“ENcase” เครื่องผลิตน้ำยาฆ่าเชื้ออิเล็กโทรไลต์

ดร.สมศักดิ์ สุภสิทธิ์มงคล และคณะ 1 ได้พัฒนาเครื่อง ENcase สำหรับผลิตน้ำยาอิเล็กโทรไลต์ ENERclean ใช้สำหรับฆ่าเชื้อ น้ำยา ENERclean ผลิตจากเกลือแกง และผ่านมาตรฐานการทดสอบผลิตภัณฑ์ฆ่าเชื้อโรคโดยมีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย เชื้อรา และไวรัส จึงสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย เช่น พ่นขยะติดเชื้อ พ่นทำความสะอาดพื้นผิวทั่วไป พ่นทำความสะอาดมือ หรือแม้กระทั่งล้างเนื้อสัตว์ พืชผัก และผลไม้ได้อีกด้วย

ในช่วงที่ประเทศไทยและทั่วโลกกำลังประสบกับวิกฤตการณ์แพร่ระบาดของโรคติดเชื้อไวรัสโคโรนา 2019 (COVID-19) วัสดุอุปกรณ์สำหรับป้องกันและฆ่าเชื้อโรคขาดแคลนอย่างหนัก ทำให้ส่งผลกระทบต่อผู้คนในวงกว้าง ดร.สมศักดิ์ สุภสิทธิ์มงคล และคณะ จากศูนย์เทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติ (ENTEC) ได้นำความรู้พื้นฐานทางด้านวัสดุศาสตร์และไฟฟ้าเคมีมาประยุกต์ในการสร้างเครื่องมือผลิตน้ำยาฆ่าเชื้อโรค โดยทีมวิจัยได้ทดลองเบื้องต้นภายในห้องปฏิบัติการ และพบว่าสามารถใช้งานได้จริง ประจวบกับมีหน่วยงานประกาศให้ทุน ทีมวิจัยจึงยื่นข้อเสนอโครงการเพื่อขอรับทุนดังกล่าว

แนวคิดและหัวใจสำคัญของเทคโนโลยี

ดร.สมศักดิ์ เล่าถึงแนวคิดว่า “ในช่วงแรกที่เกิดวิกฤตโควิด-19 น้ำยาฆ่าเชื้ออย่างแอลกอฮอล์ หรือสารฟอกขาวขาดตลาด ผมก็เลยเกิดแนวคิดที่จะนำความรู้เรื่องเซลล์ไฟฟ้าเคมีมาประยุกต์ใช้ โดยดัดแปลงระบบของเซลล์เชื้อเพลิง (fuel cells) 3 ให้กลายเป็นเครื่องที่ผลิตสารอื่นตามที่เราต้องการ เราทดลองเปลี่ยนตัวกลางจากเดิมที่เป็นน้ำมาเป็นสารชนิดอื่น และเมื่อใส่กระแสไฟฟ้าเข้าไปก็จะเกิดการแตกตัว แต่หัวใจสำคัญคือจะสามารถแยกสารที่เกิดจากการแตกตัวนั้นได้อย่างไร”

—————————————————————————————————————————————————————-

ทีมวิจัยจากศูนย์เทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติ (ENTEC) ร่วมกับ ดร.ฐนียา รอยตระกูล และคณะ จากกลุ่มวิจัยชีววิทยาโมเลกุลของไวรัสเด็งกี่และฟลาวีไวรัส ดร.สิทธิรักษ์ รอยตระกูล และคุณภัททิยา ลักษณะเจริญ กลุ่มวิจัยเทคโนโลยีโปรตีโอมิกส์เชิงหน้าที่ ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (BIOTEC)
งบประมาณสนับสนุนจากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.)
3 เซลล์เชื้อเพลิง (fuel cell) เป็นอุปกรณ์ผลิตพลังงานไฟฟ้า โดยการเปลี่ยนโมเลกุลไฮโดรเจนและออกซิเจนด้วยกระบวนการเคมีไฟฟ้าให้เป็นพลังงานไฟฟ้า

