เจมส์ แฮริสัน บก. นักประดิษฐ์ กำเนิดธุรกิจความเย็น
 |
เรื่องราวของนักประดิษฐ์ นักหนังสือพิมพ์ และนักการเมือง ผู้นำกระบวนการทำความเย็นแบบอัดไอมาประยุกต์ใช้กับเครื่องทำความเย็นอุตสาหกรรม เป็นครั้งแรกของโลก ที่...โรงเบียร์ |
💥ร้อนอย่างนี้ หากเป็นสมัยโบราณคงได้แต่หลบเข้าร่ม โบกพัดจักสาน แล้วจิบน้ำเย็นจากโอ่งดินคลายร้อน แต่สมัยนี้แค่หยิบเครื่องดื่มเย็นๆจากตู้แช่ ใส่น้ำแข็งจากฟรีสเซอร์ แล้วเปิดแอร์จนหนาว สิ่งอำนวยความสะดวกซึ่งเมื่อก่อนไม่มีเหล่านี้ ล้วนต้องมีผู้ประดิษฐ์คิดขึ้นมา ท่านอาจแปลกใจว่า ผู้ที่นำสิ่งอำนวยความเย็นออกสู่ตลาดมหาชนเป็นครั้งแรก มิใช่ศาสตราจารย์ หรือนักประดิษฐ์อัจฉริยะที่ไหน แต่กลับเป็นบรรณาธิการหนังสือพิมพ์ที่เรียนรู้ด้วยตัวเองคนหนึ่งในออสเตรเลียที่ชื่อ เจมส์ แฮริสัน เมื่อประมาณ 170 ปีที่แล้วนี่เอง
 |
| "Ice Harvesting" KEVIN MIZNER |
ย้อนเวลากลับไปต้นศตวรรษที่ 19 วิธีการหนึ่งในการลดความร้อนที่ใช้กันมาแต่โบราณ สำหรับบางพื้นที่ซึ่งมีฤดูหนาว ตั้งแต่ยุโรป ตะวันออกกลาง ไปจนถึง จีน คือการเก็บน้ำแข็งธรรมชาติไว้ในโรงเรือนหุ้มฉนวนหรือถ้ำ แล้วนำออกมาใช้ในฤดูร้อน เมื่อการขนส่งพัฒนาขึ้นคนในเขตร้อนก็อยากเข้าถึงน้ำแข็งบ้าง จุดประสงค์ก็เพื่อนำมาเก็บรักษาอาหารให้อยู่ได้นาน
เฟรเดอริค ทิวดอร์ ราชาน้ำแข็งชาวบอสตัน ถึงกับร่ำรวยจากธุรกิจเก็บเกี่ยวน้ำแข็งจากเขตนิวอิงแลนด์ ส่งออกไปขายทั่วโลก แม้แต่ส่งใส่เรือมาบริการชาวอังกฤษถึงอินเดีย และสิงคโปร์ เมื่อความต้องการเพิ่มขึ้น อุปทานน้ำแข็งตามธรรมชาติไม่พอต่อความต้องการ เครื่องจักรที่ผลิตน้ำแข็งขึ้นเองจึงเป็นเครื่องทำความเย็นรูปแบบแรกที่ถูกประดิษฐ์ขึ้นในอารยธรรมมนุษย์
เครื่องทำน้ำแข็งฝีมือมนุษย์มิใช่ผลงานของใครคนเดียว แต่เป็นพัฒนาการต่อเนื่องของหลายคน หนึ่งร้อยปีก่อนที่แฮริสันจะสร้างเครื่องทำน้ำแข็ง วิลเลียม คัลเลน (1710-1790) อาจารย์ชาวสก็อตในกลาสโกว์ ก็ได้ทดลองพบว่าการลดความดันของสารระเหยง่าย เช่น อีเทอร์ (diethyl ether) จะทำให้เกิดการระเหยที่อุณหภูมิต่ำลง พร้อมกับดูดความร้อนจากภายนอก จนเกิดน้ำแข็งได้ คัลเลนตีพิมพ์ผลงานการค้นพบแล้วก็มิได้นำมาสร้างสิ่งประดิษฐ์อะไร
 |
| (ซ้ายไปขวา) คัลเลน, อีแวนส์, เพอร์กินส์ |
