สาระ มาตรฐานและตัวชี้วัดชั้นปี ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พ.ศ. 2551 ช่วงชั้นที่ 3 (ม.1 – ม.3) และช่วงชั้นที่ 4 (ม. 4 – ม.6)

สาระที่ 1 สิ่งมีชีวิตกับกระบวนการดำรงชีวิต
     มาตรฐาน ว 1.2 เข้าใจกระบวนการและความสำคัญของการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ความหลากหลายทางชีวภาพ การใช้เทคโนโลยีชีวภาพที่มีผลกระทบต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม มีกระบวนการสืบเสาะหาความรู้และจิตวิทยาศาสตร์ สื่อสารสิ่งที่เรียนรู้ และนำความรู้ไปใช้ประโยชน์
     ตัวชี้วัด 
          ม.3/5 อธิบายผลของความหลากหลายทางชีวภาพที่มีต่อมนุษย์ สัตว์ พืช และสิ่งแวดล้อม

สาระที่ 2 ชีวิตกับสิ่งแวดล้อม
     มาตรฐาน ว 2.2 เข้าใจความสำคัญของทรัพยากรธรรมชาติ การใช้ทรัพยากรธรรมชาติในระดับท้องถิ่น ประเทศ และโลกนำความรู้ไปใช้ในในการจัดการทรัพยากรธรรมชาติ  และสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่นอย่างยั่งยืน
     ตัวชี้วัด 
          ม.3/1 วิเคราะห์สภาพปัญหาสิ่งแวดล้อม  ทรัพยากรธรรมชาติในท้องถิ่น และเสนอแนวทางในการแก้ไขปัญหา
          ม.3/2 อธิบายแนวทางการรักษาสมดุลของระบบนิเวศ
          ม.3/3 อภิปรายการใช้ทรัพยากรธรรมชาติอย่างยั่งยืน
          ม.3/4 วิเคราะห์และอธิบายการใช้ทรัพยากรธรรมชาติ ตามปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง 
          ม.3/5 อภิปรายปัญหาสิ่งแวดล้อมและเสนอแนะแนวทางการแก้ปัญหา 
          ม.3/6 อภิปรายและมีส่วนร่วมในการดูแลและอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมในท้องถิ่นอย่างยั่งยืน
          ม.4 – ม.6 /1 วิเคราะห์สภาพปัญหา สาเหตุของปัญหาสิ่งแวดล้อมและทรัพยากรธรรมชาติในระดับท้องถิ่น ระดับประเทศ และระดับโลก
          ม.4 – ม. 6/2 อภิปรายแนวทางในการป้องกัน แก้ไข ปัญหาสิ่งแวดล้อมและทรัพยากรธรรมชาติ
          ม.4 – ม.6 /3 วางแผนและดำเนินการเฝ้าระวังอนุรักษ์ และพัฒนาสิ่งแวดล้อมและทรัพยากรธรรมชาติ       

สาระที่ 3 สารและสมบัติของสาร
     มาตรฐาน ว 3.2 เข้าใจหลักการและธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงสถานะของสาร การเกิดสารละลาย การเกิดปฏิกิริยา มีกระบวนการสืบเสาะ หาความรู้และจิตวิทยาศาสตร์ สื่อสารสิ่งที่เรียนรู้ และนำความรู้ไปใช้ประโยชน์
     ตัวชี้วัด   
          ม.4 – ม.6/1 ทดลอง อธิบายและเขียนสมการของปฏิกิริยาเคมีทั่วไปที่พบในชีวิตประจำวัน รวมทั้งอธิบายผลของสารเคมีที่มีต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม
          ม.4 – ม.6/3 สืบค้นข้อมูลและอธิบายการเกิดปิโตรเลียม กระบวนการแยกแก๊สธรรมชาติและการ กลั่นลำดับส่วนน้ำมันดิบ

 สาระที่ 4   แรงและการเคลื่อนที่
     มาตรฐาน ว 4. 1  เข้าใจธรรมชาติของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า แรงโน้มถ่วง และแรงนิวเคลียร์ มีกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ สื่อสารสิ่งที่เรียนรู้และนำความรู้ไปใช้ประโยชน์อย่างถูกต้องและมีคุณธรรม
     ตัวชี้วัด
          ม.4 – ม.6/1ทดลองและอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างแรงกับการเคลื่อนที่ของวัตถุในสนามโน้มถ่วง และนำความรู้ไปใช้ประโยชน์

     มาตรฐาน ว 4.2  เข้าใจลักษณะการเคลื่อนที่แบบต่างๆ ของวัตถุในธรรมชาติ มีกระบวนการสืบเสาะหาความรู้และจิตวิทยาศาสตร์ สื่อสารสิ่งที่เรียนรู้และนำความรู้ไปใช้ประโยชน์
     ตัวชี้วัด
          ม.3/1 ทดลองและอธิบายความแตกต่างระหว่างแรงเสียดทานสถิตกับแรงเสียดทานจลน์และ นำความรู้ไปใช้ประโยชน์

สาระที่ 5 พลังงาน
     มาตรฐาน ว 5.1 เข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานกับการดำรงชีวิต การเปลี่ยนรูปพลังงาน ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารและพลังงาน ผลของการใช้พลังงานต่อชีวิตและสิ่งแวดล้อม มีกระบวน การสืบเสาะหาความรู้  สื่อสารสิ่งที่เรียนรู้และนำความรู้ ไปใช้ประโยชน์  
     ตัวชี้วัด
          ม.1/2 สังเกตและอธิบายการถ่ายโอนความร้อน และนำความรู้ไปใช้ประโยชน์
          ม.2/1 ทดลองและอธิบายการสะท้อนของแสง การหักเหของแสง และนำความรู้ไปใช้ประโยชน์

