑉𝑐𝑎𝑙𝑐 = 0.9649𝐻𝑉𝑚𝑒𝑎𝑠 + 374.68 และค่า R2 = 0.9975

ความสัมพันธ์สอบเทียบให้ความแม่นย าของการวัดสูงในช่วงค่าความร้อน 2,000-5,000 kcal/kg

2. ขนาดของตัวอย่างทดสอบ ไม่มีผลใดๆกับค่าความร้อนที่วัดได้ 3. จ านวนตัวอย่างทดสอบ 20 ตัวอย่างต่อวันสามารถท าให้โครงการวิจัยมีระยะเวลา

คืนทุนภายในเวลาที่ก าหนด (1 ปี)

38

5.2 ข้อเสนอแนะ

ข้อเสนอแนะในงานวิจัยมีดังต่อไปนี้

1. งานวิจัยนี้สามารถน าไปประยุกต์ใช้กับงานอ่ืนๆได้ในกรณีท่ีมีตัวเลือกเดียว ไม่ว่าจะเป็นการจัดหาเครื่องมือ เครื่องจักร ยานพาหนะส าหรับการขนส่ง จึงสามารถน าไปประยุกต์ใช้ในการตัดสินใจตามหลักเศรษฐศาสตร์

2. ควรเพิ่มจ านวนสารมาตราฐานให้อยู่ในช่วง 2,000 – 5,000 kcal/kg เพ่ือเพ่ิมความแม่นย าให้กับความสัมพันธ์สอบเทียบให้ใช้ได้กับการวัดค่าความร้อนของตัวอย่างทดสอบในช่วงที่กว้างขึ้น

39

รายการอ้างอิง

หนังสือ

Yanus Cengel, Thermodynamics, 4th edition 2002 Mc Graw Hill, Internal Energy Change

Parr Instrument Company, PARR 1261 Operating Instruction Manual, No. 242MM, 1994

Chan Park, Contemporary Engineering Economics, 2nd edition, Addition Wesley Longman

บทความทางวิชาการ

Aaron Rojas , Alejandro Valdes, An Isoperibol Micro-bomb Calorimeter for Measurement of the Enthalpy of Combustion of Organic Compounds/ Application to the Study of Succinic Acid and Acetanilide, Instituto Politecnico Nacional, Mexico, April 2003: 1309-1319.

Adriana E. Camarillo, Henoc Flores, Construction Calibration and Testing of a Micro-combustion Calorimeter, University of Puebla, Mexico, April 2006: 1270-1273.

Henry J. Albert, New Concepts in Bomb Calorimeter Design and Operation, Parr Instrument Company, USA, July 1997: 243-251.

Luis Cuadros-Rodriguez, Laura Gamiz-Gracia, Eva Almansa-Loepez, Calibration in Chemical Measurement Processes/A Metrological Approach, University of Granada, Spain, 2001: 195-206.

Manuel A.V. Ribeiro da Silva, Geoffrey Pilcher, Luis M.N.B.F. Santos, Luis M. Spencer S. Lima, Calibration and Test of an Aneroid Mini-bomb Combustion Calorimeter, University of Porto Portugal, November 2006: 689-697.

40

สื่ออิเล็กทรอนิกส์

“Acetanilide”

http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/112933?lang=en&region=TH (สืบค้นเมื่อ 13 เมษายน 2559)

“Anthracene”

http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/a3885?lang=en&region=TH (สืบค้นเมื่อ 13 เมษายน 2559)

“Benzoic Acid”

http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/242381?lang=en&region=TH (สืบค้นเมื่อ 13 เมษายน 2559)

“Bomb Calorimeter Theory”

http://www.chem.hope.edu/~polik/Chem345-2000/bombcalorimetry.htm

(สืบค้นเมื่อ 13 เมษายน 2559)

“Energy for Environment Foundation” (Lower Heating Value of biomass)

http://www.efe.or.th (สืบค้นเมื่อ5 กุมภาพันธ์ 2556)

“Succinic Acid”

http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/398055?lang=en&region=TH (สืบค้นเมื่อ 13 เมษายน 2559)