โอลิเวอร์ อีแวนส์ (1755 – 1819) นักประดิษฐ์มากผลงาน (เจ้าของสิทธิบัตรฉบับที่ 3 ของสหรัฐรวมแล้วเกือบร้อยฉบับ) เขียนแนะนำว่าการระเหยเพื่อทำความเย็นที่อุณหภูมิต่ำเป็นเรื่องราวเพียงด้านเดียว การจะทำให้ระบบสมบูรณ์ต้องเพิ่มความดันให้กับสารตัวกลางที่ระเหยเป็นไอนั้น เพื่อให้ระบายความร้อนออกไปด้วยการควบแน่นที่อุณหภูมิสูง แล้วนำของเหลวจากการกลั่นตัวแล้วมาลดความดัน ส่งกลับไประเหยใหม่ที่ความดันต่ำ ก็จะครบเป็นวงจรการทำงานของ เครื่องทำความเย็นระบบอัดไอ (vapor compression refrigeration)
เจค็อบ เพอร์กินส์ (1766–1849) อัจฉริยะชาวอเมริกันผู้สร้างโรงพิมพ์ธนบัตรให้อังกฤษ เพื่อนรุ่นน้องของอีแวนส์ได้สร้างวงจรระบบอัดไอทำงานแบบต่อเนื่อง ขึ้นสำเร็จในปี 1834 โดยทำต้นแบบขนาดตั้งโต๊ะใช้ปัมป์มือโยก (ทำหน้าที่เครื่องอัดหรือคอมเพรสเซอร์) เป็นอุปกรณ์เพิ่มความดันของอีเทอร์ จากอีแวพโปเรเตอร์ ไปกลั่นตัวในคอนเดนเซอร์ อีแวพโปเรเตอร์รูปดอกเห็ดทำน้ำแข็งออกมาได้เล็กน้อย (ที่รูปร่างนี้เพราะมันทำง่ายและทนความดัน) เขาจดสิทธิบัตรอังกฤษเลขที่ 6662 เพิ่มเข้าไปในรายการสิ่งประดิษฐ์อันยาวเหยียด เพอร์กินส์ในวัย 70 ปีชราภาพมากแล้ว มิได้นำมาผลิตทางการค้า
เครื่องทำความเย็นระบบอัดไอจากสิทธิบัตรอังกฤษ 6662 ของเจคอบ เพอร์กินส์ ค.ศ. 1835
(1) ตัวระเหยดูดความร้อน หรือ อีแวพโปเรเตอร์
(2) ปัมป์ หรือเครื่องอัดมือโยก
(3) ตัวควบแน่นระบายความร้อน หรือ คอนเดนเซอร์
(4) วาล์วลดความดันแบบกด
ต่อมา จอห์น กอรี (1803 – 1855) แพทย์ชาวอเมริกันก็ได้จดสิทธิบัตรเครื่องทำน้ำแข็งในปี 1851 และได้สร้างต้นแบบโรงน้ำแข็งขึ้นที่รัฐฟลอริดา ซึ่งต่างจากระบบอัดไอของเพอร์กินส์อยู่บ้างคือใช้อากาศอัดเป็นสารทำงาน ไม่มีการระเหยหรือควบแน่น เขาไม่สามารถผลิตขายได้เพราะขาดเงินทุน และถูกโจมตีจากธุรกิจเก็บเกี่ยวน้ำแข็งธรรมชาติ ที่ครองตลาดโดยเฟรเดอริค ทิวดอร์ “ราชาน้ำแข็ง” ในขณะนั้น
ระบบทำความเย็นที่จอห์น กอรีใช้ ในปัจจุบันน่าจะเรียกว่าเป็น วัฎจักรเบรย์ตันย้อนกลับ (reversed Brayton cycle) ในทางทฤษฎี เสมือนกับนำเอาเครื่องยนต์กังหันแกสมาทำงานย้อนกลับเป็นเครื่องทำความเย็น (แม้ว่า วัฎจักรเบรย์ตันจะถูกคิดขึ้นหลังจากกอรีหลายสิบปี) ซึ่งเหมาะสำหรับการทำความเย็นอุณหภูมิต่ำมากๆ มากกว่าใช้เป็นเครื่องทำน้ำแข็งอุตสาหกรรม
ข้อความที่ว่า จอห์น กอรี เป็นผู้คิดค้น "เครื่องทำความเย็นที่ใช้ในตู้เย็นมาจนทุกวันนี้" จึงผิดความจริงไปมาก เพราะเครื่องทำความเย็นส่วนใหญ่ในปัจจุบันใช้ระบบอัดไอ ที่ต่างกันมากกับระบบของจอห์น กอรี