ภาพที่ 1 การผลิตสารละลายน้ำยาฆ่าเชื้ออิเล็กโทรไลต์ด้วยกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสและใช้เมมเบรน
ทีมวิจัยผลิตกรดไฮโปคลอรัสจากสารละลายโซเดียมคลอไรด์ (sodium chloride, NaCl) ด้วยกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสและใช้เมมเบรนกั้นกลางระหว่างขั้วแคโทดและแอโนด (ภาพที่ 1) ดร.สมศักดิ์อธิบายว่า “เมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าไปยังขั้วไฟฟ้าบวกและลบ โซเดียมไอออน (Na+) และไฮโดรเจนไอออน (H+) จะเคลื่อนผ่านเมมเบรนไปที่ขั้วแคโทด (ขั้วลบ) โซเดียมไอออนจะรวมตัวกับไฮดรอกไซด์ไอออน (OH) ที่แตกตัวบริเวณขั้วแคโทดกลายเป็นสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (sodium hydroxide, NaOH) ที่มีฤทธิ์เป็นด่าง (pH 10-13, ORP เท่ากับ -800 ถึง -900 mV) (สมการที่ 2) ซึ่งมีสมบัติเป็นสารละลายน้ำรีดิวซ์ (Electrolyzed Reducing Water, ERW) ส่วนไอออนลบ (Cl, OH) จะเคลื่อนผ่านเมมเบรนไปที่ขั้วแอโนด (ขั้วบวก) เกิดก๊าซคลอรีน (Cl2) (สมการที่ 4) ซึ่งก๊าซคลอรีนบางส่วนที่ละลายในน้ำจะเกิดเป็นกรดไฮโปคลอรัส (hypochlorous acid, HOCl) ที่ pH 2-3 (สมการที่ 5) ทำให้สารละลายบริเวณนี้มีสมบัติเป็นสารละลายน้ำออกซิไดซ์ (Electrolyzed Oxidizing Water, EOW)”
“สารละลายน้ำออกซิไดซ์ที่ได้มีคลอรีนอิสระ (free chlorine) คือมีทั้ง Cl2, HOCl และไฮโปคลอไรต์ไอออน (OCl) ขึ้นอยู่กับ pH ของสารละลาย โดยที่ pH น้อยกว่า 1 คลอรีนอิสระอยู่ในรูป Cl2 ทั้งหมดและจะระเหยสู่บรรยากาศ ที่ pH 1-3.5 คลอรีนอิสระอยู่ในรูป Cl2 และ HOCl ที่ pH 3.5-5.5 คลอรีนอิสระอยู่ในรูปของ HOCl ทั้งหมด ที่ pH 5.5-9 อยู่ในรูป HOCl และ OCl และที่ pH ตั้งแต่ 9 ขึ้นไป คลอรีนอิสระอยู่ในรูปของ OCl ทั้งหมด (ภาพที่ 2)”
ภาพที่ 2 ความสัมพันธ์ระหว่าง pH และสัดส่วนปริมาณคลอรีน (Cl2, HOCl และ -OCl)

“ประเทศญี่ปุ่นใช้เทคโนโลยีไฟฟ้าเคมีทำให้เกลือแกง (NaCl) เกิดการแตกตัวในการผลิตสารฟอกขาว หรือ โซเดียมไฮโปคลอไรต์ (sodium hypochlorite, NaOCl) มานานแล้ว แต่งานวิจัยของเราต่อยอดจากเทคโนโลยีเดิม โดยมีการเพิ่มลูกเล่นบางอย่างคือ การใช้เมมเบรนเพื่อแยกสารเฉพาะทางอย่างกรดไฮโปคลอรัสออกมา”