“การวิเคราะห์ทางการเงินเพ่ือใช้ประเมินการลงทุนของโครงการ”

http://digi.library.tu.ac.th/thesis/ec/1298/09CHAPTER_2.pdf (สืบค้นเมื่อ 13 เมษายน 2559)

41

“ศักยภาพพลังงานชีวมวลในประเทศไทย” (ค่าความร้อนใบอ้อย)

http://www.dede.go.th/dede/index.php?id=437. (สืบค้นเมื่อ 13 เมษายน 2559)

ภาคผนวก

42

ภาคผนวก ก

ผลการทดสอบค่าความร้อนจากการเผาไหม้จากสถาบันส่งเสริมงานวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

43

ภาคผนวก ข ข้อมูลของสารทดสอบที่ใช้ในการวิจัย

44

45

46

47

ภาคผนวก ค การค านวณต่างๆที่เกี่ยวกับการวิเคราะห์การเงินที่ใช้ในงานวิจัย

การค านวณอัตราดอกเบี้ยรายเดือนจากอัตราดอกเบี้ยรายปี

48

อัตราดอกเบี้ยรายเดือนในงานวิจัยนี้ ถูกน ามาใช้เนื่องจากการพิจารณาระยะเวลาคืนทุนเท่ากับ 12 เดือน จึงมีความจ าเป็นต้องใช้อัตราดอกเบี้ยรายเดือน อัตราดอกเบี้ยรายเดือนสามารถค านวณได้ดังนี้

𝑖𝑚𝑜𝑛𝑡ℎ = [(𝑖𝑦𝑟 + 1) 1

𝑁𝑃𝐵] − 1 (22)

เมื่อ

𝑖𝑚𝑜𝑛𝑡ℎ คืออัตราดอกเบี้ยรายเดือน (เปอร์เซนต์)

𝑖𝑦𝑟 คืออัตราดอกเบี้ยรายปี (เปอร์เซนต์)

𝑁𝑃𝐵 คือจ านวนเดือนทั้งหมดของระยะเวลาคืนทุนที่ก าหนด (เดือน)

การค านวณค่าเสื่อมราคาของเครื่องวิเคราะห์

ค่าเสื่อมราคาของเครื่องวิเคราะห์ในงานวิจัยรายปี สามารถค านวณได้ดังนี้

𝐶𝑑𝑟𝑦𝑟 = [𝐶𝑂𝑖𝑛𝑖𝑡 − (𝑆𝑎𝑙𝑚𝑎𝑐ℎ𝑖𝑛𝑒 × 𝐶𝑂𝑖𝑛𝑖𝑡)] × 𝐷𝑟𝑦𝑟 (23)

เมื่อ

𝐶𝑑𝑟𝑦𝑟 คือค่าเสื่อมราคาต่อปี (บาท)

𝐶𝑂𝑖𝑛𝑖𝑡 คือราคาเครื่องวิเคราะห์ใหม่ (บาท)

𝑆𝑎𝑙𝑚𝑎𝑐ℎ𝑖𝑛𝑒 คือมูลค่าซากของเครื่องวิเคราะห์เมื่อครบอายุการใช้งาน (บาท)

𝐷𝑟𝑦𝑟 คืออัตราค่าเสื่อมราคาต่อปี ( 10 เปอร์เซนต์ต่อปี )

49

การค านวณหาค่าเสื่อมราคาของเครื่องวิเคราะห์รายเดือนจากค่าเสื่อมราคาของเครื่องวิเคราะห์รายปี สามารถค านวณได้ดังนี้

𝐶𝑑𝑟𝑚𝑜𝑛𝑡ℎ =[𝐶𝑑𝑟𝑦𝑟×(

𝑖𝑦𝑟

𝑁𝑃𝐵)]

[(1+(𝑖𝑦𝑟

𝑁𝑃𝐵)

𝑁𝑃𝐵)−1]

(24)

เมื่อ

𝐶𝑑𝑟𝑚𝑜𝑛𝑡ℎ คือค่าเสื่อมราคาต่อเดือน (บาท)