Next Station: James Harrison
เจมส์ แฮริสัน (1816-1903) ผู้จะมาก่อกำเนิดเครื่องทำความเย็นทางการค้าแห่งแรกของโลกนั้น เป็นชาวสก็อตโดยกำเนิด จากครอบครัวชาวประมง งานแรกของแฮริสันคือลูกจ้างโรงพิมพ์ที่กลาสโกว์ ทำงานสัปดาห์ละ 60 ชั่วโมง พร้อมกับเรียนเคมีภาคค่ำ ที่มหาวิทยาลัยแอนเดอร์สัน (สตราทไคลด์ในปัจจุบัน) ไปด้วย แต่สิ่งที่เขาทำได้โดดเด่นส่อแววนักหนังสือพิมพ์ คือเขียนเรียงความประกวดจนได้รางวัล
 |
| แท่นพิมพ์มือสองที่ช่วยให้แฮริสันตั้งตัวเก็บเงินไปสร้างเครื่องทำน้ำแข็งได้ |
จากนั้นเขาได้สมัครงานข้ามทวีปไปติดตั้งแท่นพิมพ์ที่ซิดนีย์ ออสเตรเลีย อาณานิคมโพ้นทะเลแห่งใหม่ของอังกฤษ เมื่อเสร็จงาน เขาตัดสินใจอยู่แสวงโชคในโลกใหม่ต่อ โดยได้งานโรงพิมพ์ที่เมลเบิร์น รัฐวิคตอเรีย
เมื่อโรงพิมพ์ซื้อแท่นพิมพ์มาใหม่ เขาได้ขอซื้อต่อแท่นพิมพ์เก่าทำด้วยไม้ในราคาถูก และนำมันไปเปิด Geelong Advertiser หนังสือพิมพ์ฉบับแรกของจีลอง เมืองใหม่ที่มีประชากรห้าร้อยกว่าคนที่อยู่ใกล้กับเมลเบิร์น ฉบับปฐมฤกษ์ออกขายในปี 1840 แฮริสันวัย 24 เป็นทั้งเจ้าของหนังสือพิมพ์ บรรณาธิการ นักข่าว นักเขียน และช่างพิมพ์
ถูกที่ถูกเวลา
ก่อนหน้านั้นปีเดียว เรือขนน้ำแข็งจากบอสตันมาถึงซิดนีย์ น้ำแข็งธรรมชาติจากฤดูหนาวในอเมริกาละลายไปเกือบครึ่งระหว่างการเดินทางสี่เดือน และเมื่อขนมาถึงซีกโลกใต้ก็เข้าสู่หน้าหนาวแล้วเหมือนกัน (แอนตาร์กติกาที่ใกล้กว่าหน่อยเพิ่งจะตั้งสถานีถาวรในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง)
ต่อมาในปี 1851 มีการค้นพบแร่ทองคำในวิคตอเรีย ผู้คนต่างหลั่งไหลเข้ามาเสี่ยงโชค ประชากรของจีลองเพิ่มขึ้น 40 เท่าตัวภายใน 15 ปี สินค้าเริ่มขาดแคลนและราคาพุ่งสูง เมื่อตลาดมีความต้องการน้ำแข็งอยู่แล้ว จึงเป็นโอกาสอันเหมาะสมอย่างยิ่งในการสร้างโรงงานผลิตน้ำแข็งเพื่อใช้ในการเก็บรักษาอาหารต่างๆ
ในช่วงเดียวกัน กิจการหนังสือพิมพ์ของเขาไปได้สวย แฮริสันได้รับเลือกเป็นสมาชิกสภาเมืองจีลอง และต่อมายังได้รับเลือกเป็นผู้แทนราษฎรจากเมืองจีลอง ในสภาแห่งรัฐวิคตอเรีย เคยสมัครเป็นนายกเทศมนตรีด้วยแต่ไม่ได้รับเลือก เขาเริ่มคิดสร้างเครื่องทำน้ำแข็งในช่วงนี้
