นักวิจัยไทยพัฒนา "ระบบน้ำไหลเวียนอัตโนมัติ"

ประเทศไทยมีสถิติการส่งออกสัตว์น้ำเป็นอาหารมากกว่าปีละร้อยล้านบาท แต่การทำประมงกลับยังไม่ใช่อาชีพที่มั่นคงสำหรับคนไทย เพราะชาวประมงส่วนใหญ่ยังทำประมงโดยพึ่งพิงแหล่งน้ำธรรมชาติ ซึ่งมีความสมบูรณ์ลดน้อยลงทุกวัน อีกทั้งยังต้องเผชิญกับความเสี่ยงจากทั้งภัยแล้ง อุทกภัย โรคระบาด รวมถึงมลพิษทางน้ำจากสาเหตุต่างๆ เช่น น้ำมันรั่วไหลหรือการเพิ่มจำนวนของสาหร่าย ที่อาจก่อให้เกิดการสูญเสียรายได้มหาศาล ที่สำคัญยังมีการทำประมงที่ไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและผิดกฎหมายอยู่มากอีกด้วย

กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม โดยศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) วิจัยเทคโนโลยีต้นแบบ “ระบบอัตโนมัติสำหรับเพาะเลี้ยงปลากะพงในระบบน้ำไหลเวียน” ซึ่งพัฒนาจากระบบการเลี้ยงแบบน้ำไหลเวียน (Recirculation Aquaculture System: RAS) เทคโนโลยีเพื่อการทำประมงอย่างยั่งยืนที่กำลังได้รับความนิยมจากฝั่งตะวันตก เป็นเทคโนโลยีที่มีการพึ่งพิงทรัพยากรธรรมชาติน้อย ให้ผลผลิตสูง ความเสี่ยงต่ำ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และเป็นรูปแบบการทำประมงที่ถูกกฎหมาย

ดร.ยศกร ประทุมวัลย์ ทีมวิจัยคอมพิวเตอร์ช่วยในการคำนวณทางวิศวกรรม (CAE Research Team) กลุ่มวิจัยการออกแบบเชิงวิศวกรรมและการคำนวณ เอ็มเทค สวทช. อธิบายว่า เกษตรกรและผู้ประกอบการไทยรู้จักเทคโนโลยี RAS มาสักระยะแล้ว แต่จนถึงปัจจุบันเทคโนโลยีนี้ยังไม่ได้รับความนิยมในการใช้งาน เพราะแม้จะมีข้อดีกว่าการเลี้ยงแบบบ่อดินหรือแบบกระชังหลายประการ แต่การจะเปลี่ยนมาเลี้ยงด้วยระบบ RAS ต้องมีความรู้ความเข้าใจในเทคโนโลยีสูง และต้องนำเข้าอุปกรณ์จากต่างประเทศ นอกจากนั้นยังมีค่าใช้จ่ายระหว่างการเลี้ยงที่สูงกว่าแบบเดิมมาก ทำให้โดยรวมแล้วยังไม่คุ้มค่าแก่การลงทุน เอ็มเทค สวทช. จึงได้ร่วมวิจัยกับบริษัท ท็อป อะควา เอเชีย เทรดดิ้ง แอนด์ คอนซัลแทนท์ จำกัด พัฒนาเทคโนโลยี RAS ให้เหมาะสมแก่ชาวประมงไทย เป็นเทคโนโลยีที่เข้าถึงง่าย ราคาจับต้องได้ และมีระบบการใช้งานที่เป็นมิตรต่อผู้ใช้ โดยได้รับการสนับสนุนทุนวิจัยจากกลุ่มบริหารการวิจัย พัฒนา และนวัตกรรม (RDI) สวทช.