“กรดไฮโปคลอรัสเป็นสารที่ผลิตโดยเม็ดเลือดขาวที่อยู่ภายในร่างกาย เมื่อร่างกายได้รับสิ่งแปลกปลอม (impurity) เช่น เชื้อไวรัส หรือ แบคทีเรีย เม็ดเลือดขาวก็จะผลิตสารชนิดนี้ขึ้นเพื่อมาต่อต้าน แต่ระดับที่ผลิตได้มีเพียง 10-20 ส่วนในล้านส่วน (parts per million, ppm) ซึ่งน้อยมาก ดังนั้น เพื่อที่จะผลิตสารชนิดนี้ในสภาวะภายนอกร่างกายจึงมีการพัฒนาเทคโนโลยีมาอย่างต่อเนื่อง พบว่าข้อจำกัดของเทคโนโลยีนี้อยู่ที่การแยกระหว่างกรดไฮโปคลอรัสกับไฮโปคลอไรต์ เพราะสารทั้ง 2 ชนิดนี้ไม่เสถียรสามารถเกิดปฏิกิริยาเคมีไปมาได้ระหว่างกันได้ (สมการที่ 7) เราจึงต้องใช้เมมเบรนมาช่วยแยก เมมเบรนที่ใช้คือ Nafion ซึ่งเป็นวัสดุชนิดฟลูออโรซัลโฟเนต (Fluoro-sulfonate polymers) เนื่องจากเมมเบรนนี้มีหลายชนิด เราต้องการชนิดที่มีความจำเพาะเจาะจง (specific) ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนเฉพาะโปรตอน (H+) เพียงอย่างเดียว”

ภาพที่ 3 แผนภาพของระบบที่เป็นหัวใจสำคัญในการผลิตกรดไฮโปคลอรัส

อย่างไรก็ดี แม้จะสามารถหาวิธีในการแยกกรดไฮโปคลอรัสได้แล้ว ก็ยังมีปัญหาอื่นที่ต้องแก้ไข เนื่องจากการใช้ความรู้ไฟฟ้าเคมีมักมีหลายปัจจัยมาเกี่ยวข้อง เช่น ในระบบของเซลล์ไฟฟ้าจะมีค่าความต้านทาน (resistance) ทำให้ต้องใช้พลังงานค่อนข้างมากในการทำให้สารแตกตัว

ดร.สมศักดิ์ เล่าว่า  “เราแก้ปัญหานี้ด้วยการใช้แผ่นแกรไฟต์เป็นขั้วอิเล็กโทรด โดยออกแบบให้มีช่อง (channel) ให้ของเหลวไหลผ่านเพื่อเป็นการเพิ่มพื้นที่ผิวสัมผัส ทำให้ค่าการนำไฟฟ้าเพิ่มสูงขึ้น และสารละลายทุกชนิดที่ไหลเข้าไปมีโอกาสเกิดปฏิกิริยามากขึ้น หรือการเกิดปฏิกิริยาจะมีฟองก๊าซเกิดขึ้น ซึ่งฟองก๊าซจะไปเพิ่มค่าความต้านทานของระบบ ทำให้ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นไม่คงที่ (swing) หรือผลิตภัณฑ์ที่ได้ลดลง และถ้าจ่ายไฟมากขึ้น ก็ยิ่งทำให้เกิดฟองก๊าซมากขึ้นด้วย เกิดปัญหาเรื่องการไหลในระบบตามมา แต่ถ้าเราบังคับทิศทางการไหลให้ต่อเนื่องไป ฟองก๊าซก็จะถูกขับออกตลอดเวลาซึ่งจะช่วยแก้ปัญหาได้ เราก็สามารถลดค่าพลังงานลงได้ และสามารถควบคุมผลิตภัณฑ์ให้คงที่ได้ตลอดเวลา ส่วนเรื่องของการเลือกใช้วัสดุสำหรับเป็นชิ้นส่วนต่าง ๆ ภายในเครื่อง ทีมก็จะเลือกใช้วัสดุที่เหมาะสมสามารถทนการกัดกร่อนของกรดและด่างได้”