ความคิดสร้างโรงน้ำแข็งของเขาน่าจะมาจากประสบการณ์ส่วนตัวที่สังเกตเห็นแท่นพิมพ์เย็นจัดเมื่อใช้อีเทอร์ล้าง รวมทั้งประวัติการศึกษาที่เคยเรียนเคมีที่กลาสโกว์ จึงน่าจะได้รู้จักการทดลองของวิลเลียม คัลเลนอยู่บ้าง อีกทั้งเมื่อเจค็อบ เพอร์กินส์จดสิทธิบัตรระบบอัดไอนั้น เขายังอยู่ในอังกฤษ อาจจะได้ยินชื่อเสียงของเพอร์กินส์อยู่แล้วก็เป็นได้
 |
| อธิบายภาพสิทธิบัตรฉบับที่ 25 ของรัฐวิคตอเรีย ปี 1855 |
แฮริสันมีทรัพย์สินและเครือข่ายในจีลองอยู่มากแล้ว เขาได้สร้างกระท่อมบนเนินริมน้ำบาร์วอน เพื่อสร้างต้นแบบเครื่องทำน้ำแข็งระบบอัดไอ โดยอาศัยความช่วยเหลือขึ้นรูปชิ้นส่วนจากมิตรสหาย จนบางครั้งเกิดอุบัติเหตุจากอีเทอร์ที่ใช้เป็นสารความเย็นระเบิดบ้าง ในที่สุดปลายปี 1854 แฮริสันก็สร้างต้นแบบเครื่องทำน้ำแข็งได้สำเร็จ ผลิตน้ำแข็งได้วันละ 3 ตัน ใช้เครื่องอัดแบบลูกสูบสองทางที่มีล้อตุนกำลังขนาด 5 เมตร ขับด้วยเครื่องจักรไอน้ำขนาด 3.5 แรงม้า ซึ่งยืมเพื่อนมา
แฮริสันจดทะเบียนสิทธิบัตรกับรัฐวิคตอเรียไว้ในปี 1855 สิ่งที่พัฒนาขึ้นจากสิทธิบัตรของเพอร์กินส์ นอกจากขนาดจะใหญ่กว่าแล้ว คือการใช้เครื่องอัดแบบลูกสูบสองทางขับผ่านกลไกข้อเหวี่ยงด้วยเครื่องจักรไอน้ำแทนปัมป์มือโยก คอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำจากแม่น้ำที่อยู่ใกล้ๆ (อย่าลืมว่าใครเป็น สส) ถึงแม้ยังออกแบบไม่ดีนักแต่มีจุดเด่นคือ มีปริมาตรอีเทอร์ด้านความดันสูงบรรจุไว้มาก ทำให้ไม่ถูกกระทบจากการรั่วเข้าของอากาศมากนัก แต่ก็มีความเสี่ยงอันตรายหากเกิดระเบิดสูงกว่า
 |
| อธิบายภาพ สิทธิบัตรอังกฤษ BP 747 ปี 1856 |
เมื่อเครื่องทำน้ำแข็งดีไอวายรุ่นแรกได้ผลน่าพอใจ เขาเดินหน้าขั้นต่อไปทันที คือหาผู้ร่วมทุนและซัพพลายเออร์ที่สามารถทำชิ้นส่วนคุณภาพสูงเพื่อการผลิตออกขายได้ ซึ่งเวลานั้นในออสเตรเลียไม่มี
ต้นปี 1856 แฮริสันในวัย 40 ขึ้นเรือมุ่งไปลอนดอน เขาได้ตกลงเป็นหุ้นส่วนธุรกิจกับพี่น้องแดเนียล และ เฮนรี ซีบ (Siebe) ผู้ผลิตเครื่องจักรอุตสาหกรรม ไม่นานก็สร้างต้นแบบเครื่องทำน้ำแข็งซอง 200 กิโลกรัมต่อวัน ใช้ต้นกำลังไอน้ำครึ่งแรงม้าได้สำเร็จ
แฮริสันยังได้รับสิทธิบัตรอังกฤษเลขที่ 747 ในปี 1856 และเลขที่ 2362 ในปี 1857 สำหรับเครื่องขนาดใหญ่ขึ้น อีแวพโปเรเตอร์เป็นแบบเปลือกและท่อทำความเย็นให้กับน้ำเกลือ (brine) ที่มีปัมป์หมุนเวียนไปยังบ่อน้ำเกลือแช่ซองน้ำแข็งแบบที่ใช้กับโรงน้ำแข็งซองในปัจจุบัน ระบบนี้จะลดปริมาณอีเทอร์ลงจากแบบสัมผัสกับน้ำแข็งโดยตรง ลูกค้ารายแรกของเครื่องทำน้ำแข็งระบบน้ำเกลือ แฮริสัน-ซีบ ขนาด 8 แรงม้า กลับไม่ได้ซื้อไปทำน้ำแข็ง