จุดประสงค์การเรียนรู้
     1.ตระหนักถึงผลจากมลพิษที่เกิดจากการใช้สารเคมีทั้งปุ๋ยและยาปราบศัตรูพืชในการเกษตร
     2.เข้าใจเกี่ยวกับการเพิ่มมูลค่าผลผลิต และการนำวัสดุเหลือใช้ไปเป็นแหล่งพลังงานทดแทน
     3.เข้าใจและอธิบายการใช้กระบวนการทำงานของเครื่องมือต่าง ๆในการสีข้าว โดยใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์
     4.เปรียบเทียบผลดี ผลเสีย และข้อได้เปรียบ เสียเปรียบของกระบวนการที่จะทำให้ได้ข้าวสารในอดีต กับการใช้เทคโนโลยีปัจจุบันได้

โรงสีข้าวมูลนิธิชัยพัฒนา ตั้งอยู่ในพื้นที่ราบลุ่มแวดล้อมด้วยนาข้าวในอำเภอลาดบัวหลวง ตั้งอยู่เลขที่ 99/9 หมู่ 4 ตำบลลาดบัวหลวง อำเภอลาดบัวหลวง จังหวัดพระนครศรีอยุธยา รหัสไปรษณีย์ 13230 ในพื้นที่ประมาณ 20 ไร่ โรงสีข้าวมูลนิธิชัยพัฒนาถูกตั้งเป็นศูนย์สาธิตและพัฒนาพลังงานทดแทนแบบครบวงจรด้วย

พื้นที่ราบลุ่มของอำเภอลาดบัวหลวง จังหวัดพระนครศรีอยุธยา 

 เดินทางได้สะดวกโดยใช้ทางรถยนต์ ถ้าเริ่มต้นจากทางแยกวงแหวนตะวันตกจากถนนพหลโยธิน อำเภอบางปะอิน ไปตามทางหลวงหมายเลข 9 หรือถนนรัชดาภิเษก ซึ่งเป็นทางหลวงสายอาเซียน AH2 วิ่งไปถึงทางแยกเข้าอำเภอเสนา จึงเลี้ยวขวาเข้าทางหลวงหมายเลข 3111 ตรงไปทางอำเภอเสนา ก่อนถึงอำเภอเสนาจะเห็นป้ายบอกทางเข้าอำเภอลาดบัวหลวง ก็เลี้ยวซ้ายเข้าไปตามทางหลวงหมายเลข 4006 อีกประมาณ 21 กิโลเมตรจะถึงคลองพระยาบันลือ เลี้ยวขวาเข้าถนนเลียบคลองพระยาบันลือได้ทั้ง 2 ฝั่งคลอง ซึ่งจะเป็นซอยเทศบาล 5 และซอยเทศบาล 7 ประมาณ 3 กิโลเมตรจะเห็นโรงสีข้าวมูลนิธิชัยพัฒนาอยู่ทางซ้ายมือกลางทุ่งนา ระยะทางทั้งหมดประมาณ 46.5 กิโลเมตร ใช้เวลาเดินทางประมาณ 50 นาที

จากเว็บไซต์ http://www.chaipat.or.th/ ได้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับความเป็นมาของโรงสีข้าวมูลนิธิชัยพัฒนาไว้ว่า เมื่อวันที่ 28 มิถุนายน 2551 สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา ฯ สยามบรมราชกุมารี ได้พระราชทานพระราชานุมัติให้สำนักงานมูลนิธิชัยพัฒนา ร่วมกับกระทรวงพลังงานและเครือเจริญโภคภัณฑ์ดำเนินการโครงการศูนย์สาธิตและพัฒนาพลังงานทดแทนจากข้าวครบวงจร ในบริเวณพื้นที่ของมูลนิธิชัยพัฒนา ตำบลลาดบัวหลวง อำเภอลาดบัวหลวง จังหวัดพระนครศรีอยุธยา โดยจัดตั้งระบบโรงสีข้าวชุมชน เพื่อรองรับกิจกรรมการส่งเสริมการผลิตข้าวแบบลด ละ เลิก การใช้สารเคมี ในพื้นที่สาธิตการทำนาของมูลนิธิชัยพัฒนา รวมทั้งเป็นตัวอย่างพร้อมถ่ายทอดความรู้ในการแปรรูปข้าว และการบริหารจัดการธุรกิจข้าวของชุมชนอย่างเป็นระบบ การเพิ่มมูลค่าผลผลิต และการนำวัสดุเหลือใช้ เช่น แกลบจากโรงสีข้าวไปผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้าและการผลิตน้ำมันรำ เป็นต้น