𝐶𝑑𝑟𝑦𝑟 คือค่าเสื่อมราคาต่อปี (บาท)

𝑖𝑦𝑟 คืออัตราดอกเบี้ยรายปี (เปอร์เซนต์)

𝑁𝑃𝐵 คือจ านวนเดือนทั้งหมดของระยะเวลาคืนทุนที่ก าหนด (เดือน)

การค านวณหาค่าใช้จ่ายในการต่ออายุรายเดือนส าหรับการท าระบบ ISO17025 สามารถค านวณได้ดังนี้

𝐶𝐼𝑆𝑂_𝑚𝑜𝑛𝑡ℎ = 𝐶𝐼𝑆𝑂_𝑦𝑟×(1+𝑖𝑦𝑟)

𝑁𝑃𝐵

𝑁𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑×𝑁𝑃𝐵 (25)

เมื่อ

𝐶𝐼𝑆𝑂_𝑚𝑜𝑛𝑡ℎ คือค่าใช้จ่ายส าหรับค่าต่ออายุระบบISO17025รายเดือน (บาท)

𝐶𝐼𝑆𝑂_𝑦𝑟 คือค่าใช้จ่ายส าหรับค่าต่ออายุระบบISO17025รายปี (บาท)

𝑖𝑦𝑟 คืออัตราดอกเบี้ยรายปี (เปอร์เซนต์)

𝑁𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑 คืออายุของระบบISO17025 (ปี)

𝑁𝑃𝐵 คือจ านวนเดือนทั้งหมดของระยะเวลาคืนทุนที่ก าหนด (เดือน)

50

การค านวณหาค่าใช้จ่ายในการบ ารุงรักษาเครื่องวิเคราะห์ สามารถค านวณได้ดังนี้

𝐶𝑚𝑎𝑖𝑛𝑡_𝑚𝑜𝑛𝑡ℎ = 𝐶𝑚𝑎𝑖𝑛𝑡_𝑦𝑟×(

𝑖𝑦𝑟

12)

[(1+(𝑖𝑦𝑟

𝑁𝑃𝐵))

𝑁𝑃𝐵

−1]

(26)

เมื่อ

𝐶𝑚𝑎𝑖𝑛𝑡_𝑚𝑜𝑛𝑡ℎ คือค่าใช้จ่ายในการซ่อมบ ารุงเครื่องวิเคราะห์รายเดือน (บาท)

𝐶𝑚𝑎𝑖𝑛𝑡_𝑦𝑟 คือค่าใช้จ่ายในการซ่อมบ ารุงเครื่องวิเคราะห์รายปี (บาท)

𝑖𝑦𝑟 คืออัตราดอกเบี้ยรายปี (เปอร์เซนต์)

𝑁𝑃𝐵 คือจ านวนเดือนทั้งหมดของระยะเวลาคืนทุนที่ก าหนด (เดือน)

51

ภาคผนวก ง ตารางข้อมูลของค่าเงินปัจจุบันรวมของจ านวนตัวอย่าง 15,18 และ 20 ตัวอย่าง

ทดสอบต่อวัน

52

ตารางท่ี ง.1 ค่าเงินปัจจุบันรวมส าหรับจ านวนตัวอย่างทดสอบ 15, 18 และ 20 ตัวอย่าง

เดือนที ่(n)

ค่าปัจจุบันของเงินรวม 15 ตัวอย่างต่อวัน , บาท

(∑P)

ค่าปัจจุบันของเงินรวม 18 ตัวอย่างต่อวัน , บาท

(∑P)

ค่าปัจจุบันของเงินรวม 20 ตัวอย่างต่อวัน , บาท

(∑P)