“สำหรับโมเดลที่พัฒนาขึ้นมีจุดเด่นของเทคโนโลยีอยู่ 3 ส่วนหลัก ส่วนแรก คือ “ซอฟต์แวร์ราสแคล (RAScal)” ใช้ในการคำนวณการออกแบบระบบการเลี้ยงให้มีประสิทธิภาพ สามารถติดตามและประเมินระหว่างการเลี้ยงได้ ส่วนที่สองคือการพัฒนา “ระบบตรวจวัดและควบคุมอัตโนมัติ” เพื่อควบคุมคุณภาพการเลี้ยงให้ได้มาตรฐาน น้ำในบ่อเลี้ยงมีความสะอาดและปลอดโรค เหมาะแก่การเจริญเติบโตของสัตว์น้ำ อีกทั้งยังลดการใช้น้ำเหลือเพียงร้อยละ 6 ของการเลี้ยง เมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบบ่อดินหรือแบบกระชังที่ปริมาณผลผลิตเท่ากัน ที่สำคัญมีการปลดปล่อยของเสียสู่สิ่งแวดล้อมลดลงจนเกือบเป็นศูนย์ โดยระบบตรวจวัดและควบคุมอัตโนมัตินี้ผู้ใช้งานสามารถตรวจสอบการเลี้ยงและสั่งการทำงานได้ง่ายจากทุกที่ทุกเวลาผ่านแอปพลิเคชันบนมือถือ โดยไม่ต้องมีความเชี่ยวชาญในเทคโนโลยีขั้นสูง ส่วนสุดท้าย คือ “การออกแบบอุปกรณ์ให้สามารถผลิตได้ในประเทศ” เพื่อให้มีราคาที่เกษตรกรและผู้ประกอบการสามารถเข้าถึงได้ โดยเทคโนโลยีและอุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นนี้ใช้ได้กับทั้งการเลี้ยงปลาน้ำจืด น้ำเค็ม รวมถึงกุ้ง”

ดร.ยศกร อธิบายการทำงานของระบบว่า ในส่วนของบ่อเลี้ยงมีลักษณะเป็นทรงกลม มีการปล่อยน้ำเข้าสู่บ่อด้วยการฉีดตามแนวรอบ ทำให้น้ำเกิดน้ำวนเข้าสู่ศูนย์กลาง (สะดือกลาง) จากบนลงล่างก่อนไหลออกจากบ่อ ความเร็วของน้ำสามารถปรับได้ตามพฤติกรรมการว่ายน้ำของสัตว์น้ำที่เลี้ยง การให้อาหารตั้งได้ 2 รูปแบบ คือ เป็นช่วงเวลาหรือตลอดเวลา ของเสียที่เกิดขึ้นจากการเลี้ยงภายในบ่อจะไหลออกทางสะดือกลางของน้ำวนเข้าสู่กระบวนการบำบัด

“ในขั้นตอนการบำบัด ของเสียส่วนแรกที่ถูกกรองออกจากน้ำเสียคือของแข็งหรือ “มูลสัตว์น้ำ” โดยใช้ระบบตัวกรองเชิงกล (Mechanical filter) เพื่อแยกออกไปใช้ทำปุ๋ยบำรุงพืช ขั้นต่อไปคือการกำจัด “สารอินทรีย์ที่ละลายน้ำ” (Dissolved Organic Compounds (DOCs)) ออก โดยใช้ฟองก๊าซโอโซนในการดักจับ ซึ่งเป็นการฆ่าเชื้อโรคที่อยู่ในน้ำไปในตัว โดยกระบวนการนี้มีชื่อเรียกแบบสั้นว่าโปรตีนสกิมเมอร์ (Protein skimmer) หลังจากนั้นขั้นตอนต่อไปคือการเปลี่ยน “แอมโมเนีย” ที่สัตว์ขับถ่ายออกมาให้เป็นเป็นไนไตรต์และไนเตรต ด้วยกระบวนการไนตริฟิเคชัน (Nitrification) โดยใช้แบคทีเรียในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ (Bioreactor)

ขั้นสุดท้ายของการบำบัดคือการนำ “ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์” ออกจากน้ำ (Degassing) เพื่อลดค่าความเป็นกรด โดยการสเปรย์น้ำเพื่อเพิ่มพื้นผิวสัมผัส ทำให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หลุดออกจากน้ำ เมื่อน้ำได้รับการบำบัดจนสะอาดจึงเติม “ก๊าซออกซิเจนบริสุทธิ์” ด้วยระบบเติมก๊าซแรงดันสูง (Oxygen cone) เพื่อให้มีปริมาณออกซิเจนในน้ำที่เหมาะสม ก่อนปล่อยน้ำวนกลับเข้าสู่บ่อเลี้ยงต่อไป การตั้งค่าทั้งหมดนี้สามารถออกแบบและปรับเปลี่ยนได้ตลอดเวลา เพื่อให้เหมาะสมกับพฤติกรรม ขนาด และอายุของสัตว์น้ำที่เลี้ยง ทำให้สัตว์น้ำโตไวและสุขภาพดี