 | |
เครื่องทำน้ำแข็งระบบน้ำเกลือ ตามสิทธิบัตรอังกฤษ BP 2362 ปี 1857
โรงเบียร์หมายเลข 1
แต่เป็นโรงเบียร์ Truman, Hanbury, Buxton & Co. ในลอนดอน ที่นำไปดัดแปลงใช้ลดอุณหภูมิของเวิร์ท (wort) ก่อนเข้าถังหมักเบียร์ ต่อมาแฮริสัน-ซีบ ได้ปรับปรุงเครื่องทำน้ำแข็งให้ใหญ่ขึ้นเป็นขนาด 10 แรงม้า นำออกแสดงการทำงานในลอนดอน ไมเคิล ฟาราเดย์ และจอห์น ทินเดิล (นักฟิสิกส์ผู้คนพบปรากฏการณ์เรือนกระจก) ได้มาชมและให้ความเห็นเชิงบวกด้วย ผลงานของวิศวกรสมัครเล่นอย่างเจมส์ แฮริสันนับว่าล้ำหน้ากว่าทฤษฎีในขณะนั้น ซึ่งกฎทางเทอร์โมไดนามิกส์ที่เรียนกันในปัจจุบันเพิ่งสรุปได้ในอีกสิบปีต่อมา
มีนักธุรกิจติดต่อขอซื้อสิทธิบัตรเขาไปผลิตในต่างประเทศหลายราย แต่เจรจาเงื่อนไขกันไม่ลงตัว ยกเว้นสิทธิการผลิตในอังกฤษที่เขายกให้เป็นของพี่น้องตระกูลซีบ ซึ่งนำไปปรับปรุงและขายเครื่องทำน้ำแข็งในแถบเมืองท่าในอังกฤษ และเมืองขึ้นต่างๆ ได้ไม่น้อย รวมทั้งใช้สร้างระบบห้องเย็นแห่งแรกในลอนดอน และในโรงพยาบาลสนามของหน่วยทหารอังกฤษในแอฟริกาด้วย แฮริสันได้รับส่วนแบ่งไม่มากนัก
ในประเทศไทยก็เริ่มมีการนำเข้าน้ำแข็งใส่เรือมาจากสิงคโปร์ เป็นครั้งแรกในช่วงนี้ คือสมัยรัชกาลที่ 4 พ.ศ. 2400 (ค.ศ. 1857) แต่น่าจะเป็นน้ำแข็งธรรมชาติที่ส่งต่อมาจากเครือข่ายของทิวดอร์อีกที เพราะโรงน้ำแข็งในสิงคโปร์ยังไม่เปิดทำการ
 | |
ภาพจากนิตยสาร Illustrated London News
ฉบับวันที่ 29 พฤษภาคม 1858 ลงข่าวการทดสอบเครื่อง
เมื่อเขาเดินทางกลับออสเตรเลียในปี 1858 ได้นำชิ้นส่วนเครื่องทำน้ำแข็งจากอังกฤษใส่เรือกลับไปด้วยเป็นตัวอย่าง และเปิดโรงน้ำแข็งแห่งแรกในออสเตรเลียขึ้นที่จีลอง แต่ธุรกิจไม่ได้ง่ายเหมือนประดิษฐ์เครื่องจักร เพราะน้ำแข็งดูไม่ใสสะอาดเหมือนของธรรมชาติที่สั่งจากอเมริกา แม้จะเอาไว้แช่เย็นอาหารไม่ได้เอาไปกินก็ตาม
แฮริสันใช้สื่อสิ่งพิมพ์ในมือทำการตลาดอย่างเต็มที่ ยกการศึกษาต่างๆทั้งจริงและไม่จริงว่า น้ำแข็งของเขาในชื่อ “น้ำแข็งสิทธิบัตร” (Patent Ice) เป็นที่ยอมรับกันแล้วทั่วโลก (จริงๆเพิ่งมี) จนยอดขายเริ่มขยับตัว เขาเจาะเข้าไปทุกตลาดที่มีโอกาส ตั้งแต่โรงเบียร์ โรงพยาบาล โรงนม โรงบรรจุเนื้อ ซึ่งเขาเริ่มการแช่แข็งเนื้อเป็นคนแรก แม้กระทั่งแนะนำให้ใส่ในเครื่องดื่มทั้งที่คุณภาพน้ำแข็งยังไม่พร้อมสำหรับการกิน
 |
