Online Journal System of KMUTNB / วารสารวิชาการออนไลน์มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ
Not a member yet
2627 research outputs found
Sort by
ตัวแบบการโปรแกรมไม่เชิงเส้นเพื่อการวางแผนการผลิตอาหารสัตว์สำหรับเลี้ยงโคนมNon-linear Programming Model for Dairy Cattle Feed Production Planning
No full textงานวิจัยนี้เป็นการประยุกต์ใช้ตัวแบบการโปรแกรมไม่เชิงเส้นเพื่อการวางแผนการผลิตอาหารสัตว์สำหรับเลี้ยงโคนมโดยมีวัตถุประสงค์ของตัวแบบเพื่อให้กำไรโดยรวมสูงที่สุด ภายใต้เงื่อนไขเกี่ยวกับปริมาณวัตถุดิบที่จัดหาได้ คุณค่าทางโภชนาการที่ต้องการ คุณค่าทางโภชนาการที่ได้จากวัตถุดิบแต่ละชนิด ราคาวัตถุดิบ ต้นทุนการผลิต ราคาจำหน่ายผลิตภัณฑ์ การสำรองสินค้าคงคลัง และความต้องการของลูกค้า โดยประมวลผลตัวแบบที่พัฒนาขึ้นด้วยโปรแกรม LINGO จากผลการวิจัยพบว่า สถานประกอบการกรณีศึกษาควรใช้วัตถุดิบ 10 ชนิด ที่มีสัดส่วนแตกต่างกันในการผสมอาหารสัตว์ โดยสัดส่วนวัตถุดิบที่ใช้มากที่สุด คือ กากถั่วเหลือง มันสำปะหลัง ใบกระถินป่น และรำข้าว รวมถึงผลลัพธ์เกี่ยวกับการตัดสินใจผลิตและจัดเก็บสินค้าคงคลังในแต่ละเดือนภายในรอบ 1 ปี ของการวางแผนการผลิต ทำให้สถานประกอบการกรณีศึกษามีกำไรโดยรวมสูงที่สุด 6,217,715.98 บาท ซึ่งสูงกว่ากำไรที่เกิดจากการดำเนินงานตามแนวทางเดิม 24.23% นอกจากนี้งานวิจัยยังมีการวิเคราะห์ความไวของตัวแบบโดยผันแปรค่าพารามิเตอร์ที่คาดว่าอาจมีความผันผวนในอนาคต และอาจส่งผลต่อกำไรโดยรวมและค่าของตัวแปรตัดสินใจ ซึ่งพบว่า เมื่อราคาจำหน่ายหรือปริมาณความต้องการผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้น จะส่งผลให้กำไรโดยรวมเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน ส่วนการเพิ่มขึ้นของราคาวัตถุดิบโดยเฉพาะมันสำปะหลังและกากถั่วเหลือง จะทำให้กำไรโดยรวมลดลงอย่างมาก แต่การเพิ่มขึ้นของราคาวัตถุดิบผสมอาหารและต้นทุนการผลิต ส่งผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อกำไรโดยรวม จากผลการวิจัยดังกล่าวจึงทำให้ได้ผลเฉลยที่สามารถนำไปวางแผนการผลิตอาหารโคนมได้อย่างเหมาะสม และนำไปสู่การตัดสินใจเกี่ยวกับสัดส่วนการผสมวัตถุดิบ ปริมาณการผลิต และปริมาณสินค้าคงคลังที่สอดคล้องกับความต้องการของลูกค้าในแต่ละช่วงเวลาThis research applied a nonlinear programming model to plan feed production for dairy cattle. The model objective is to maximize total profit subject to the constraints of the amount of available raw materials, required nutritional value, nutritional value of each type of raw material, raw material prices, production costs, product selling prices, safety stock, and customer demand. The developed model was processed using the LINGO program. The results show that the case study should use 10 raw materials in various proportions to mix dairy cattle feed. The most used raw materials are soybean meal, cassava, powdered mimosa leaves, and rice bran. The results also include information on production and inventory decisions for each month of the annual production planning. In addition, the model sensitivity was analyzed by varying the parameters that are expected to affect total profit and decision variables. The results showed that the case study establishment had the highest total profit of 6,217,715.98 baht, which was 24.23% higher than the profit from the original operation. In addition, the research also provides sensitivity analysis of the model by varying the parameters that are expected to fluctuate in the future and may affect the overall profit and the values of the decision variables. It was found that when the selling price or demand increased, the total profit would increase significantly. As for the increase in the price of raw materials, especially cassava and soybean meal, the total profit would decrease significantly. However, the increase in the price of food ingredients and production costs had only a slight impact on the total profit. Therefore, the research results provide solutions for production planning of dairy cattle feed appropriately, leading to decisions about raw material mixing ratios, production volume, and inventory volume that are consistent with the customers demand in each period