1 -2,351,118.78 -2,309,873.25 -2,282,376.23

2 -2,198,552.31 -2116280.34 -2,061,432.37

3 -2,046,796.26 -1,923,715.80 -1,841,662.15

4 -1,895,846.34 -1,732,174.14 -1,623,059.34

5 -1,745,698.25 -1,541,649.95 -1,405,617.74

6 -1,596,347.75 -1,352,137.81 -1,189,331.18

7 -1,447,790.59 -1,163,632.35 -974,193.52

8 -1,300,022.55 -976,128.22 -760,198.67

9 -1,153,039.46 -789,620.11 -547,340.54

10 -1,006,837.13 -604,102.71 -335,613.11

11 -861,411.41 -419,570.78 -125,010.36

12 -716,758.20 -236,019.07 84,473.68

13 -572,873.37 -53,442.38 292,844.94

14 -429,752.86 128,164.47 500,109.35

15 -287,392.59 308,806.63 706,272.78

16 -145,788.54 488,489.24 911,341.08

17 -4,936.67 667,217.37 1,115,320.07

18 135,166.99 844,996.12 1,318,215.53

19 274,526.43 1,021,830.51 1,520,033.22

20 413,145.60 1,197,725.56 1,720,778.87

53

ตารางท่ี ง.1 ค่าเงินปัจจุบันรวมส าหรับจ านวนตัวอย่างทดสอบ 15, 18 และ 20 ตัวอย่าง (ต่อ)

เดือนที ่(n)

ค่าปัจจุบันของเงินรวม 15 ตัวอย่างต่อวัน , บาท

(∑P)

ค่าปัจจุบันของเงินรวม 18 ตัวอย่างต่อวัน , บาท

(∑P)

ค่าปัจจุบันของเงินรวม 20 ตัวอย่างต่อวัน , บาท

(∑P)

21 551,028.43 1,372,686.27 1,920,458.16

22 688,178.83 1,546,717.59 2,119,076.77

23 824,600.70 1,719,824.47 2,316,640.32

24 960,297.90 1,892,011.81 2,513,154.42

25 1,095,274.28 2,063,284.51 2,708,624.66

26 1,229,533.68 2,233,647.41 2,903,056.56

27 1,363,079.90 2,403,105.35 3,096,455.65

28 1,495,916.72 2,571,663.14 3,288,827.41

29 1,628,047.92 2,739,325.55 3,480,177.31

30 1,759,477.25 2,906,097.36 3,670,510.76

54

ภาคผนวก จ ตารางข้อมูลของการวิเคราะห์ความอ่อนไหว

ตารางที่ จ.1 ค่าปัจจุบันเงินรวมจ านวน20ตัวอย่างต่อวันที่ความอ่อนไหว ±15%

ร้อยละความอ่อนไหว

ค่าปัจจุบันเงินรวมต้นทุนวัสดุ (บาท)

ค่าปัจจุบันเงินรวมค่าไฟฟ้า

(บาท)

ค่าปัจจุบันเงินรวมค่าซ่อมบ ารุง (บาท)

-15 90,223.42 85,050.44 366,283.62

-10 88,306.84 84,858.19 272,346.97

-5 86,390.26 84,665.93 178,410.32

0 84,473.68 84,473.67 84,473.68

5 82,557.10 84,281.42 -9,462.97

10 80,640.52 84,089.16 -103,399.61

15 78,723.94 83,896.91 -197,336.26

55

ประวัติผู้เขียน

ชื่อ นายสุชาติ พงษ์วดีรัตนกุล วันเดือนปีเกิด 23 พฤษภาคม 2520 วุฒิการศึกษา ปีการศึกษา 2541: วิศวกรรมศาสตรบัณฑิต

มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ต าแหน่ง ผู้จัดการส่วนบริการพิเศษ บริษัท เอบีบี จ ากัด

ผลงานทางวิชาการ สุชาติ พงษ์วดีรัตนกุลและวันวิสาข์ สกลภาพ. “การวิเคราะห์ความเสียหายและการสอบเทียบเครื่อง

วิเคราะห์บอมบ์ แคลอรีมิเตอร์ ประชุมวิชาการ AUN/SEED-Net Regional Conference on Chemical Engineering ครั้งที่ 5, โรงแรมZign พัทยา, 7-8 กุมภาพันธ์ 2556

ประสบการณ์ท างาน 2557-ปัจจุบัน

ผู้จัดการส่วนบริการพิเศษ บริษัท เอบีบี จ ากัด 2552-2557 วิศวกรโครงการ บริษัท เมทโซ ออโตเมชั่น จ ากัด