จากสถานการณ์การแพร่ระบาดของเชื้อไวรัสโคโรนา (COVID-19) ในประเทศไทย ตั้งแต่ปี 2563 ศ.ดร.สมชาย วงศ์วิเศษ รศ. ดร.วันชัย อัศวภูษิตกุล นายธวัชชัย เขียวคำรพ จากภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) และ ผศ.สิทธิชัย วงษ์ธนสุภรณ์ จากบริษัท เอ.ซี.เทค จำกัด ได้ออกแบบและพัฒนา “เครื่องฆ่าเชื้อโรคโควิด-19 ด้วยรังสี UVC” ที่สามารถใช้งานได้หลากหลาย เช่น ใช้ฆ่าเชื้อโรคสำหรับห้องทั่วไป หรือติดตั้งเพื่อทำห้องความดันลบ (Negative pressure room) และห้องความดันบวก (Positive pressure room) เครื่องดังกล่าวยังเหมาะสำหรับรองรับสถานการณ์การรักษาตัวเองที่บ้าน (Home isolation) หรือใช้ในห้องผู้ป่วย ห้องบุคลากรทางการแพทย์ ในโรงพยาบาล เป็นต้น
ศ.ดร.สมชาย วงศ์วิเศษ กล่าวว่า “เครื่องดังกล่าวได้มาจากประสบการณ์ที่ทีมได้พัฒนาเครื่องครอบผู้ป่วยความดันลบ (Negative pressure) โดยการบำบัดอากาศด้วยรังสี UVC และแผ่นกรอง HEPA Filter การปั๊มอากาศให้วิ่งผ่านแผ่น HEPA Filter ที่มีขนาดรูเล็ก ทำให้เกิดความดันตกคร่อมสูงมาก ทำให้ต้องใช้พัดลมที่มีกำลังสูง ประกอบกับขนาดของเชื้อโรคที่มีขนาดเล็กกว่ารูของ HEPA Filter ดังนั้น แนวคิดการออกแบบและพัฒนาเครื่องฆ่าเชื้อโรคโควิด-19 นี้ จึงเลี่ยงการใช้แผ่นกรอง HEPA Filter และหาทางใช้เทคนิคอื่นที่สามารถทำความสะอาดอากาศในห้องได้รวดเร็วแต่มีประสิทธิภาพ โดยมีค่าใช้จ่ายที่ไม่สูงมาก”
เครื่องฆ่าเชื้อโควิด-19 นวัตกรรมที่ได้พัฒนาขึ้นมาจากหลักการง่ายๆ ไม่ซับซ้อน แต่สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยหลักการทำงานของเครื่องคือ ระบบจะทำการดูดอากาศในห้องที่มีเชื้อโรค แล้วส่งผ่านรังสี UVC เพื่อฆ่าเชื้อโรคก่อนที่จะปล่อยอากาศที่ผ่านการฆ่าเชื้อแล้วออกมา เหมาะสำหรับใช้ในห้องผู้ป่วย ห้องบุคลากรทางการแพทย์ในสถานพยาบาลต่างๆ การรักษาตัวเองที่บ้าน หรือในห้องที่คาดว่าจะมีเชื้อโรคอยู่
“หลักการทำงานสำคัญของเครื่องตัวนี้คือ การทำให้อากาศที่ไหลอยู่ภายในอุปกรณ์มีเวลาสัมผัสกับรังสี UVC ที่มาจากหลอด UVC ที่ติดตั้งอยู่ที่แกนกลางของท่อให้มากที่สุด เพื่อฆ่าเชื้อโรคให้ได้มากที่สุด โดยภายในจะมีแผงกั้น (Baffle) ลักษณะคล้ายๆ กับที่ใช้ในอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ โดยอากาศจะหมุนวนเวียนกลับไปกลับมาตามช่อง เพื่อให้เชื้อโรคในอากาศเข้าไปใกล้หรือโดนรังสี UVC ซ้ำๆ ทำให้สุดท้ายอากาศที่ถูกปล่อยออกมาจะสะอาดขึ้น ด้วยอัตราการไหลของอากาศที่สูง จึงสามารถทำให้เกิด Air Change ซึ่งมีความจำเป็นต่อการทำความสะอาดอากาศภายในห้อง ได้มีการนำเครื่องไปทดสอบที่ห้องปฏิบัติการของภาคเอกชน พบว่า ภายใน 2 ชั่วโมงเครื่องนี้สามารถฆ่าเชื้อในอากาศได้ถึง 99 เปอร์เซ็นต์” ศ.ดร.สมชาย กล่าว