| เครื่องทำน้ำแข็ง รุ่นที่ผลิตในซิดนีย์ ปี 1860 ด้านซ้ายติดฟลายวีลคือกระบอกสูบเครื่องจักรไอน้ำ ส่งกำลังผ่านเฟืองลดรอบไปขับกระบอกสูบเครื่องอัดอีเทอร์ที่อยู่ด้านขวา (อุปกรณ์อื่นๆไม่แสดงไว้) |
นอกจากโรงน้ำแข็งของตัวเองแล้ว เขายังได้ตั้งบริษัท Victoria Ice Works ขึ้น สร้างโรงน้ำแข็งที่ซิดนีย์ และเมลเบิร๋น ขายเครื่องทำน้ำแข็งไปได้ประมาณ 60 เครื่อง แต่แล้วในปี 1862 ได้เกิดปัญหา เมื่อหนังสือพิมพ์ของแฮริสันถูกฟ้องและแพ้คดีต้องชดใช้เงินก้อนโต จากการไปหมิ่นประมาทข้าหลวงจากอังกฤษว่าเมาสุราในหน้าที่ เขาจึงขายกิจการหนังสือพิมพ์ เหลือแต่ธุรกิจเครื่องเย็น
ในปี 1873 เขาริเริ่มการขนส่งเนื้อแกะแช่แข็งทางเรือจากออสเตรเลียไปขายที่อังกฤษ เป็นการส่งออกเนื้อครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของประเทศ แต่สินค้า 15 ตันกลับมิได้ถูกส่งมอบ ขณะที่เรือผ่านแอฟริการะบบความเย็นของแฮริสันเกิดขัดข้องหลังจากเดินทางมาได้หนึ่งเดือน เนื้อทั้งลำเรือก็บูดเน่าต้องทิ้งทั้งหมด
 |
| โรงน้ำแข็งซองของ Harrison-Siebe ในปี 1862 ทางขวาคือซองทำน้ำแข็ง |
นอกจากต้องหมดเงินไปอีกไม่น้อยแล้ว แฮริสันเสียชื่อเสียงไปมากจากงานนี้ แต่ก็เป็นการบุกเบิกให้ผู้อื่นส่งออกเนื้อแช่แข็งตามบ้าง จนสามารถส่งสินค้าแช่แข็งทางเรือได้ในที่สุด ส่งผลให้ออสเตรเลียเป็นผู้ส่งออกเนื้ออันดับต้นๆของโลกมาจนปัจจุบัน
มีข้อถกเถียงว่าเครื่องทำน้ำแข็งของเจมส์ แฮริสันไม่ใช่เครื่องทำความเย็นทางการค้าเครื่องแรกของโลกโดยยกกรณีของ อเลกซานเดอร์ ทไวนิง (1801–1884) อาจารย์มหาวิทยาลัยเยล ในปี 1853 เขาได้จดสิทธิบัตรสหรัฐเลขที่ 10221 ซึ่งมีส่วนประกอบเครื่องทำน้ำแข็งระบบอัดไอ คล้ายกับของแฮริสันคือใช้เครื่องอัดลูกสูบ มีซองน้ำแข็งทรงเหลี่ยมเหมือนกัน ต่างกันตรงที่ทไวนิงใช้อีเทอร์ไหลสัมผัสกับซองน้ำแข็งสองชั้นโดยตรง ไม่ได้ใช้น้ำเกลือแบบของแฮริสัน ทำให้ต้องใช้อีเทอร์จำนวนมากและเกิดการรั่วซึมตามมา
 |
| สิทธิบัตร US10221 “การผลิตน้ำแข็ง” ของอเลกซานเดอร์ ทไวนิง ปี 1853 |
ทไวนิงได้สร้างโรงน้ำแข็งแห่งแรกในอเมริกาที่คลีฟแลนด์ รัฐโอไฮโอ ในปี 1856 ขนาด 1 ตันต่อวัน เพื่อทดลองตลาด เปิดอยู่ได้เพียงสองปีก็ต้องล้มเลิกไป เพราะเครื่องจักรขัดข้องบ่อยและไม่สามารถแข่งขันกับน้ำแข็งธรรมชาติได้ ทไวนิงมีแผนลงทุนผลิตน้ำแข็งในรัฐทางใต้ที่ไกลจากแหล่งน้ำแข็งธรรมชาติแทน แต่เกิดสงครามกลางเมืองสหรัฐ (1861-1865) ขึ้นเสียก่อน ธุรกิจต้องพับไปอีก ทไวนิงกล่าวโทษแฮริสันด้วยว่าลอกเลียนสิ่งประดิษฐ์ของเขา ซึ่งเป็นไปได้ยาก เพราะการสื่อสารที่ยากลำบากสมัยนั้น