Characteristics of Membranes Derived from Pineapple Biowaste: The Effect of Nanoclay Addition
Get PDFIndonesia, a major pineapple producer, generates substantial biowaste that can harm the ecosystem. To address this, bacterial cellulose (BC) was produced through microbial fermentation of pineapple peel waste. The study aims to evaluate the properties of BC after it has been reinforced with nanoclay. Methods include cellulose synthesis via fermentation with pineapple biowaste extract, followed by cellulose alkalization, defibrillation, and the synthesis of bacterial cellulose with nanoclay concentrations of 2, 4, 6, and 8 wt.%, which is then dried to form a solid membrane. SEM, XRD, FTIR, tensile testing, antibacterial activity, and porosity analysis were used to characterize the samples. The results show that nanoclay has a considerable influence on the surface morphology of cellulose composites. XRD analysis confirmed that nanoclay incorporation disrupted the BC crystalline structure, reducing crystallinity as nanoclay content increased. Furthermore, nanoclay reduces the membrane’s crystallinity index to 75.3% at 8 wt.% nanoclay concentration, FTIR analysis revealed changes in functional groups, indicating strong interactions between BC and nanoclay. Although tensile strength decreased with higher nanoclay content, membrane porosity improved at 6 wt.%, enhancing membrane permeability. Antibacterial testing showed significant inhibition of E. coli and S. aureus, with the highest activity observed at 8 wt.% nanoclay
Pectin-based Hydrogels Produced from Banana and Mango Peels as a Potential Approach to Removing Heavy Metal Ions from Contaminated Water
Get PDFThe release of harmful compounds from manufacturing processes into the environment causes a variety of environmental problems. In the low concentration range, conventional removal methods are frequently either too costly or insufficiently successful. On the other hand, hydrogel-based biosorption demonstrated to be economical and effective. Biohydrogels suitable to adsorb heavy metal contaminants from water were prepared using pectin obtained from a mixture of banana and mango peels and combined with carboxymethyl cellulose using calcium chloride as a crosslinker. The hydrogel’s internal structure and surface morphology as well as their swelling behavior, swelling-shrinking cycles, and water adsorption capacity under different external pressures were evaluated. The adsorption capacity and the influence of pH and temperature were assessed using Pb(II), Cu(II), Cd(II), and Ni(II). The reusability was investigated by adsorption-desorption cycles. The findings demonstrated a porous structure, more than 80% swelling at pH higher than 5 and within 30 min in contact with the medium, and the capacity to retain water at pressures of up to 400 kPa. With a reusability of five adsorption-desorption cycles, and the ability to adsorb more than 70 mg of each heavy metal ion per gram of dried hydrogel in the resulting order; Cu(II)>Pb(II)>Cd(II)>Ni(II)
Guidelines for Being Carbon Neutral for Educational Institutions: A Case Study of Rajamangala University of Technology Rattanakosin, Wang Klai Kangwon Campus