การเลี้ยงด้วยระบบนี้หากนำมาใช้เป็นโมเดลเลี้ยงปลากะพงที่ความหนาแน่น 40 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร ใช้บ่อเลี้ยง 6 บ่อ (พื้นที่ประมาณ 120 ตารางเมตร) จะได้ผลผลิตปลากะพงที่ประมาณ 340 กิโลกรัม/เดือน ใช้เงินลงทุนประมาณ 700,000 บาท คืนทุนในระยะ 3.43 ปี และได้ผลกำไรร้อยละ 30 ทั้งนี้ปริมาณความหนาแน่นที่รองรับได้ขึ้นอยู่กับชนิดของสัตว์น้ำ เช่น การเลี้ยงปลานิลที่มีอัตราการว่ายน้ำน้อยกว่า จะสามารถเลี้ยงได้หนาแน่น 60-80 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร” ดร.ยศกร อธิบาย

ดร.ยศกร กล่าวอีกว่า การเลี้ยงสัตว์น้ำด้วยระบบที่พัฒนาขึ้นนี้ แม้จะมีการลงทุนสูงกว่าการเลี้ยงด้วยรูปแบบบ่อดินหรือแบบกระชัง แต่ด้วยปริมาณผลผลิตที่มากกว่าถึง 30 เท่า (กรณีเลี้ยงปลากะพง) จึงทำให้ได้กำไรจากการลงทุนสูงกว่า โดยไม่ต้องเผชิญความเสี่ยงจากภัยธรรมชาติ โรคที่เกิดจากระบบการเลี้ยงที่ไม่สะอาด หรือการรับเชื้อโรคจากภายนอก จึงช่วยเสริมสร้างความมั่นคงด้านรายได้เป็นอย่างดี

“ปัจจุบันเอ็มเทคกำลังร่วมมือกับ RDI พัฒนาศูนย์การเรียนรู้ 2 แห่งคือ ที่ศูนย์วิจัยและพัฒนาการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำชายฝั่งฉะเชิงเทรา จังหวัดฉะเชิงเทรา และสถานีวิจัยประมงศรีราชา คณะประมง มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ จังหวัดชลบุรี เพื่อเป็นพื้นที่ต้นแบบสำหรับถ่ายทอดเทคโนโลยีให้แก่ชาวประมง หน่วยงานภาครัฐและเอกชน รวมถึงนักเรียนนักศึกษา ให้เข้ามาเรียนรู้เทคโนโลยีและนำไปประยุกต์ใช้ต่อได้ คาดว่าจะเริ่มถ่ายทอดเทคโนโลยีได้ในปลายปี 2564 นี้ ซึ่งหวังว่าจะนำไปสู่การขยายจำนวนการใช้งาน รวมถึงมีบุคลากรที่เชี่ยวชาญในการพัฒนาต่อยอดเทคโนโลยีนี้ในประเทศมากขึ้นต่อไป”

ดร.ยศกร ทิ้งท้ายว่า แม้ในตอนนี้การเลี้ยงสัตว์น้ำโดยพึ่งพิงธรรมชาติจะยังพอทำได้ แต่ในอนาคตอันใกล้ข้อจำกัดของธรรมชาติจะเป็นตัวเร่งให้การทำประมงต้องลดการพึ่งพิงและทำลายสิ่งแวดล้อมมากยิ่งขึ้น โดยเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นนี้สอดคล้องกับโมเดลเศรษฐกิจบีซีจี (BCG Economy Model) ซึ่งเป็นวาระแห่งชาติ ที่มุ่งใช้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยียกระดับการทำการเกษตรให้มีประสิทธิภาพ สร้างมูลค่าเพิ่ม ลดการสร้างของเสีย และใช้ทรัพยากรอย่างคุ้มค่า รวมถึงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

ดังนั้นเทคโนโลยีนี้จึงเป็นความหวังที่จะช่วยเสริมสร้างอาชีพชาวประมงให้เป็นอาชีพที่มั่นคงและยั่งยืนสำหรับคนไทย