เครื่องประกอบด้วย กระบอกสเตนเลส หลอด UVC มอเตอร์ และพัดลม ขนาดของกระบอกมีความยาว 120 เซนติเมตร เส้นผ่านศูนย์กลาง 15 เซนติเมตร เครื่องมีน้ำหนัก 22.5 กิโลกรัม พร้อมล้อเลื่อนสะดวกในการเคลื่อนย้าย ตัวเครื่องมีปุ่มปิด-เปิด และสามารถปรับระดับความแรงของพัดลมได้ 3 ระดับ อัตราการใช้ไฟฟ้าไม่สูงเพราะมีอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานเพียงสองตัว คือ มอเตอร์กับหลอด UVC ใช้งานง่ายไม่ยุ่งยากเพียงกดปุ่มเปิด และเลือกระดับความแรงของพัดลมตามความต้องการ
ศ.ดร.สมชาย กล่าวอีกว่า “นอกจากจุดเด่นด้านประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อโควิด-19 ในอากาศด้วยรังสี UVC แล้ว ยังมีจุดเด่นที่ “การใช้งานง่ายไม่ยุ่งยาก”และ“เน้นใช้งานได้ทั่วไป” ซึ่งเป็นเป้าหมายหลักของการออกแบบและพัฒนาเครื่อง อายุการใช้งานของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับความถี่ในการใช้งาน “อุปกรณ์ประกอบต่างๆ สามารถหาซื้อได้ง่าย” เช่น หลอด UVC มอเตอร์ พัดลม “สามารถถอดเปลี่ยนเองได้” “สะดวกในการบำรุงรักษา” ทำให้เครื่องฆ่าเชื้อโควิด-19 ในอากาศด้วย UVC เป็นอีกตัวช่วยหนึ่งในยุค New Normal ที่ทุกคนสามารถนำไปใช้ภายในบ้านหรือห้องต่างๆ เครื่องดังกล่าวยังผ่านการทดสอบและรับรองจากสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) และสำนักงานคณะกรรมการคุ้มครองผู้บริโภค (สคบ.) โดยขณะนี้ภาคเอกชนได้เซ็นต์สัญญากับ มจธ. เพื่อนำทรัพย์สินทางปัญญานี้ไปสู่การผลิตในเชิงพาณิชย์แล้ว”
เครื่องดังกล่าวได้มีการนำไปติดตั้งและใช้งานจริงภายในโรงพยาบาลต่างๆ ที่มีความต้องการแล้ว 129 เครื่อง และสถานปฏิบัติธรรม 10 เครื่อง ล่าสุดนำไปใช้ในห้องเรียนของภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล มจธ. จำนวน 15 เครื่อง เพื่อให้นักศึกษากลับมาเรียนและสอบในบางรายวิชาได้อย่างปลอดภัยมากยิ่งขึ้น และเมื่อไม่นานมานี้ มจธ.ได้มอบเครื่องฆ่าเชื้อโรคโควิด-19 จำนวน 2 เครื่อง ให้กับนายชวน หลีกภัย ประธานรัฐสภาและประธานสภาผู้แทนราษฎร
ศ.ดร.สมชาย วงศ์วิเศษ กล่าวว่า “เครื่องดังกล่าวได้มาจากประสบการณ์ที่ทีมได้พัฒนาเครื่องครอบผู้ป่วยความดันลบ (Negative pressure) โดยการบำบัดอากาศด้วยรังสี UVC และแผ่นกรอง HEPA Filter การปั๊มอากาศให้วิ่งผ่านแผ่น HEPA Filter ที่มีขนาดรูเล็ก ทำให้เกิดความดันตกคร่อมสูงมาก ทำให้ต้องใช้พัดลมที่มีกำลังสูง ประกอบกับขนาดของเชื้อโรคที่มีขนาดเล็กกว่ารูของ HEPA Filter ดังนั้น แนวคิดการออกแบบและพัฒนาเครื่องฆ่าเชื้อโรคโควิด-19 นี้ จึงเลี่ยงการใช้แผ่นกรอง HEPA Filter และหาทางใช้เทคนิคอื่นที่สามารถทำความสะอาดอากาศในห้องได้รวดเร็วแต่มีประสิทธิภาพ โดยมีค่าใช้จ่ายที่ไม่สูงมาก”
เครื่องฆ่าเชื้อโควิด-19 นวัตกรรมที่ได้พัฒนาขึ้นมาจากหลักการง่ายๆ ไม่ซับซ้อน แต่สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยหลักการทำงานของเครื่องคือ ระบบจะทำการดูดอากาศในห้องที่มีเชื้อโรค แล้วส่งผ่านรังสี UVC เพื่อฆ่าเชื้อโรคก่อนที่จะปล่อยอากาศที่ผ่านการฆ่าเชื้อแล้วออกมา เหมาะสำหรับใช้ในห้องผู้ป่วย ห้องบุคลากรทางการแพทย์ในสถานพยาบาลต่างๆ การรักษาตัวเองที่บ้าน หรือในห้องที่คาดว่าจะมีเชื้อโรคอยู่