Get PDFงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อวิเคราะห์ปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่า และประเมินศักยภาพการดูดซับคาร์บอนของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลรัตนโกสินทร์ วิทยาเขตวังไกลกังวล และเสนอแนวทางการดำเนินงานสู่ความเป็นกลางทางคาร์บอนที่เป็นไปได้ โดยใช้แนวทางตามมาตรฐาน GHG Protocol และ ISO 14064-1:2006 ครอบคลุมการกำหนดขอบเขตการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่า (ประเภท 1 2 และ 3) การเก็บข้อมูลกิจกรรม และการคำนวณปริมาณและปัจจัยการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าในปี พ.ศ.2567 พบว่ามหาวิทยาลัยปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่ารวม 1,607.89 ตันคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าต่อปี โดยแหล่งปล่อยหลักคือการใช้พลังงานไฟฟ้า คิดเป็นร้อยละ 72.33 รองลงมาคือการจัดการของเสียด้วยวิธีฝังกลบ การปล่อยก๊าซมีเทนจากระบบบำบัดน้ำเสีย และการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับการเดินทาง ขณะเดียวกัน พื้นที่สีเขียวภายในมหาวิทยาลัยสามารถดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าได้ถึง 930.52 ตันคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าต่อปี ทำให้ปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าสุทธิอยู่คงเหลือประมาณ 677.35 ตันคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าต่อปี งานวิจัยนี้ยังเสนอแนวทางการลดผลกระทบที่จะเกิดขึ้น เช่น การเพิ่มประสิทธิภาพพลังงาน การใช้พลังงานหมุนเวียน และการพัฒนาการชดเชยคาร์บอน โดยการวางยุทธศาสตร์สู่เป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอนในระดับสถาบันอุดมศึกษาThis research aims to assess and analyze the amount of carbon dioxide equivalent emissions, explore and evaluate the potential for carbon sequestration, and propose a possible carbon neutrality operational approach at Rajamangala University of Technology Rattanakosin, Wang Klai Kangwon Campus. The study follows the guidelines of the GHG Protocol and ISO 14064-1:2006, covering the identification The study follows the guidelines of the GHG Protocol and ISO 14064-1:2006, covering the identification of emission scopes (Scope 1 2 and 3), activity data collection, and calculation of emission factors. The study found that in 2024, the campus emitted a total of 1,607.89 tCO₂eq /year. The main source of emissions was electricity consumption (Scope 2), accounting for 72.33 % of the total, followed by Waste management by landfill, Methane emissions from wastewater treatment systems and Fuel consumption for official travel. Meanwhile, green spaces within the campus were able to absorb up to 930.52 tCO₂eq /year, resulting in net emissions of approximately 677.35 tCO₂eq /year. The research also proposes mitigation strategies, including energy efficiency improvement, renewable energy adoption and carbon offset programs, to support strategic planning toward achieving carbon neutrality in higher education institutions
Effect of Air Flow Rate Control on the Performance of a Direct Reduction Ironmaking Furnace with an Air Preheaterผลของการควบคุมอัตราการไหลของอากาศต่อประสิทธิภาพของเตาถลุงแร่เหล็กแบบเผาตรงที่ติดตั้งอุปกรณ์อุ่นอากาศ
No full textงานวิจัยนี้ได้ศึกษาผลของการควบคุมอัตราการไหลของอากาศเข้าสู่ห้องปฏิกรณ์ของเตาถลุงแร่เหล็กแบบเผาตรงที่มีการติดตั้งอุปกรณ์อุ่นอากาศ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการถลุงและลดการใช้เชื้อเพลิง ทำการทดลองโดยการควบคุมตัวแปร 2 ปัจจัย ได้แก่ (1) ความถี่ของกระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้กับอุปกรณ์ส่งอากาศ ในช่วง 10 ถึง 50 เฮิรตซ์ และ (2) การปรับเปลี่ยนรูปแบบการส่งอากาศผ่านสถานะของวาล์วปีกผีเสื้อ 2 สถานะ ผลการวิเคราะห์ค่าความแปรปรวนของข้อมูลพบว่าทั้งสองปัจจัยมีอิทธิพลต่อความเร็วลมที่รูลมของ ชั้นปฏิกรณ์ของเตาถลุงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p < 0.001) ผลจากการนำไปประยุกต์ใช้ในการถลุงจริง พบว่าสภาวะการทำงานที่เหมาะสมในแต่ละช่วงมีความแตกต่างกัน โดยในช่วงอุ่นเตาถลุงควรกำหนดค่าความถี่ 40 เฮิรตซ์ โดยปรับตำแหน่งของวาล์วปีกผีเสื้อของช่องทางอากาศเข้าอุณหภูมิปกติที่ช่องเปิดระดับ 3 และปรับตำแหน่งของวาล์วปีกผีเสื้อของช่องทางของอากาศที่ส่งมาจากอุปกรณ์อุ่นอากาศที่ช่องปิดระดับ 0 ส่วนในช่วงการถลุงเมื่อระดับอุณหภูมิภายในชั้นเตาปฏิกรณ์ของเตาถลุงคงที่ 1,200 องศาเซลเซียส ควรกำหนดค่าความถี่ 20 เฮิรตซ์ โดยปรับตำแหน่งของวาล์วปีกผีเสื้อของช่องทางอากาศเข้าอุณหภูมิปกติที่ช่องเปิดระดับ 1 เพื่อนำอากาศที่มีปริมาณออกซิเจนหนาแน่นผสมกับอากาศอุ่นที่ส่งมาจากอุปกรณ์อุ่นอากาศซึ่งมีปริมาณออกซิเจนเบาบางกว่า และให้ปรับตำแหน่งของวาล์วปีกผีเสื้อของอากาศที่ส่งมาจากอุปกรณ์อุ่นอากาศที่ช่องเปิดระดับ 3 ภายใต้สภาวะการควบคุมตัวแปรนี้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้ ทำให้กระบวนการรีดักชั่นมีประสิทธิภาพ มากขึ้น และให้ผลผลิตเหล็กอ่อนได้เฉลี่ย 25.55% และลดอัตราส่วนการใช้เชื้อเพลิงจาก 3:1 ส่วนเพียงเหลือ 2:1 ส่วน ได้อย่างมีนัยสำคัญThis research investigated the effects of regulating airflow rates into the reactor chamber of a direct-fired iron ore blast furnace equipped with an air preheater. The primary objectives were to enhance smelting efficiency while concurrently reducing fuel consumption. The experiments were centered on two critical variables: (1) the frequency of electric current supplied to the air supply device, which varied between 10 and 50 Hz, (2) the air delivery pattern, which was adjusted through two settings of the butterfly valve. The analysis of variance conducted on the collected data indicated that both factors significantly impacted the air velocity at the air holes of the blast furnace reactor layer (p < 0.001). The findings derived from practical smelting applications demonstrated that optimal operating conditions varied across different phases. During the furnace preheating phase, a frequency of 40 Hz with the standard temperature air inlet throttle at level 3 and the air preheater throttle closed at level 0 yielded the best results. In the smelting phase at 1,200 °C, an optimal frequency of 20 Hz was achieved by setting the standard temperature air inlet throttle to level 1 and the air preheater throttle to level 3, ensuring proper air mixing with a higher oxygen concentration. By effectively managing these variables, the research demonstrated significant improvements in combustion efficiency, thereby enhancing the reduction process. This approach resulted in an average yield of 25.55% mild steel and a notable reduction in the fuel consumption ratio from 3:1 to 2:1
An Optimization Approach for Solving a Mixed Model Assembly Line Balancing Problem with Collaborative Robots (Cobots) by Considering Time-weighted Average (TWA) Ergonomic Risk Score
Get PDFวัตถุประสงค์ของการวิจัยครั้งนี้คือการพัฒนาตัวแบบทางคณิตศาสตร์ของปัญหาการจัดสมดุลสายประกอบหลายรุ่นการผลิตประเภทที่ 2 (MMALBP-II) ที่มีหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน (Cobot) และคำนึงถึงค่าคะแนนความเสี่ยงด้านการยศาสตร์เฉลี่ยถ่วงน้ำหนักตามเวลา และทดสอบประสิทธิภาพของการค้นหาคำตอบด้วยวิธี Branch and Cut เพื่อลดความเสี่ยงด้านการยศาสตร์ให้กับมนุษย์ทั้งวัยแรงงานและวัยสูงอายุ ด้วยการทำงานร่วมกับ Cobot ผลจากการทดสอบประสิทธิภาพของวิธี Branch and Cut ผ่านซอฟท์แวร์ IBM ILOG CPLEX 22.1.2 พบว่า สามารถแก้ปัญหาการจัดสมดุลที่สร้างขึ้นจากต้นแบบปัญหาเทียบเคียง (Benchmark Problem) และพบคำตอบที่เป็นไปได้ (Feasible Solution) 63 การทดลอง จากทั้งหมด 75 การทดลอง คิดเป็น 84 เปอร์เซ็นต์ พบคำตอบที่ดีที่สุด (Optimal Solution) 53 การทดลอง จากทั้งหมด 75 การทดลอง คิดเป็น 70.6 เปอร์เซ็นต์ และมีค่าเฉลี่ย %gap ของเวลารอบการผลิตรวมจากขอบเขตล่างของเวลารอบการผลิตรวมเฉลี่ยเท่ากับ 17.9% จากผลการทดสอบประสิทธิภาพพบว่า วิธี Branch and Cut สามารถแก้ปัญหาขนาดเล็กและขนาดกลางในเวลาที่กำหนด (3600 วินาที) โดยมีค่าเฉลี่ย %gap อยู่ที่ 0% และ 4.8% ตามลำดับ แต่ในปัญหาขนาดใหญ่ 12 จาก 15 ปัญหาวิธี Branch and Cut ไม่สามารถหาคำตอบที่เป็นไปได้ภายในเวลาที่กำหนดThe objective of this research is to develop a mathematical model of the Mixed-Model Assembly Line Balancing Problem Type II (MMALBP-II) with collaborative robots (Cobots) considering time-weighted average (TWA) ergonomic risk score, and to test the performance of solving the model using the Branch and Cut method to reduce ergonomic risk for both working-age and elderly workers through human–Cobot collaboration. The performance evaluation using IBM ILOG CPLEX 22.1.2 showed that the model could solve benchmark balancing problems and find feasible solutions in 63 out of 75 experiments (84%). Optimal solutions were found in 53 out of 75 experiments (70.6%). On average, the total %gap of the total cycle time deviated from the lower bound of the average cycle time by 17.9%. The results further indicated that Branch and Cut could solve small- and medium-sized problems within the time limit (3600 seconds), with an average optimality %gap of 0% and 4.8%, respectively. However, for large-sized problems, in 12 out of 15 cases, Branch and Cut was unable to find a feasible solution within the given time
Is the Future of Energy Rotten? Novel Perspective on Tri-Phase Fermentation and the Food Waste Paradox
Get PDFAnnually, a staggering 1.3 billion tons of edible food are wasted globally, representing not only a substantial economic loss but also a squandered opportunity for sustainable energy production. While anaerobic digestion offers a potential pathway for valorizing this waste, its limitations in feedstock conversion efficiency and substrate versatility necessitate the exploration of innovative alternatives. This comprehensive perspective review elucidates the transformative potential of tri-phase fermentation (TPF), a groundbreaking approach that represents a paradigm shift in waste valorization by synergistically integrating solid-state fermentation (SSF), submerged fermentation (LF), and gas fermentation (GF) to derive bioethanol from food waste. This study highlights the successful integration of these three phases within the TPF framework, demonstrating effective carbohydrate breakdown in SSF, significant ethanol production in LF, and valuable product generation from syngas in GF. By harnessing the metabolic capabilities of diverse microorganisms and leveraging emerging technologies, TPF offers a holistic solution, effectively converting both the primary food waste and its residual byproducts into valuable bioethanol. This review critically examines the fundamental principles, comparative advantages, and inherent challenges associated with each fermentation phase, while also elucidating their potential for synergistic integration within the TPF framework. Furthermore, the technological and economic hurdles inherent to TPF are addressed, emphasizing the need for further research in strain engineering, process optimization, and downstream processing to enhance its commercial viability. This review accentuates and provides a comprehensive perspective on the urgent need for further research and development to fully unlock the transformative potential of TPF and promote a circular bioeconomy by converting food waste into valuable bioethanol, addressing both waste and energy challenges