สำนักงานมูลนิธิชัยพัฒนาจึงได้จัดทำแผนการดำเนินงานโครงการศูนย์สาธิตและพัฒนาพลังงานทดแทนจากข้าวครบวงจร(การผลิตข้าวครบวงจร)ให้ดำเนินไปอย่างต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพ ตามวัตถุประสงค์ของโครงการ ในระยะแรกทำการสีข้าวเปลือกวันละ 2 ตันเพื่อนำข้าวที่ผลิตได้ทั้งข้าวสารและข้าวกล้องบรรจุถุงจำหน่ายให้กับบุคคลทั่วไปภายใต้ตราสินค้า “ภัทรพัฒน์” โดยมีข้าวส่งขายประมาณเดือนละ 20,000 กิโลกรัม ซึ่งการดำเนินงานสามารถเข้าสู่จุดคุ้มทุนภายในระยะเวลา 5 ปี เริ่มดำเนินการเต็มรูปแบบเมื่อวันที่ 2 ธันวาคม 2553 เป็นต้นมา โครงการดังกล่าวได้มีการติดตั้งเครื่องจักรต่าง ๆ ประกอบด้วย จุดรับข้าวเปลือก ไซโล โรงสีข้าวชุมชน CP-R 1000  เครื่องผลิตไฟฟ้าจากชีวมวล (Gasifier)  พร้อมตัวอาคารประกอบ เครื่องอบลดความชื้นข้าวเปลือกและเครื่องหีบน้ำมันรำ
     โรงสีข้าวมูลนิธิชัยพัฒนา นอกจากจะทำหน้าที่หลักคือการสีข้าวแล้ว ที่นี่ยังมีขั้นตอนการจัดการข้าวอย่างมีระบบ โดยนำวัสดุเหลือใช้จากทุกขั้นตอนมาใช้ประโยชน์อย่างคุ้มค่า “Zero Waste Hundred Used” ซึ่งทุกกระบวนการผลิตจะนำเอาสิ่งที่เหลือใช้จากกระบวนการการสีข้าวไปสร้างเป็นผลิตภัณฑ์ใหม่ เช่น นำข้าวหักและปลายข้าวไปทำผลิตภัณฑ์โจ๊กสำเร็จรูป นำรำข้าวไปหีบทำเป็นน้ำมันรำข้าวบริสุทธิ์ นำแกลบไปเข้าระบบ Gasification เพื่อให้ได้แก๊สไปใช้ในการเดินเครื่องยนต์และผลิตไฟฟ้านำกลับมาใช้ในโรงงาน และนำขี้เถ้าแกลบไปใช้ผสมกับดินเพื่อใช้ในการเพาะปลูก เรียกได้ว่าจะไม่มีสิ่งเหลือใช้ที่ไร้ประโยชน์ในโรงสีข้าวแห่งนี้ ปัจจุบันโรงสีข้าวมูลนิธิชัยพัฒนาสามารถรองรับข้าวเปลือกในบริเวณพื้นที่อำเภอลาดบัวหลวงและในเขตอำเภอใกล้เคียงของจังหวัดพระนครศรีอยุธยาตลอดจนอำเภอต่างๆ ของจังหวัดใกล้เคียง เข้าสู่โรงสีได้ไม่ต่ำกว่า 3,000 ไร่ สามารถสีแปรรูปข้าวได้วันละ 24 ตัน ผลิตไฟฟ้าได้ 200 กิโลวัตต์ชั่วโมง

วิดีทัศน์เรื่องโรงสีข้าวมูลนิธิชัยพัฒนา

ในการปลูกข้าว ชาวนาต้องมีการคัดเลือกพันธุ์ข้าวที่จะปลูกให้ได้พันธุ์ข้าวที่ได้ผลผลิตสูง ทนต่อโรคพืชและแมลง ให้ผลผลิตสูงและเป็นที่ต้องการของตลาด ในพื้นที่ส่งเสริมของโรงสีข้าวมูลนิธิชัยพัฒนา ชาวนาจะได้รับการส่งเสริมให้ปลูกข้าวพันธุ์ข้าวหอมปทุมซึ่งเป็นข้าวพันธุ์ดี ราคาสูงมีความต้องการในการบริโภคมาก โครงการโรงสีข้าวมูลนิธิชัยพัฒนาจะส่งเสริมชาวนาที่อยู่ในโครงการตั้งแต่การคัดเลือกพันธุ์ข้าว การทำนาในขั้นตอนต่าง ๆ ควบคุมการใส่ปุ๋ย การใช้สารเคมีกำจัดศัตรูพืช ไปจนถึงกำหนดเวลาในการปลูกข้าวและการเก็บเกี่ยวเพื่อนำข้าวเปลือกส่งโรงสีได้อย่างต่อเนื่อง

ภาพจาก https://tudpichatatar.wordpress.com

คำถาม เหตุใดจึงต้องมีการกำหนดเวลาในการเริ่มปลูกข้าวและกำหนดเวลาเก็บเกี่ยวของเกษตรกรแต่ละราย

     เมื่อชาวนาเก็บเกี่ยวข้าว ในอดีตเป็นการทำด้วยมือทั้งสิ้น การเกี่ยวข้าวจะใช้วิธีลงแขกโดยใช้เคียวเกี่ยวทั้งรวงข้าวและใบข้าวที่เรียกว่าฟางข้าวมัดรวมกันเป็นฟ่อน แล้วจึงนำมาฟาดด้วยแรงคนให้เมล็ดข้าวเปลือกหลุดจากรวงข้าว หรือนำมากองในลานแล้วให้วัวหรือควายเดินย่ำจนเมล็ดข้าวเปลือกหลุดออกจากรวง

 
ภาพจาก http://www.muangboranjournal.com/  ภาพจาก http://2g.pantip.com/cafe/blueplanet/topic/

ข้าวเปลือกที่ได้จะถูกนำไปตากแดดเพื่อลดความชื้น แล้วจึงนำไปเก็บในยุ้งข้าวเพื่อนำไปสีหรือตำให้เป็นข้าวสารต่อไป
     ปัจจุบันชาวนามักใช้เครื่องทุ่นแรงเก็บเกี่ยวข้าวแทนการเก็บเกี่ยวด้วยแรงงานคนเหมือนในอดีต โดยใช้รถเกี่ยวข้าว ที่สามารถเกี่ยวและนวดข้าวได้ข้าวเปลือกบรรจุกระสอบให้เสร็จในคราวเดียวโดยใช้เวลาสั้นมากทั้งยังแยกฟางข้าวออกให้ด้วย จึงไม่ค่อยได้เห็นการลงแขกเกี่ยวข้าวและการนวดข้าวด้วยแรงคนอีกนอกจากในบางพื้นที่ซึ่งปลูกข้าวเป็นแปลงเล็ก ๆ เท่านั้น