คู่แข่งที่แท้จริง
เครื่องทำน้ำแข็งของทไวนิงจึงไม่น่าจะนับว่า “ผลิตทางการค้า” และไม่ใกล้เคียงเลยที่จะแข่งขันกับพันธมิตรแฮริสัน-ซีบได้ ภัยคุกคามที่แท้จริงของทั้งคู่ กลับเป็นสิ่งประดิษฐ์ใหม่ซึ่งต่างจากระบบอัดไอโดยสิ้นเชิง
ระหว่างสงครามนั้นเอง รัฐทางใต้ซึ่งถูกระงับการส่งน้ำแข็งจากทางเหนือ ได้ลักลอบนำเข้าเครื่องทำน้ำแข็งระบบดูดซึม (absorption) ที่คิดค้นขึ้นใหม่โดยแฟร์ดินัง คาเร (Ferdinand Carré) เข้ามาจากฝรั่งเศส แบบแยกชิ้นส่วนเพื่ออำพรางการสกัดของกองเรือฝ่ายเหนือ และนำมาเลียนแบบโดยผู้ผลิตในพื้นที่ ซึ่งนำเอาสิทธิบัตรของทไวนิงมารวมเข้าไปด้วย กลายเป็นโรงน้ำแข็งทางการค้าแห่งแรกในอเมริกา แม้เมื่อสงครามยุติลงแล้ว เครื่องทำน้ำแข็งระบบดูดซึมก็ยังได้รับความนิยมต่อมาอีกหลายปี
 |
| เครื่องทำความเย็นระบบดูดซึมของคาเร ในปี 1859 ไม่ต้องใช้ต้นกำลังขนาดใหญ่ |
หลักการทำงานโดยย่อของระบบดูดซึม คือใช้คุณสมบัติการดึงดูดกันของแอมโมเนียกับน้ำ เมื่อแอมโมเนียระเหยที่อีแวพโปเรเตอร์จะถูกดูดซึมด้วยน้ำ จากนั้นเพิ่มความดันด้วยปัมป์ และไล่แอมโมเนียด้วยความร้อนเพื่อให้ออกไปกลั่นตัว ระบบดูดซึมจึงไม่ต้องใช้เครื่องอัดขนาดใหญ่ แต่ใช้ปัมป์ตัวเล็กๆ กับความร้อนแทน
ระบบดูดซึมใช้เวลาไม่กี่ปีก็แพร่หลายไปทั่วโลก ชิ้นส่วนเคลื่อนที่น้อยชิ้นทำให้ช่างท้องถิ่นประกอบเองได้ไม่ยาก เมื่อบุกมาถึงถิ่นจีลอง ก็ได้รับความนิยมแซงหน้าระบบอัดไอของแฮริสันอย่างรวดเร็ว ห้องเย็นขนาดใหญ่แห่งแรกในออสเตรเลียก็ใช้ระบบดูดซึมแทนที่จะเป็นระบบอัดไอของแฮริสัน เช่นเดียวกับโรงงานน้ำแข็งซองยุคแรกของไทยก็ใช้ระบบนี้
(ห้องเย็นเก็บสินค้านั้นมีมาก่อนเครื่องปรับอากาศในบ้านคนหลายสิบปี)
เหตุที่เครื่องทำความเย็นระบบดูดซึมได้รับความนิยมมากกว่าระบบอัดไอในตอนปลายศตวรรษที่ 19 นั้น ไม่ใช่ความบกพร่องของระบบอัดไอในตัวเอง แต่อยู่ที่ระบบอัดไอยังขาดสารความเย็นที่เหมาะสม, คุณภาพการผลิตเครื่องอัดยังไม่ดีพอ และการใช้เครื่องจักรไอน้ำเป็นต้นกำลัง