เมื่อถามถึงบุคลากรของทีม ดร.สมศักดิ์กล่าวว่า  “งานวิจัยนี้มีผู้เชี่ยวชาญหลากหลายสาขา (multidisciplinary team work) โดยนักวิจัยจากศูนย์เทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติ (ENTEC) มีผมและ ดร.ชัยยุทธ (แซ่กัง) เน้นเรื่องวัสดุศาสตร์ ปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี ส่วน ดร.วิศาล (ลีลาวิวัฒน์) (ENTEC) และ ดร.ศุภกิจ (วรศิลป์ชัย) จากศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (MTEC) เน้นเรื่องการขยายสเกลและการออกแบบกระบวนการ เพราะเราเริ่มต้นจากเซลล์ที่ใช้ในห้องปฏิบัติการ ซึ่งผลิตได้เพียง 5 ลิตรต่อชั่วโมง ดังนั้น จำเป็นจะต้องขยายสเกลการผลิตให้มากขึ้น ส่วนนักวิจัยจากศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (BIOTEC) มี ดร.ฐนียา (รอยตระกูล) ที่เน้นเรื่องเชื้อไวรัสและ SARS-CoV-2 ดร.สิทธิรักษ์ (รอยตระกูล) และคุณภัททิยา (ลักษณะเจริญ) เน้นที่เชื้อแบคทีเรียตัวหลักที่พบในสิ่งส่งตรวจภายในโรงพยาบาล รวมถึงดร.สุมิตรา (จรสโรจน์กุล) (ENTEC) ที่สนับสนุนและผลักดันให้เกิดการนำเครื่อง ENcase ไปใช้ประโยชน์ภายในโรงพยาบาล”

ผลิตครั้งเดียวได้ประโยชน์ถึง 2 ต่อ

ทีมวิจัยประสบความสำเร็จในการออกแบบระบบที่นอกจากจะสามารถผลิตกรดไฮโปคลอรัสซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์หลักแล้ว ยังสามารถผลิตโซดาไฟ (NaOH) ที่สามารถใช้ประโยชน์ได้อีกต่อหนึ่งด้วย

ภาพที่ 4 แผนภาพการผลิตน้ำยาฆ่าเชื้อด้วยเครื่อง ENcase

การผลิตน้ำยาฆ่าเชื้อด้วยเครื่อง ENcase ใช้วัตถุดิบตั้งต้นคือเกลือแกง 1 กิโลกรัมและน้ำ ซึ่งเครื่องสามารถผลิตกรดไฮโปคลอรัสและโซดาไฟได้ในปริมาณเท่ากันโดยมีอัตราการผลิตที่ 15 ลิตรต่อชั่วโมง กรดไฮโปคลอรัสที่ผลิตได้จัดเป็นหัวเชื้อ เนื่องจากมีระดับความเข้มข้นของคลอรีนทั้งหมดค่อนข้างสูงคือมากกว่า 400 ppm มีค่าความเป็นกรด-ด่าง (pH) 4-6 และค่า Oxidation-Reduction Potential (ORP) ในช่วง 900-1200 มิลลิโวลต์ (mV)

ดร.สมศักดิ์อธิบายว่า “ทุนที่ได้รับจากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) เน้นการพัฒนาน้ำยาฆ่าเชื้อสำหรับใช้งานกับขยะติดเชื้อเป็นหลัก ซึ่งความเข้มข้นของหัวเชื้อมีความเหมาะสมกับการใช้งานในลักษณะดังกล่าว แต่หากต้องการใช้งานรูปแบบอื่นก็สามารถเจือจางหัวเชื้อให้เหมาะสมกับงานได้ เช่น ทำความสะอาดพื้นผิวต่าง ๆ หรือมือให้เจือจางด้วยน้ำในอัตรา 1:1 (ความเข้มข้น 150-250 ppm) และถ้าใช้ล้างอาหารให้เจือจางด้วยน้ำในอัตรา 1:10 (ความเข้มข้น 30-50 ppm) ส่วนโซดาไฟที่ผลิตได้พร้อมกันนั้นก็สามารถนำไปใช้ประโยชน์อีกต่อหนึ่ง โดยโรงพยาบาลจะใช้โซดาไฟที่ผลิตได้ทำความสะอาดคราบไขมันที่ตกค้างในฮู้ดดูดควันที่ใช้ในการปรุงอาหารในโรงครัวหรืออุดตันตามท่อระบายน้ำต่าง ๆ ได้ ช่วยให้โรงพยาบาลประหยัดค่าใช้จ่ายที่ใช้ในการจัดซื้อน้ำยาขจัดคราบไขมัน”