ภาพจาก http://www.kasetporpeang.com/

เนื่องจากข้าวเปลือกที่ได้ ชาวนามักจะนำไปขายให้โรงสีเป็นส่วนใหญ่ ข้าวเปลือกที่เก็บเกี่ยวได้ใหม่ ๆ จะมีความชื้นอยู่ด้วยเสมอ ความชื้นในข้าวเปลือกจะทำให้ข้าวเปลือกมีน้ำหนักสูงขึ้นและเกิดมอดหรือแมลงกัดกินข้าวเปลือกได้ง่าย ดังนั้นเมื่อชาวนานำข้าวเปลือกไปขายให้โรงสีจึงต้องมีการวัดความชื้นในข้าวเปลือกด้วยเครื่องวัดความชื้นก่อน การวัดความชื้นในเมล็ดข้าวเปลือกมีความสำคัญอย่างมากเพราะปริมาณความชื้นในเมล็ดข้าวเปลือกมีผลต่อน้ำหนัก คุณภาพการสี และการเก็บรักษา ในการรับซื้อข้าวเปลือก โรงสี ท่าข้าว สหกรณ์การเกษตร และตลาดกลางการเกษตร จะพิจารณาตรวจสอบน้ำหนัก ความชื้นสิ่งเจือปนและคุณภาพข้าวอื่นๆ เพื่อกำหนดราคารับซื้อ (http://www.sangchaimeter.com/)
     ถ้าข้าวเปลือกมีความชื้นเกินขอบเขตที่เหมาะสมสำหรับการสีหรือการเก็บรักษาก็จะหักลดราคาหรือหักลดน้ำหนักข้าวเปลือกที่นำมาขายเพราะผู้ซื้อหรือโรงสีจะต้องเสียค่าใช้จ่ายในการลดความชื้นข้าวเปลือกที่ซื้อให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมกับการสีหรือการเก็บรักษาและเสียน้ำหนักข้าวเปลือกที่ซื้อไปในการลดความชื้น โดยข้าวเปลือกที่มีความชื้นและมีสิ่งเจือปนไม่เกิน 2% จะหักลดน้ำหนักข้าวเปลือกในอัตราส่วนต่อ 1,000กิโลกรัม ดังนี้
     - ความชื้นไม่เกิน 15% ไม่ให้มีการหักลดน้ำหนัก
     - ความชื้นเกิน 15%  แต่ไม่เกิน 16%  ให้หักลดน้ำหนักได้ไม่เกิน 15 กิโลกรัม
     - ความชื้นเกิน 16%  แต่ไม่เกิน 17%  ให้หักลดน้ำหนักได้ไม่เกิน 30 กิโลกรัม
     - ความชื้นเกิน 17%  แต่ไม่เกิน 18%  ให้หักลดน้ำหนักได้ไม่เกิน 45 กิโลกรัม
     - ความชื้นเกิน 18%  แต่ไม่เกิน 19%  ให้หักลดน้ำหนักได้ไม่เกิน 60 กิโลกรัม
     - ความชื้นเกิน 19%  แต่ไม่เกิน 20%  ให้หักลดน้ำหนักได้ไม่เกิน 75 กิโลกรัม
     - ความชื้นเกิน 21%  แต่ไม่เกิน 22%  ให้หักลดน้ำหนักได้ไม่เกิน 90 กิโลกรัม
     - ความชื้นเกิน 22%  แต่ไม่เกิน 23%  ให้หักลดน้ำหนักได้ไม่เกิน 105 กิโลกรัม
     - ความชื้นเกิน 23%ขึ้นไป ให้หักลดน้ำหนักเปอร์เซ็นต์ความชื้นละไม่เกิน 15 กิโลกรัม
     เมื่อวัดความชื้นและตกลงราคาต่อ 1,000 กิโลกรัม (1 ตัน) ได้แล้วจึงจะนำข้าวเปลือกไปชั่ง โดยใช้วิธีชั่งข้าวเปลือกทั้งคันรถบนเครื่องชั่ง จากนั้น นำข้าวเปลือกไปเทลงในหลุมรับข้าวเปลือกแล้วนำรถเปล่าไปชั่งอีกครั้งหนึ่ง นำค่าที่อ่านได้ทั้งสองครั้งมาลบกัน จะได้น้ำหนักข้าวเปลือก

     คำถาม  การชั่งน้ำหนักมาก ๆ เช่นรถบรรทุกข้าวเปลือกทั้งคัน จะใช้อุปกรณ์ใดในการชั่ง

     เครื่องชั่งน้ำหนัก เว็บไซต์ http://archive.wunjun.com/ ได้ให้ความรู้เกี่ยวกับเครื่องชั่งน้ำหนักขนาดมาก ๆ ไว้ดังนี้ ปัจจุบันเครื่องมือวัดน้ำหนักที่นิยมใช้ในงานอุตสาหกรรมคือโหลดเซลล์ (Load Cell) แบบสเตรนเกจ (Strain Gage) ซึ่งวิวัฒนาการของโหลดเซลล์ เริ่มขึ้นจากการคิดค้นวงจร ไฟฟ้าของ เซอร์ชาลส์ วีทสโตน นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ที่เหมาะสำหรับใช้วัดการเปลี่ยนแปลงความต้านทานที่เกิดขึ้น จากความเครียด (strain) ซึ่งเกิดจากแรงกดหรือสเตรนเกจ โดยอาศัยวงจรไฟฟาเพื่อเปลี่ยนคาความเครียดที่วัดได้เปนคาทางไฟฟา การเปลี่ยนแปลงความตานทานทางไฟฟาของโลหะจะเกิดขึ้นเมื่อโลหะนั้นถูกแรง เช่นน้ำหนักของวัตถุกระทําต่อโลหะหรือสารกึ่งตัวนำ เมื่อความต้านทานไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงจะมีผลให้กระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์เปลี่ยนแปลงด้วย จึงสามารถนำค่าความต่างศักย์และกระแสไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงที่วัดได้แสดงเป็นค่าน้ำหนักของวัตถุที่กดบนเครื่องชั่งในรูปของตัวเลขได้

