- page 52

52 MAR 2017 FOOD FOCUSTHAILAND
SMART PRODUCTION
MAR 2017
ด้วยหลักการเดียวกันนี้ มนุ ษย์จึงน�ำคลื่นย่านอัลตร้าโซนิคมาใช้งาน เนื่ องจาก
เป็นคลื่นที่มี “ทิศทาง”ท�ำให้สามารถเล็งคลื่นไปที่ต�ำแหน่งหรือเป้ าหมายที่ต้องการ
ได้ อย่างแม่นย�ำ เนื่องจากคุ ณสมบัติของคลื่นที่ ว่า ยิ่งคลื่นมี ความถี่สูงมากเท่าใด
ความยาวคลื่ นก็จะยิ่งสั้นลง
เมื่อคลื่นที่ส่งออกมานั้ นมีทิศทาง เราจึ งสามารถน�ำคลื่นเสียงไปใช้งานได้
หลายอย่างทั้งการวัดความลึกใต้ท้องทะเลโดยใช้โซนาร์ หรือในด้านการแพทย์ใช้
จับต�ำแหน่งอวัยวะต่างๆ ในร่างกาย ใช้ทดสอบการรั่ วของท่อ น�ำไปใช้ในเครื่อง
ควบคุมระยะไกล (Ultrasonic remote control) เครื่องล้างอุปกรณ์ (Ultrasonic
cleaner) เป็ นต้นซึ่งจะใช้ความถี่ที่แตกต่างกันไปตามประเภทของงานที่น�ำไปใช้
ส�ำหรับในด้านอุ ตสาหกรรมมีการน�ำคลื่นอัลตร้าโซนิคไปใช้ตรวจสอบวัตถุดิบ
(Material testing)ใช้ ส�ำหรับการซีล (Sealing)หรื อใช้ในงานเชื่อม (Welding) โดย
อาศั ยหลักการเปลี่ยนสั ญญาณไฟฟ้าที่ความถี่สูงเป็นการสั่ นทางกลด้วยเพียโซ-
อิ เล็กทริก (Piezoelectric) ที่ มีการเปลี่ยนรู ป ยืด และหดตามทิ ศทางของ
สนามไฟฟ้า ท� ำให้เกิดความร้อนเนื่ องมาจากแรงเสียดทานในชิ้นงานในระดับ
โมเลกุ ลและจะเกิดขึ้นเฉพาะในชั้นของฟิล์มที่ ต้องการซีลเท่านั้ นไม่ได้ เกิดขึ้นจาก
ความร้ อนภายนอกเหมือนกับการซีลแบบความร้อนทั่วไป
คุณภาพของรอยซีล ความแม่นย�ำในต�ำแหน่งที่ซีล และความแข็งแรงของรอย
ซีลที่ดี เยี่ยม ซึ่งย่านความถี่ที่เลื อกใช้ คือ 20 kHz - 1 GHz โดยการติ ดตั้งเป็น
อุปกรณ์ ในต�ำแหน่งซี ลของเครื่องซีลอัตโนมัติดังกล่าวข้างต้น
ทั้งนี้ อุปกรณ์หลั กพื้นฐานที่ ส�ำคั ญประกอบด้วย
(1) เครื่องก�ำเนิดสัญญาณความถี่ (Ultrasonicgenerator)
(2) เพียโซอิเล็ กทริกทรานดิวเซอร์ (Piezoelectric transducer)คื อตัวแปลง
สัญญาณความถี่เป็นการสั่น
(3) หัวเชื่อม (Sonotrode) และฮอร์ น (Horn) คือ ตัวสั มผัสชิ้นงาน หรือ
ในเรื่องของการซีลจะเรียกว่ าซีลบาร์ (Seal bar) นั่นเอง หลักการท� ำงาน คือ
เมื่อSeal bar เคลื่อนที่เข้าใกล้ชิ้นงานประมาณ20-40µ เครื่องก�ำเนิดสัญญาณ
ความถี่ก็จะท� ำงานส่งสัญญาณไปที่เพียโซอิเล็กทริกทรานดิ วเซอร์ และซีลบาร์