ภาพที่ 5 การใช้น้ำยา ENERclean พ่นขยะติดเชื้อ

จุดเด่นของน้ำยาฆ่าเชื้อ ENERclean

น้ำยาฆ่าเชื้อที่ใช้ทั่วไปตามโรงพยาบาลคือสารฟอกขาวหรือโซเดียมไฮโปคลอไรต์ ซึ่งเป็นสารประกอบประเภทคลอรีน แม้โซเดียมไฮโปคลอไรต์จะสามารถฆ่าเชื้อได้ แต่ก็มีข้อด้อยหลายประการ ได้แก่
     1) ค่า pH อยู่ในช่วง 10-12 ซึ่งมีความเป็นด่างค่อนข้างสูงอาจก่อให้เกิดการระคายเคืองต่อผิวหนังได้
     2) ความเข้มข้นของคลอรีน โดยทั่วไปความเข้มข้นที่สามารถฆ่าเชื้อได้ดีต้องมีค่า 1000-5000 ppm และถ้าจะใช้กับขยะติดเชื้ออาจต้องเข้มข้นสูงถึง 10000 ppm
     3) สารประกอบคลอรีนที่ใช้เป็นน้ำยาฆ่าเชื้อจะต้องมีค่า ORP สูง เพราะค่า ORP เป็นค่าศักย์ไฟฟ้า ยิ่งมีค่าสูงโอกาสที่เชื้อจะถูกดึงอิเล็กตรอนออกไปได้เร็วทำให้มีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อได้ไว ค่า ORP ที่เหมาะสมต้องมากกว่า 800 mV แต่โซเดียมไฮโปคลอไรต์ที่แม้จะมีความเข้มข้นของคลอรีนสูงถึง 1000-5000 ppm กลับมีค่า ORP ไม่เกิน 500 mV ด้วยคุณสมบัติดังกล่าวจึงทำให้กรดไฮโปคลอรัสมีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อดีกว่าโซเดียมไฮโปคลอไรต์ประมาณ 80-100 เท่า

ดร.สมศักดิ์เปรียบเทียบให้เห็นภาพชัดเจนว่า  “สมมุติให้เชื้อโรคมีลักษณะเหมือนไข่ โซเดียมไฮโปคลอไรต์จะสามารถเข้าทำลายเพียงไข่ขาวเท่านั้น ยังไม่สามารถทะลุเข้าไปถึงไข่แดงซึ่งเป็นนิวเคลียสด้านในได้ ในขณะที่กรดไฮโปคลอรัสสามารถทะลุเข้าไปทำลายถึงไข่แดงได้ ดังนั้นการใช้โซเดียมไฮโปคลอไรต์ก็อาจมีโอกาสทำให้เชื้อเกิดการดื้อยาได้ง่าย”

ในเดือนกุมภาพันธ์ 2565 ทีมวิจัยได้ส่งมอบเครื่องผลิตน้ำยาฆ่าเชื้อไปตามโรงพยาบาลต่าง ๆ แล้วจำนวน 10 แห่ง รวมถึงมีโอกาสได้พูดคุยกับแพทย์และผู้ที่เคยใช้งานจริงในช่วงวิกฤติโควิดที่ผ่านมา ดร.สมศักดิ์เล่าเสริมว่า “ในช่วงแรกที่โรงพยาบาลใช้โซเดียมไฮโปคลอไรต์ค่อนข้างมาก ทำให้ผู้ใช้งานเกิดอาการแพ้เป็นผื่นแดง และเป็นโรคทางเดินหายใจเพราะใช้น้ำยาที่มีความเข้นมากกว่า 1000 ppm ส่งผลกระทบต่อแพทย์ที่ต้องแบ่งเวลาจากผู้ป่วยโควิดมาดูแลรักษาเจ้าหน้าที่ที่ได้รับผลกระทบจากการใช้โซเดียมไฮโปคลอไรต์ อีกทั้งยังสูญเสียงบประมาณในการรักษาพยาบาลอีกด้วย”