วิดีทัศน์เรื่องข้าวเปลือกเข้าโรงสี

 วิธีลดความชื้นของข้าวเปลือกที่ชาวนาเก็บเกี่ยวได้และต้องการเก็บไว้ในยุ้งฉางเพื่อเอาไว้ทำเมล็ดพันธุ์ หรือเพื่อเก็บไว้ขายคือการนำไปตากแดด 3–4 แดด ซึ่งจะทำให้ความชื้นลดลงเหลือประมาณ 13–14% แล้วจึงนำขึ้นเก็บในยุ้งฉาง แต่ในปัจจุบันส่วนมากเก็บเกี่ยวโดยใช้รถเกี่ยวข้าว ชาวนามักจะขายข้าวเปลือกที่มีความชื้นให้แก่โรงสีโดยไม่ได้ตากจนได้ความชื้นที่เหมาะสม
     ข้าวเปลือกที่มีความชื้นมากจะเก็บไว้ไม่ได้นาน เกิดมอดและแมลงกัดกินรวมถึงเกิดเชื้อราได้ง่าย เมื่อนำไปสีจะได้ข้าวสารเต็มเมล็ดน้อย เกิดข้าวหักและปลายข้าวมากแต่ถ้าข้าวเปลือกแห้งเกินไป เล็ดข้าวจะเปราะและหักได้ง่าย เมื่อนำไปสีจะเกิดข้าวหักมากเช่นกัน เมื่อโรงสีรับซื้อข้าวเปลือกมาแล้ว ก่อนที่จะนำไปสีหรือนำไปเก็บจึงต้องลดความชื้นในข้าวเปลือกก่อน ให้เหลือประมาณ 14% ซึ่งเป็นความชื้นที่เหมาะสม
     การลดความชื้นของโรงสีส่วนใหญ่มี 2 วิธี วิธีแรกคือใช้การนำข้าวเปลือกไปตากในลานตาก มักเป็นลานคอนกรีต ใช้พลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ช่วยให้ความชื้นลดลงโดยใช้แรงงานจากคนหรือเครื่องจักรเช่นรถแทรกเตอร์ช่วยพลิกข้าวเปลือกให้รับแสงแดดทั่วถึงกัน ประมาณ 1 -2 วัน ความชื้นในข้าวเปลือกจะลดลงตามต้องการจึงนำเข้าที่เก็บ วิธีนี้ ประหยัดพลังงานก็จริงแต่มีการแตกหักของเมล็ดข้าวจากการใช้เครื่องจักรมาก โรงสีต้องมีเนื้อที่กว้างมากสำหรับทำลานตาก 

ภาพจาก http://www.bloggang.com/data/n/nahoad/picture/1275877786.jpg

วิธีลดความชื้นข้าวเปลือกอีกวิธีหนึ่งที่โรงสีปัจจุบันนิยมใช้คือ ใช้การอบข้าวเปลือกด้วยเครื่องลดความชื้น หรือเครื่องอบข้าวเปลือก หลักการทั่วไปคือใช้อากาศร้อนที่ได้จากการเผาเชื้อเพลิง ผ่านข้าวเปลือกที่อยู่ในเครื่องอบ ความร้อนจากอากาศร้อนจะทำให้ความชื้นในข้าวเปลือกลดลงได้ตามต้องการ วิธีการนี้ไม่ใช้พื้นที่มากเหมือนลานตากข้าว ใช้เวลาน้อยและควบคุมความชื้นได้ดี เชื้อเพลิงที่ใช้ในการอบข้าวมักเป็นแกลบที่ได้จากการสีข้าวนั่นเอง

คำถาม สืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับหลักการทำงานของเครื่องลดความชื้นหรือเครื่องอบข้าวเปลือกแบบต่างๆ     

     โรงสีข้าวมูลนิธิชัยพัฒนามีพื้นที่น้อย ใช้วิธีลดความชื้นข้าวเปลือกด้วยเครื่องลดความชื้นและใช้แกลบเป็นเชื้อเพลิง แต่ไม่ได้ใช้ความร้อนจากแกลบไปทำให้อากาศร้อนโดยตรง เนื่องจากโรงสีมูลนิธิชัยพัฒนามีโครงการผลิตไฟฟ้าจากแกลบที่เป็นของเหลือจากการสีข้าวด้วยจึงมีการติดตั้งเครื่อง Gasifier ซึ่งใช้เผาแกลบให้มีความร้อนสูงในที่มีออกซิเจนจำกัด เมื่อได้อุณหภูมิประมาณ 800 องศาเซลเซียสก็จะได้แก๊สมีเทน ที่สามารถนำไปเป็นเชื้อเพลิงที่ให้ความร้อนในการอบข้าวเปลือกและนำไปเป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องผลิตพลังงานไฟฟ้าด้วย การใช้เครื่องอบข้าวด้วยวิธีนี้สามารถลดความชื้นได้ 2 % ในเวลา 1 ชั่วโมง
     แกลบที่เผาแล้วจะเปลี่ยนเป็นสีดำที่เรียกว่าขี้เถ้าแกลบ นำไปใช้เป็นวัสดุปลูกไม้ดอกไม้ประดับได้ดีเนื่องจากในแกลบมีสารซิลิกาสูง

คำถาม  สืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับ Gasification และการนำไปใช้ประโยชน์

วิดีทัศน์เรื่องอบแล้วเก็บ

ข้าวเปลือกที่ชาวนานำไปตากแดดเพื่อลดความชื้นแล้วถ้าจะเก็บไว้กิน หรือเก็บไว้ขายเมื่อได้ราคาสูงตลอดจนเก็บไว้ทำพันธุ์จะใช้วิธีเก็บในยุ้งข้าวหรือฉางข้าว ซึ่งต้องยกพื้นให้สูงอากาศผ่านได้ น้ำไม่ท่วม ผนังอาจเป็นไม้ หรือเสื่อลำแพนที่อากาศถ่ายเทได้ดี ข้าวเปลือกที่เก็บอาจใส่กระสอบหรือเป็นกองข้าวเปลือกก็ได้และมักนำสมุนไพรกันมอดแมลง เช่น สะเดา ตะไคร้และอื่น ๆ ใส่ไว้ด้วย