ตามล�ำดับ เพื่อให้เกิดการสั่นที่ซีลบาร์ ตามความถี่และแอมพลิ จูดที่ต้ องการ
ท�ำให้โมเลกุลชิ้นงานสั่นด้ วยความเร็ว20,000ครั้ง/วินาที เกิดการหลอมรวมกัน
เป็นเนื้อเดี ยว
เครื่องกำ �เนิดสัญญาณความถี่
หากเปรียบเทียบการซีลด้วยอัลตร้าโซนิคและการซีลแบบให้ความร้ อนด้านนอก
(Heat seal) จะพบว่ามีความแตกต่างกันที่ การซีลด้วยอัลตร้าโซนิ คไม่ใช่การให้
ความร้อนแต่เป็นการใช้พลั งงานเป็นตัวกระตุ้นโมเลกุลภายในให้เกิดการหลอม
รวมกันดังนั้นรอยซีลที่ได้จึงมีความแข็งแรงและสวยงามกว่านอกจากนี้ ระบบ
การซีลแบบให้ความร้อนด้านนอกหรือHeat sealนั้นต้องอาศัยปัจจัยของเวลา
แรงกด ความร้อน ตลอดจนสภาพแวดล้อมในเรื่ องของความชื้นจากตัวสินค้ า
ซึ่งจะส่งผลต่อคุณภาพและความแข็งแรงในการซีล
บทสรุป
การซีลด้วยอัลตร้าโซนิ คสามารถเพิ่มความมั่ นใจในสินค้าที่มี คุณภาพของ
รอยซีลความแข็งแรงและความรวดเร็วในการซี ลปิดผนึกได้ เป็นอย่างดี จึงเป็น
อีกหนึ่ งทางเลือกของผู้ประกอบการในอุตสาหกรรมอาหารในปัจจุบั น
รูปที่ 1 ลักษณะความร้อนภายใต้ ผนึกที่เกิดจากการปิดผนึกด้วยอัลตร้าโซนิค
Figure 1 Generation of heat at the inside of the seal during ultrasonic sealing
ธีรภาพประนิธิ
TeeraparpPraniti
ManagingDirector
SentaPackMachinery&ServiceCo., Ltd.
teeraparp@sentapack.com
เทคโนโลยีอัลตร้าโซนิค
อัลตร้าโซนิคคือคลื่ นเสียงที่มีความถี่อยู่ที่ 20kHzขึ้นไปซึ่งมีความถี่ที่สูงจนมนุษย์
ไม่สามารถได้ยิน ความถี่นี้จะมีสัตว์อยู่บางประเภทที่สามารถได้ยินได้ เช่ น ค้างคาว
และโลมา โดยค้างคาวจะใช้คลื่นความถี ่อัลตร้าโซนิคในการระบุต�ำแหน่ง รูปร่างทิศทาง
ของวั ตถุที่ขวางเส้นการเดินทาง และความเร็วในการเคลื่อนที่ของสิ่งนั้นๆ ได้อย่างแม่นย�ำ
ด้วยหลั กการสะท้อนของคลื่นเสียงที่ว่า มุมตกกระทบเท่ากับมุมสะท้อน
ในบทความนี้ ผู้เขียนจะขอพูดถึ งการใช้งานอั ลตร้าโซนิคในการซีลปิดผนึก
ของฟิล์มซึ่งเราสามารถเลือกได้ 2รูปแบบคือสแตนด์อะโลน (Standalone)หรือ
ติดตั้งเข้ ากับเครื่องซีลอัตโนมัติ (Automatic sealing) ไม่ว่ าจะเป็นเครื่องแบบ
Vertical-Form-Fill-Seal (VFFS), Horizontal-Form-Fill-Seal (HFFS), Rotary
Seal, Top Seal หรือเครื่องซี ลอื่นๆ ที่มี การปิดผนึกของฟิล์มเข้าด้วยกัน ท�ำให้ได้