หากเปรียบเทียบกรดไฮโปคลอรัสกับแอลกอฮอล์ เนื่องจากแอลกอฮอล์เป็นสารติดไฟ ดังนั้นการใช้งานจะต้องระมัดระวังเป็นพิเศษ อีกทั้งกลไกในการทำลายเชื้อของแอลกอฮอล์คือการดึงน้ำออกจากเซลล์ของเชื้อโรค (dehydrate) และยังดึงน้ำออกจากผิวหนังอีกด้วยจึงทำให้ผิวของผู้ใช้แห้งตึง ผู้ผลิตจึงแก้ปัญหาด้วยการนำเจลมาผสมแอลกอฮอล์เพื่อช่วยให้ผิวชุ่มชื้น แต่เมื่อเวลาผ่านไปแอลกอฮอล์ระเหยออกจากเจลก็จะทำให้ผลิตภัณฑ์เสื่อมประสิทธิภาพและไม่สามารถฆ่าเชื้อโรคได้ นอกจากนี้ หากมีการผสมสีในแอลกอฮอล์เพื่อความสวยงามก็อาจส่งผลต่อปริมาณของแอลกอฮอล์ในผลิตภัณฑ์ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อลดลง

ทั้งนี้ ดร.สมศักดิ์ ชี้จุดเด่นของ ENERclean ให้เห็นว่า  “น้ำยา ENERclean มีน้ำเป็นองค์ประกอบ 95% ซึ่งน้ำระเหยยากกว่าแอลกอฮอล์จึงทำให้มือไม่แห้ง อีกทั้งเชื้อโรคยังสัมผัสกับน้ำยาฆ่าเชื้อได้นาน จากการทดสอบผลิตภัณฑ์เหล่านี้พบว่าหากมีการสัมผัสผลิตภัณฑ์นานอย่างน้อย 10 นาทีก็จะทำให้เชื้อตายถึง 99.9% เลยทีเดียว”

                                                                     ภาพที่ 6 คุณสมบัติของน้ำยาฆ่าเชื้อ ENERclean

ข้อได้เปรียบของน้ำยาฆ่าเชื้อ ENERclean ที่นอกจากจะมีคุณสมบัติทั้งค่า pH ความเข้มข้นของคลอรีน และค่า ORP ที่เหมาะสมในการใช้เป็นน้ำยาฆ่าเชื้อแล้ว ยังมีราคาถูกกว่า และที่สำคัญผ่านเกณฑ์มาตรฐานการทดสอบผลิตภัณฑ์ฆ่าเชื้อโรค AOAC 955.14, 955.15, 955.17 และ 964.02 ตามประกาศสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา และมีประสิทธิภาพในการยับยั้ง/ฆ่าเชื้อไวรัสไข้เลือดออก (Dengue virus, Japanese encephalitis virus, Zika virus) และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเชื้อไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ 2019 (SARS-CoV-2) บนพื้นผิวสิ่งแวดล้อมที่ไม่มีรูพรุนได้ 99.9% ตามมาตรฐาน ASTM E1053-20 จึงสามารถใช้ในงานด้านการแพทย์และอุตสาหกรรมอาหารได้

การทดสอบการใช้งานของเครื่อง ENcase

ในการทดสอบการใช้งานเครื่องผลิตน้ำยาฆ่าเชื้อเพื่อดูประสิทธิภาพและความทนทานนั้น ทีมวิจัยกำลังทดสอบเก็บรอบการผลิต โดยทดลองผลิตอย่างต่อเนื่องทุกวัน และในแต่ละวันผลิตประมาณ 4-5 รอบ ซึ่งปัจจุบันยังไม่พบปัญหาใด ๆ นอกจากนี้ ทีมวิจัยยังได้ทดสอบการใช้งานในภาคสนาม โดยทีมตั้งเป้าส่งมอบเครื่องให้แก่หน่วยงานต่าง ๆ จำนวน 10 เครื่อง