ภาพยุ้งข้าวจาก http://www.bloggang.com

   ส่วนโรงสีที่รับซื้อข้าวเปลือกไว้เป็นจำนวนมาก หลังจากลดความชื้นของข้าวเปลือกแล้วจะนำไปเก็บเพื่อทะยอยนำออกมาสีเป็นข้าวสาร การเก็บข้าวเปลือกของโรงสีมี 2 แบบ แบบแรกถ้าโรงสีมีเนื้อที่มากสามารถสร้างโกดังเก็บได้ก็จะเก็บข้าวเปลือกไว้ในโกดังที่มีอากาศถ่ายเทได้ดี โดยเก็บเป็นกระสอบหรือใช้การกองข้าวเปลือกไว้ในโกดัง แต่วิธีนี้ความชื้นของข้าวเปลือกอาจเปลี่ยนแปลงได้บ้างและมีมอดแมลงตลอดจนสัตว์บางชนิด เช่น หนู นก มากัดกินให้ข้าวเปลือกเสียหายได้ 

ภาพโกดังเก็บข้าว จาก http://www.brighttv.co.th/th/news

การกองข้าวเปลือกในโกดังเก็บข้าว ภาพจาก http://www.springnews.co.th

วิธีเก็บข้าวเปลือกอีกวิธีหนึ่ง ซึ่งเป็นวิธีที่โรงสีข้าวมูลนิธิชัยพัฒนาเลือกใช้ด้วย คือการใช้ไซโลในการเก็บ จากเว็บไซต์ https://constructionasia.wordpress.com/ ให้ความรู้เกี่ยวกับไซโลไว้ว่า “ไซโล” ตามพจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ. 2525 หมายถึง “สิ่งก่อสร้างขนาดใหญ่ทำจากวัสดุที่แข็งแรง ทนทาน ภายในมีระบบกันชื้นและระบายอากาศ สำหรับเก็บผลผลิตการเกษตรไว้ชั่วคราวก่อนส่งออก” หากอธิบายให้ง่ายขึ้น ไซโล คือ ถังขนาดใหญ่ใช้บรรจุธัญพืช เช่น ข้าวโพด มันสำปะหลัง แป้ง ข้าว เป็นต้น โดยในการเก็บวัตถุดิบปริมาณมากเช่นนี้ต้องมีการควบคุมสภาพการเก็บรักษา เช่น อุณหภูมิ และการควบคุมความชื้นให้อยู่ในเกณฑ์ที่เหมาะสม เพื่อควบคุมความชื้นไม่ให้วัตถุดิบเสียหาย โดยมีการติดตั้งเครื่องลดความชื้น (grain dryer) ภายในไซโล เพื่อป้องกันเชื้อรา และ จุลินทรีย์ที่อาจก่อให้เกิดโรค โดยส่วนใหญ่ไซโลมีลักษณะเป็นถังทรงกลมขนาดใหญ่และมักทำจากสแตนเลส
     ไซโล มี 2 แบบคือไซโลแบบกรวย (hopper silo) และไซโลแบบก้นเรียบ (flat silo) ทั้งไซโลทั้งสองแบบมีหลักการทำงานคล้ายกัน คือ ในถังไซโลจะมีสายพาน (conveyor) ลำเลียงวัตถุดิบออกจากถังไซโลไปยังโรงเรือน โดยไซโลแบบกรวย มีลักษณะเป็นถังก้นกรวย วางยกสูงจากพื้นดินเพื่อสะดวกในการลำเลียงวัตถุดิบ

ไซโลแบบกรวย ภาพจาก http://www.foodnetworksolution.com/wiki/word/0494/silo

ไซโลก้นเรียบ มีลักษณะเป็นถังก้นเรียบ มีสายพานเพื่อลำเลียงวัตถุดิบออกจากก้นถัง นอกจากนี้ในถังไซโลก้นเรียบยังมีใบกวาด (sweep auger) เพื่อกวาดวัตถุดิบไม่ให้ติดค้างที่ก้นถัง

ไซโลแบบก้นเรียบ ภาพจาก http://www.foodnetworksolution.com/wiki/word/0494/silo

  การใช้ไซโลเก็บข้าวเปลือก สามารถเก็บข้าวเปลือกได้นานมากกว่า 1 ปี และใช้พื้นที่เก็บน้อยกว่าโกดังมาก

วิดีทัศน์เรื่องไซโล

ตามหมู่บ้าน เมื่อชาวนาต้องการนำข้าวเปลือกมาทำเป็นข้าวสารเพื่อหุงรับประทาน วิธีการดั้งเดิมคือใช้การตำข้าวด้วยครกไม้และสากไม้เพื่อกระเทาะเปลือกข้าวให้หลุดออก จากนั้นจึงนำไปฝัดด้วยกระด้ง เปลือกข้าวหรือแกลบจะปลิวออกไปเหลือแต่เมล็ดข้าวอยู่ในกระด้ง และเมื่อเลือกเศษหินเศษดินออกไปแล้ว ข้าวที่ได้ก็นำไปหุงรับประทานได้เราเรียกข้าวนี้ว่า ข้าวซ้อมมือ การตำข้าวแต่ละครั้งจะมีปริมาณข้าวไม่มากนัก แค่พอกินในครอบครัวไม่กี่วันเท่านั้น

การตำข้าว
ภาพจาก http://www.openbase.in.th/node/10342

การฝัดข้าว 
ภาพจาก http://www.oknation.net/blog/kondee007/2010/09/07/entry-1

คำถาม การตำข้าวใช้ตำด้วยครกไม้และสากไม้ เหตุใดจึงไม่ใช้ครกหินและสากหิน

     เมื่อต้องการข้าวสารจำนวนมากขึ้นวิธีการที่จะทำให้ได้ข้าวสารจึงต้องพัฒนามาเป็นการสีข้าวแทนการตำข้าว โดยอาศัยหลักการของแรงเสียดทานของแท่งไม้ 2 แท่งที่หมุนขัดสีกัน เมื่อใส่ข้าวเปลือกลงระหว่างแท่งไม้ที่กำลังหมุน ก็จะเกิดแรงเฉือนทำกับข้าวเปลือกทำให้เปลือกข้าวหลุดออกได้ ชาวนาได้คิดทำเครื่องสีข้าวด้วยมือซึ่งอาศัยหลักการนี้ขึ้น