“หลักการทำงานสำคัญของเครื่องตัวนี้คือ การทำให้อากาศที่ไหลอยู่ภายในอุปกรณ์มีเวลาสัมผัสกับรังสี UVC ที่มาจากหลอด UVC ที่ติดตั้งอยู่ที่แกนกลางของท่อให้มากที่สุด เพื่อฆ่าเชื้อโรคให้ได้มากที่สุด โดยภายในจะมีแผงกั้น (Baffle) ลักษณะคล้ายๆ กับที่ใช้ในอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ โดยอากาศจะหมุนวนเวียนกลับไปกลับมาตามช่อง เพื่อให้เชื้อโรคในอากาศเข้าไปใกล้หรือโดนรังสี UVC ซ้ำๆ ทำให้สุดท้ายอากาศที่ถูกปล่อยออกมาจะสะอาดขึ้น ด้วยอัตราการไหลของอากาศที่สูง จึงสามารถทำให้เกิด Air Change ซึ่งมีความจำเป็นต่อการทำความสะอาดอากาศภายในห้อง ได้มีการนำเครื่องไปทดสอบที่ห้องปฏิบัติการของภาคเอกชน พบว่า ภายใน 2 ชั่วโมงเครื่องนี้สามารถฆ่าเชื้อในอากาศได้ถึง 99 เปอร์เซ็นต์” ศ.ดร.สมชาย กล่าว
เครื่องประกอบด้วย กระบอกสเตนเลส หลอด UVC มอเตอร์ และพัดลม ขนาดของกระบอกมีความยาว 120 เซนติเมตร เส้นผ่านศูนย์กลาง 15 เซนติเมตร เครื่องมีน้ำหนัก 22.5 กิโลกรัม พร้อมล้อเลื่อนสะดวกในการเคลื่อนย้าย ตัวเครื่องมีปุ่มปิด-เปิด และสามารถปรับระดับความแรงของพัดลมได้ 3 ระดับ อัตราการใช้ไฟฟ้าไม่สูงเพราะมีอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานเพียงสองตัว คือ มอเตอร์กับหลอด UVC ใช้งานง่ายไม่ยุ่งยากเพียงกดปุ่มเปิด และเลือกระดับความแรงของพัดลมตามความต้องการ
ศ.ดร.สมชาย กล่าวอีกว่า “นอกจากจุดเด่นด้านประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อโควิด-19 ในอากาศด้วยรังสี UVC แล้ว ยังมีจุดเด่นที่ “การใช้งานง่ายไม่ยุ่งยาก”และ“เน้นใช้งานได้ทั่วไป” ซึ่งเป็นเป้าหมายหลักของการออกแบบและพัฒนาเครื่อง อายุการใช้งานของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับความถี่ในการใช้งาน “อุปกรณ์ประกอบต่างๆ สามารถหาซื้อได้ง่าย” เช่น หลอด UVC มอเตอร์ พัดลม “สามารถถอดเปลี่ยนเองได้” “สะดวกในการบำรุงรักษา” ทำให้เครื่องฆ่าเชื้อโควิด-19 ในอากาศด้วย UVC เป็นอีกตัวช่วยหนึ่งในยุค New Normal ที่ทุกคนสามารถนำไปใช้ภายในบ้านหรือห้องต่างๆ เครื่องดังกล่าวยังผ่านการทดสอบและรับรองจากสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) และสำนักงานคณะกรรมการคุ้มครองผู้บริโภค (สคบ.) โดยขณะนี้ภาคเอกชนได้เซ็นต์สัญญากับ มจธ. เพื่อนำทรัพย์สินทางปัญญานี้ไปสู่การผลิตในเชิงพาณิชย์แล้ว”
เครื่องดังกล่าวได้มีการนำไปติดตั้งและใช้งานจริงภายในโรงพยาบาลต่างๆ ที่มีความต้องการแล้ว 129 เครื่อง และสถานปฏิบัติธรรม 10 เครื่อง ล่าสุดนำไปใช้ในห้องเรียนของภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล มจธ. จำนวน 15 เครื่อง เพื่อให้นักศึกษากลับมาเรียนและสอบในบางรายวิชาได้อย่างปลอดภัยมากยิ่งขึ้น และเมื่อไม่นานมานี้ มจธ.ได้มอบเครื่องฆ่าเชื้อโรคโควิด-19 จำนวน 2 เครื่อง ให้กับนายชวน หลีกภัย ประธานรัฐสภาและประธานสภาผู้แทนราษฎร