ภาพที่ 7 การเติมเกลือแกงในเครื่อง ENcase

ดร.สมศักดิ์ เล่าถึงการใช้งานตัวเครื่องว่า  “ผู้ใช้จะมีหน้าที่ใส่เกลือแกง แล้วกดปุ่ม START เพียงปุ่มเดียวให้ระบบของเครื่องทำงาน เท่านี้ก็สามารถผลิตน้ำยาฆ่าเชื้อได้แล้ว ดังนั้น ผู้ใช้งานไม่ต้องมีความเชี่ยวชาญด้านระบบไฟฟ้าเคมี เพราะเราพยายามออกแบบให้ระบบทำงานง่าย เพื่อไม่เป็นการเพิ่มภาระให้แก่ผู้ใช้งาน เพียงแต่เครื่องที่ส่งมอบอยากให้มีผู้รับผิดชอบหลัก 3-5 คน เพื่อควบคุมคุณภาพของน้ำยาฆ่าเชื้อทุกครั้ง”

พารามิเตอร์สำคัญของน้ำยาฆ่าเชื้อที่ต้องตรวจวัด ได้แก่ pH ความเข้มข้นคลอรีน และค่า ORP ด้วยเครื่องมือวิเคราะห์เฉพาะทางที่เป็นชุดทดสอบอย่างง่าย รวมถึงมีการจดบันทึกข้อมูลการใช้งานในสมุดบันทึกที่ให้ไปพร้อมกับตัวเครื่อง โดยทีมวิจัยได้คอยติดตามผลทุก 2 สัปดาห์ ในช่วงแรกเมื่อเวลาผ่านไปราว 2 เดือนแล้วก็ยังไม่มีรายงานว่าพบปัญหาแต่อย่างใด

จากห้องปฏิบัติการสู่การใช้จริงและผลตอบรับ

ดร.สมศักดิ์กล่าวว่า “ในช่วงที่ยังไม่เกิดการระบาดของเชื้อโควิดสายพันธุ์โอไมครอน โรงพยาบาลขนาดเล็กต้องไปขอน้ำยาฆ่าเชื้อจากสาธารณสุขจังหวัดซึ่งเป็นหน่วยงานกลาง ซึ่งอาจทำให้เกิดความล่าช้าไปบ้าง เมื่อเราลงพื้นที่เพื่อส่งมอบเครื่อง โรงพยาบาลก็สามารถใช้เครื่องผลิตน้ำยาฆ่าเชื้อ และนำมาฉีดพ่นบริเวณที่ผู้ป่วยสัมผัสเพื่อควบคุมการแพร่ระบาดได้รวดเร็วขึ้น”

ดร.สมศักดิ์เล่าว่า “เราเสนอโมเดลให้ อบต. เป็นหน่วยงานกลาง เนื่องจากมีศักยภาพทั้งเรื่องมีเครื่องผลิตน้ำยา สามารถควบคุมคุณภาพของน้ำยาที่ผลิตได้ รู้ยอดในการผลิต น่าจะมีงบประมาณในการจัดหาเกลือแกงและภาชนะพลาสติก (เพราะคลอรีนกัดกร่อนโลหะ) อีกทั้ง สามารถกระจายน้ำยาฆ่าเชื้อไปตามครัวเรือนต่าง ๆ ได้ และเมื่อใช้หมดก็สามารถนำภาชนะเดิมมาเติมน้ำยาใหม่ได้ เพื่อลดปัญหาขยะจากการใช้ภาชนะครั้งเดียวทิ้ง”

ผลตอบรับ (feedback) จากผู้ใช้งานถือว่าได้รับเสียงตอบรับที่ดี เพราะผลข้างเคียงไม่รุนแรงเหมือนกับการใช้โซเดียมไฮโปคลอไรต์ แต่ก็มีข้อเสนอแนะเรื่องกลิ่นคลอรีน ซึ่งหากผสมน้ำหอมหรือสีก็น่าจะช่วยให้มีรูปลักษณ์ที่สวยงามมากขึ้น