     เครื่องสีข้าวแบบมือหมุน ทำด้วยวัสดุที่มีอยู่ในท้องถิ่น เช่น ไม้ไผ่ ดินเหนียว ไม้มะเกลือหรือแสมสาร ลักษณะเครื่องสีข้าวคล้ายเครื่องโม่ มีส่วนประกอบใหญ่ประกอบด้วย ส่วนที่ใส่ข้าวเปลือกอยู่ด้านบน และส่วนที่รองรับข้าวที่ผ่านการขีดสีแล้ว อยู่ด้านล่าง มีคันโยกสำหรับหมุนฟันบดด้านบนเพื่อขัด เปลือกข้าวให้กะเทาะออกและไหลลงมาด้านล่าง หลังจากนั้นจึงนำข้าวที่กะเทาะแล้วไปฝัด แยกเอาแกลบออก ก็จะได้ข้าวกล้อง นำมาหุงได้คุณค่าอาหาร ซึ่งเครื่องสีข้าวชนิดนี้ไม่ต้องใช้เชื้อเพลิงใดๆ ใช้เพียงแรงงานในครัวเรือนเท่านั้น

เครื่องสีข้าวมือหมุน ภาพจาก http://narapimon.com

เครื่องสีข้าวมือหมุน ภาพจาก http://www.vcharkarn.com/vcafe/55413

คำถาม  คิดว่าเพราะเหตุใดเครื่องสีข้าวมือหมุนจึงต้องทำขึ้นมาใหม่ด้วยแท่งไม้และไม้ไผ่แล้วยาด้วยดินเหนียวซึ่งมีน้ำหนักน้อยกว่าโม่หินแทนที่จะใช้โม่หินที่ใช้โม่แป้งทั่วไปที่มีน้ำหนักมากกว่าและทนทานมากกว่า

     ข้าวกล้องที่ได้จากเครื่องสีข้าวมือหมุนยังมีรำข้าวติดมาด้วยในปริมาณมาก จึงมีการนำไปตำด้วยครกกระเดื่องอีกครั้งหนึ่งเรียกว่า ซ้อมข้าว เมื่อนำไปฝัดเอารำออกแล้วจะได้ข้าวสารที่เป็นข้าวขาว

     การสีข้าวด้วยเครื่องจักรในโรงสีก็ใช้หลักการแบบเดียวกัน ข้าวเปลือกจากไซโลจะถูกส่งมาเข้ากระบวนการสีข้าวโดยต้องผ่านการคัดแยกเอาเศษกรวด เศษดินที่ยังติดมากับข้าวเปลือกออกโดยใช้ตะแกรงที่โยกอยู่ตลอดเวลาร่อนเศษวัสดุเหล่านี้ออก จากนั้นข้าวเปลือกจะถูกส่งเข้าเครื่องกระเทาะเปลือกซึ่งประกอบด้วยลูกกลิ้ง 2 ลูก หมุนสวนทางกันด้วยอัตราเร็วไม่เท่ากัน เกิดแรงเฉือนกระทำกับเมล็ดข้าวจนเปลือกข้าวหลุดออก จากนั้นใช้แรงลมดูดเปลือกข้าวหรือแกลบที่เบากว่าออกไปก็จะได้ข้าวที่ถูกกระเทาะเปลือกออก เรียกว่า ข้าวกล้อง ออกมา

วิดีทัศน์เรื่องเริ่มสีข้าว

ข้าวกล้องที่ได้ออกมาจากเครื่องกระเทาะเปลือกยังมีสิ่งเจือปนเช่นสะเก็ดหินเล็กๆ ติดมาด้วยจึงต้องนำไปแยกออกด้วยเครื่องแยกหินที่มีลักษณะคล้ายตะแกรงโยก แต่เป็นตะแกรงมีรูยาวสลับกันเป็นฟันปลา และมีลักษณะลาดเอียง ตะแกรงจะขยับขึ้นลงตลอดเวลาที่เครื่องจักรทำงาน ด้านใต้ของตะแกรงจะมีลมเป่าเพื่อให้ข้าวกล้องลอยตัวขึ้นมาเล็กน้อย เมื่อตะแกรงขยับตัวเมล็ดข้าวสารที่ลื่นกว่าจะไหลลงด้านล่าง ส่วนเม็ดหินซึ่งมีน้ำหนักมากกว่าจะไม่ลอยตัว เมื่อตะแกรงขยับเม็ดหินจะกลิ้งปีนขึ้นด้านบนตามตะแกรงรูปฟันปลา ทำให้สามารถแยกเม็ดหินออกจากข้าวกล้องได้

ข้าวกล้องที่คัดเอาเม็ดหินและสิ่งเจือปนออกแล้วจะมีทั้งข้าวเต็มเมล็ดที่เรียกว่า ข้าวต้น และข้าวหักปนกันมาด้วย จึงต้องนำเข้าเครื่องคัดแยกขนาดข้าวซึ่งมีทั้งแบบตะแกรงสี่เหลี่ยมและแบบทรงกระบอกหมุน โรงสีข้าวมูลนิธิชัยพัฒนาใช้เครื่องคัดแยกข้าวแบบทรงกระบอกหมุนนี้ ทรงกระบอกมี 3 อัน หมุนในแนวนอน ทรงกระบอกจะถูกจัดวางให้เอียงเล็กน้อย โดยผิวในของทรงกระบอกแต่ละอัน มีลักษณะเป็นหลุมเล็ก ๆ ที่มีขนาดต่างกัน เมื่อทำให้ทรงกระบอกหมุนในอัตรา 30 – 40 รอบต่อนาทีเมล็ดข้าวหักขนาดต่าง ๆ จะถูกเหวี่ยงให้ลงไปอยู่ในหลุมเล็ก ๆ เหล่านี้และถูกแยกออกไป ส่วนข้าวเต็มเมล็ดหรือข้าวต้นมีขนาดใหญ่กว่าหลุมจะไหลออกทางปลายทรงกระบอกตามความลาดเอียง