ระบบอัดไอในยุคต้นๆใช้ไดเอทิล อีเทอร์ เป็นสารความเย็นเพราะเป็นตัวทำละลายที่หาได้ง่าย และมีค่าความร้อนแฝงในการกลายเป็นไอสูงกว่าแอมโมเนียเสียอีก จึงดูเหมือนว่าจะทำความเย็นได้ดี แต่อีเทอร์เป็นสารไวไฟสูง เกิดระเบิดได้ง่าย ยิ่งกว่านั้นความดันต่ำสุดในระบบจะต่ำกว่าบรรยากาศ เมื่อใช้งานกับเครื่องอัดที่ผลิตมาไม่ดี ก็เลี่ยงไม่ได้ที่อากาศจากภายนอกจะรั่วเข้าไปในระบบ และทำปฏิกิริยากับอีเทอร์ ทำให้สมรรถนะการทำความเย็นตกลงเมื่อใช้งานไปนานๆ
 |
| ตารางเปรียบเทียบประสิทธิภาพของเครื่องทำความเย็นในยุคแรก ระบบอัดไอ(แอมโมเนีย)มีประสิทธิภาพสูงสุด ระบบอัดไอ(อีเทอร์)มีประสิทธิภาพต่ำสุด ระบบดูดซึม (แอมโมเนีย) อยู่กลางๆ |
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0140700712000588
การดูแลรักษาชิ้นส่วนเคลื่อนที่ของเครื่องอัด (compressor) ก็เป็นอีกปัญหาหนึ่ง ระบบดูดซึมนั้นไม่ต้องใช้เครื่องอัดที่ขับด้วยเครื่องจักรไอน้ำขนาดใหญ่ แต่ใช้เชื้อเพลิงมาให้ความร้อนกับระบบโดยตรงและยังนำความร้อนไปใช้ประโยชน์อื่นต่อได้เลย เช่นสร้างความอบอุ่นให้กับโรงงานในฤดูหนาว กว่าที่เครื่องทำความเย็นระบบอัดไอจะกลับมาได้รับความนิยมอีกครั้ง ก็ต้องรอถึงปี 1877 เมื่อคาร์ล ฟอน ลินเด ปรับปรุงเครื่องอัดแอมโมเนีย และกว่าที่ระบบไฟฟ้าจะมาแทนที่เครื่องจักรไอน้ำก็ถึงปี 1890 แล้ว เมื่อมีการคิดค้นสารความเย็นฟรีออนในปี 1928 เครื่องทำความเย็นระบบอัดไอที่ใช้ฟรีออน ก็กลับมาแย่งตลาดคืนจากระบบดูดซึมได้เกือบทั้งหมด
แฮริสันอายุครบ 60 ในปี 1876 สิทธิบัตรของเขารวมทั้งของทไวนิงและคนอื่นๆก็เริ่มหมดอายุลง ธุรกิจผ่านยุครุ่งเรืองไปแล้ว ผู้ผลิตอื่นๆเริ่มสร้างเครื่องทำน้ำแข็งกันได้อย่างแพร่หลาย ทั้งระบบอัดไอและระบบดูดซึม แฮริสันมีบุตรหลายคนแต่ไม่มีผู้ใดรับช่วงต่อกิจการและค่อยๆเลือนหายไป เว้นแต่ชาวออสเตรเลียในรัฐวิคตอเรีย ยังจดจำเขาได้ สะพานข้ามแม่น้ำบาร์วอนในจีลอง ถูกตั้งชื่อเป็นเกียรติแก่เขา และรำลึกวันเกิดของเขา 17 เมษายนของทุกปีว่าเป็น “วันแห่งการทำความเย็นสากล”
(แต่ประเทศอื่นๆใช้วันเกิดของลอร์ดเคลวินแทน)
 |
| เจมส์ แฮริสัน นักบุกเบิกธุรกิจเครื่องเย็น (ที่มา : https://www.airah.org.au) |
หลังจากเจมส์ แฮริสันเจ้าของโรงพิมพ์ สร้างโรงน้ำแข็งด้วยระบบอัดไอเป็นครั้งแรกของโลกแล้ว อีกราวครึ่งศตวรรษต่อมา เป็นเหตุบังเอิญอยู่เหมือนกันที่ วิลลิส แคเรียร์ นำระบบทำความเย็นมาใช้กับการปรับอากาศเป็นครั้งแรกของโลก ก็เพื่อลดความชื้นใน “โรงพิมพ์” อีกเช่นกัน
แหล่งอ้างอิง
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น