สำหรับข้อเสนอเรื่องกลิ่นและสี ดร.สมศักดิ์เห็นว่าอาจต้องเปรียบเทียบข้อดีข้อด้อย กล่าวคือหากนำน้ำยาฆ่าเชื้อมาเช็ดทำความสะอาดพื้นผิวต่าง ๆ หรือมือ ความเข้มข้นของคลอรีนจะประมาณ 150-250 ppm ซึ่งมีกลิ่นไม่รุนแรงนัก แต่ถ้านำมาฉีดพ่นขยะติดเชื้อ ประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อก็อาจจะไม่เพียงพอสำหรับการใช้งานลักษณะดังกล่าว

ภาพที่ 8 บรรยากาศการส่งมอบเครื่อง ENcase ให้แก่โรงพยาบาล

แผนในอนาคต

ดร.สมศักดิ์เผยว่า “ที่วางแผนไว้มี 2 เป้าหมาย ได้แก่
1) ใช้งานเป็นสารฆ่าเชื้อแทนแอลกอฮอล์ โดยเน้นใช้ในงานหัตถการต่าง ๆ ตามวอร์ด และห้องผ่าตัด แต่การจะไปสู่เป้าหมายนี้ได้จะต้องผ่านเกณฑ์มาตรฐานผลิตภัณฑ์ฆ่าเชื้อตามข้อกำหนดของสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (อย.) โดยต้องได้มาตรฐาน ISO13485 ระบบการบริหารจัดการคุณภาพอุตสาหกรรมเครื่องมือแพทย์ ซึ่งคงจะต้องพิจารณาต่อไป
2) พัฒนาเครื่องให้ฉลาดขึ้นโดยมีระบบสำหรับเจือจางน้ำยาฆ่าเชื้อภายในตัวเครื่องให้มีความเข้มข้นตามความต้องการเพื่อใช้งานในหลายลักษณะ แม้ในอนาคตโควิด-19 จะทุเลาลง เราก็ยังสามารถนำน้ำยาฆ่าเชื้อไปใช้ในด้านอื่นที่นอกเหนือจากด้านสุขภาพและการแพทย์ เช่น ด้านอุตสาหกรรมเกษตรและอาหารเพื่อสร้างมูลค่าแก่สินค้าส่งออก ทีมวิจัยคาดว่างานนี้จะสามารถตอบโจทย์โมเดลเศรษฐกิจ BCG เพื่อสร้างความยั่งยืนให้แก่ประเทศได้” ดร.สมศักดิ์กล่าวทิ้งท้าย

ทรัพย์สินทางปัญญา

1. สิทธิบัตร “อุปกรณ์ผลิตและปรับสภาพสารละลายกรดไฮโปคลอรัสด้วยไฟฟ้า”
2. สิทธิบัตร “ระบบห้องผสมน้ำเกลือความเข้มข้นสูง”
3. อนุสิทธิบัตร “ระบบผสมน้ำเกลือความเข้มข้นสูงสำหรับกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส”
4. อนุสิทธิบัตร “อุปกรณ์ลำเลียงสารละลายอัตโนมัติด้วยแรงตึงผิวของสารละลาย สำหรับผลิตน้ำยาฆ่าเชื้อที่มีคลอรีนเป็นส่วนประกอบ”

สนใจติดต่อ

คุณปภาวี ลิขิตเดชาโรจน์
ฝ่ายพัฒนาธุรกิจ งานประสานธุรกิจและอุตสาหกรรม
โทรศัพท์ 0 2564 6500 ต่อ 4306 โทรสาร 0 2564 6369 อีเมล: papawee.lik@mtec.or.th

แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม

เอกสารเผยแพร่น้ำยาฆ่าเชื้ออิเล็กโทรไลต์

ขอบคุณข้อมูลจาก
ดร.สมศักดิ์ สุภสิทธิ์มงคล
ทีมวิจัยเทคโนโลยีเชื้อเพลิงสะอาดและเคมีขั้นสูง กลุ่มวิจัยนวัตกรรมพลังงาน ศูนย์เทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติ

Print Friendly, PDF & Email