         คำถาม การที่เมล็ดข้าวหักไปติดอยู่ในหลุมที่ผิวในทรงกระบอกขณะทรงกระบอกหมุนใช้หลักการใด

      โดยวิธีการนี้ทำให้สามารถคัดแยกข้าวออกได้เป็น 4 ประเภท คือ ข้าวต้นหรือข้าวเต็มเมล็ด ข้าวหักใหญ่ซึ่งเป็นข้าว ¾ เมล็ด  ข้าวหักกลาง เป็นข้าว ½ เมล็ด และข้าวหักเล็กหรือปลายข้าว ซึ่งเป็นข้าว ¼ เมล็ด

     ข้าวต้นหรือข้าวเต็มเมล็ดที่แยกมาได้ ยังมีข้าวที่เสีย แต่เต็มเมล็ดติดมาด้วย จึงต้องนำไปผ่านเครื่องยิงสีเพื่อแยกข้าวเสียออกไป เหลือแต่ข้าวเต็มเมล็ดที่ดี เครื่องยิงสีทำหน้าที่คัดแยกสิ่งสกปรก เช่น เมล็ดหิน ทราย ข้าวเปลือกที่ยังไม่กระเทาะ เมล็ดข้าวที่มีแมลงกัดกินเป็นจุดดำ หรือเป็นข้าวลีบสีเขียว แม้กระทั้งข้าวเม็ดมะขามสีน้ำตาลเข้ม หรือข้าวกล้องที่หลุดจากการขัดไม่ค่อยจะขาวมากหนักเครื่องตัวนี้ก็จะกำจัดให้เช่นกัน หลักการที่ใช้คือ ให้ข้าวเคลื่อนที่ผ่านลำแสงแล้วรับภาพด้วยกล้องความเร็วสูง ข้าวที่มีลักษณะไม่ตรงตามความต้องการจะถูกลมเป่าออกไปอีกทางหนึ่งเหลือแต่ข้าวที่มีลักษณะตามต้องการ  ดังนั้น ข้าวที่ผ่านเครื่องยิงสีแล้วจะเป็นข้าวที่ขาวสะอาด บริสุทธิ์ ไม่มีสิ่งเจือปน ทำให้ดูสวยน่ากิน หลังจากนั้นจึงส่งไปยังเครื่องบรรจุถุงเพื่อส่งออกจำหน่ายต่อไป

วิดีทัศน์เรื่องข้าวกล้อง

ข้าวกล้องเป็นข้าวที่มีสารอาหารมาก มีวิตามินต่าง ๆ หลายชนิดและเส้นใยสูง เหมาะต่อการบริโภค การหุงต้มต้องใช้น้ำมากและหลายคนไม่คุ้นต่อรสชาติของข้าวกล้อง จึงนิยมบริโภคข้าวสารขาวมากกว่าทั้ง ๆ ที่ข้าวสารขาวมีคุณค่าทางโภชนาการน้อยกว่าข้าวกล้องมาก ชาวนาในอดีตแม้แต่บางแห่งในปัจจุบันทำข้าวขาวได้เอง วิธีการคือนำข้าวกล้องที่ได้จากการตำข้าวหรือการสีข้าวด้วยมือมาทำการ “ซ้อมข้าว” คือนำข้าวกล้องมาตำใหม่ด้วยครกไม้ขนาดใหญ่และสากไม้ขนาดใหญ่เพื่อขัดเอารำข้าวที่หุ้มติดกับเมล็ดข้าวออกไป

 คำถาม เหตุใดการซ้อมข้าวจึงใช้สากไม้ที่มีขนาดใหญ่กว่าสากที่ใช้ในการตำข้าว

      ในการตำข้าว สากไม้ต้องกระแทกเมล็ดข้าวด้วยแรงที่มากพอให้เปลือกข้าวแตกและหลุดออก ส่วนการซ้อมข้าว แรงที่สากกระทำต่อเมล็ดข้าวต้องไม่มากเกินไปต้องการเพียงให้รำข้าวหลุดออกไปเท่านั้น ถ้าแรงมากเกินไปจะทำให้ข้าวหักมากขึ้น ถ้าออกแรงตำข้าวและซ้อมข้าวด้วยแรงเท่ากัน จะเห็นได้ว่า สากที่ใช้ตำข้าวมีขนาดเล็ก พื้นที่หน้าตัดเล็ก แรงเฉลี่ยต่อ 1 หน่วยพื้นที่ที่สากกระทำต่อเมล็ดข้าวจะมีค่ามากกว่าแรงเฉลี่ยต่อ 1 หน่วยพื้นที่ของสากซ้อมข้าวซึ่งมีพื้นที่หน้าตัดมากกว่า

การปรับปรุงคุณภาพข้าวจากข้าวกล้องให้เป็นข้าวขาวของโรงสี รวมทั้งโรงสีข้าวมูลนิธิชัยพัฒนาทำได้โดยการนำข้าวกล้องที่ผ่านเครื่องแยกหินแล้ว ส่งเข้าเครื่องขัดขาว ซึ่งใช้วิธีพ่นละอองน้ำเล็กน้อยให้รำที่หุ้มเมล็ดชื้นและพองตัว เครื่องขัดจะหมุนด้วยอัตราเร็วทำให้เมล็ดข้าวกล้องเสียดสีกันจนรำหลุดออก และใช้ลมเป่าแยกเอารำข้าวออกไป และต้องทำการขัดซ้ำรวม 2 เที่ยว จึงได้ข้าวขาวที่เป็นเมล็ดสีขาว   

วิดีทัศน์เรื่องข้าวขาว