การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน
สัมประสิทธิ์การแพรประสิทธิผลในการอบแหงเนื้อลําไยดวยรังสีอินฟราเรด An Effective Diffusion Coefficient of Longan Flesh Infrared Drying
g n ri
กัญญารัตน จันทวงศ 1 และ เบญจมาศ ยศเมา 1 และ สุเนตร สืบคา 2 Kanyarat Chantawong 1 Benjamas Yodmao 1 and Sunate Surbkar2 1 นักศึกษา, 2อาจารยที่ปรึกษา สาขาวิชาวิศวกรรมเกษตร คณะวิศวกรรมและอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยแมโจ 50290 Division of Agricultural Engineering, Faculty of Engineering and Agro-industry, Maejo University 50290 โทร 0-5387-5869-71 ตอ 5516 โทรสาร 0-5387 8113 E-mail: sunate@mju.ac.th
e e in
l a r
g n E
u t l การเคลื่อนที่ของน้ําจากภายในวัสดุที่มีรูพรุนออกมาที่ผิวu เมื่อไดรับพลังงานความรอนเปนการเคลื่อนที่แบบการ c i เพื่อศึกษากลไกในการแพรความชื้นสัมประสิทธิ์การแพร แพร ซึ่งเกิดขึ้นพรอม ๆ กับการหดตัวของวัสดุที่กําลังอบแหrงอยู gงเนื้อลําไยดวยรังสีอินฟราเรด และพลังงานกระตุนในการอบแหง ประสิทธิผลแบบรวมการหดตัวเชิงปริมาตรในการอบแห A เนื้อลําไยตามรูปแบบความสัมพันธของอารีo เนียfส (Arrhenius relationship) จึงไดรับการศึกษาและนําเสนอในบทความวิจัย เรื่องนี้ อิทธิพลของความเขมรังสีอินtฟราเรด 11.570, 17.260 และ 27.874 วัตตตอตารางเมตร และความเร็วอากาศ 0.4, 0.7 y และ 1.0 เมตรตอวินาที ถูกฟตiเขe ากับแบบจําลองการแพรความชื้นมิติเดียวของฟค (Fick’s second law) ลําไยที่ใชในการ c ทดลองเปนพันธุอีดอ o เกรด A ขนาด 27 - 28 มิลลิเมตร ในการทดลองแตละครั้งใชระยะเวลาอบแหง 200 นาที โดยทุก ๆ S 20 นาที สุมตัวอย างเพื่อวัดการหดตัวเชิงปริมาตร และความชื้น ผลการศึกษาพบวา สัมประสิทธิ์การแพรมีคามากตามลําดับ i a ความเขh มรังสีที่เพิ่มขึ้น แตมีคานอยตามลําดับความเร็วอากาศที่เพิ่มขึ้น โดยมีคาอยูในชวง 7.473 × 10 ถึง 1.339 × 10 T อวินาที และมีความสัมพันธเชิงเสนแบบพหุกับความเขมรังสีอินฟราเรดและความเร็วอากาศ ( = 0.935) ตารางเมตรต บทคัดยอ
-9
-8
2 Radj
คาพลังงานกระตุนที่ใชในการอบแหงมีคาอยูในชวง 38.329 ถึง 41.145 กิโลจูลตอโมล คําสําคัญ : สัมประสิทธิ์การแพรความชื้น พลังงานกระตุน การอบแหงเนื้อลําไย
ABSTRACT The movement of water from within porous media to surface when receiving the heat is occurred in the diffusion form simultaneously with the volume shrinkage of materials being dried. To study the phenomena of water diffusion, an effective diffusion coefficient including volume shrinkage in longan flesh drying was investigated and proposed in this Engineering Project. Additionally, activation energy was obtained with an Arrhenius type temperature 26
การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน
function. Experimental infrared drying of longan flesh at different infrared intensities (11.570, 17.260 and 27.874 W/m2) and air velocities (0.4, 0.7 and 1.0 m/s) were obtained in order to fit diffusive model by one-dimensional application of Fick’s second law. Longan flesh used in the experiments were grade A of E-dor variety having a 27 – 28 mm diameter. The drying time in each run lasted for 200 min with 20 min intervals of samples taken for volume shrinkage and moisture content determinations. The results of this study revealed that drying of longan flesh with infrared exhibited only the falling rate period behaviors. Effective diffusion coefficient increased with increase in respective infrared intensities , but decreased with increase in respective air velocities. The effective moisture diffusivity coefficients were found to be in the range of 7.473 × 10-9 to 1.339 × 10-8 m2/s. These values as a function of infrared intensity and air velocity were found to 2 be reliable ( Radj = 0.935). The activation energies were estimated to be in the range of 38.329 to 41.145 kJ/mol. Keywords: diffusion coefficient , Activation energy, Longan flesh drying
g n i่มขึ้น r การศึ ก ษาและประยุ ก ต ใ ช เ ทคโนโลยี รั ง สี อิ น ฟราเรดในกระบวนการอบแห ง กํ า ลั ง ได รั บ ความนิ ย มเพิ e เนื่องจากมีความสามารถในการแผกระจายความรอนไดอยางรวดเร็ว จึงทําใหระยะในการอบแหงสั้นลง เปe นการประหยัด in(Sheridan and พลังงาน การกระจายของอุณหภูมิมีความสม่ําเสมอ สามารถเลือกใชงานตามความยาวคลื่นที่ตอg งการได Shilton, 1999) โดยการสงผานพลังงานความรอนแบบแผรังสี (Radiation heat transfer)nหากเปนชนิดใชไฟฟาเปน E แหลงกําเนิดพลังงาน จะไมมีปญหาจากการเผาไหม หรือแกสพิษระหวางการอบแหlง สงผลใหเกิดอัตราเสี่ยงของไฟไหม aารุงรักษาฮีทเตอรอินฟราเรด การศึกษา r และกลิ่นเขมา ควันไฟเกาะติดกับผลิตภัณฑอาหาร และงายตอการซอมแซมและบํ ltาuการกระจายตัวของความรอนมีความสม่ําเสมอดี การอบแหงเนื้อลําไยดวยรังสีอินฟราเรดของสุเนตร และคณะ (2548)u พบว icงยังสั้น ทําใหประหยัดพลังงาน ไดเนื้อลําไยมีคุณภาพ อีกทั้งยังควบคุมอุณหภูมิใหคงที่ รวมไปถึงเวลาที่ใชในการอบแห r ใกลเคียงกับการอบแหงแบบเดิม ตอมารุงศิริ (2549) ไดปg ระยุกตรังสีอินฟราเรดสําหรับการอบแหงเนื้อ โดยการเปดแทงรังสี A ตลอดเวลา พบวาสมบัติทางกายภาพกับสมบัตfิทางเคมีของเนื้อไมมีการเปลี่ยนแปลงไปจากเนื้อสดมากนัก จึงทําใหการ o อบแหงเนื้อดวยรังสีอินฟราเรดนี้มีคุณy ภาพอยูในเกณฑดี นอกจากนี้ยังมีผลงานวิจัยหลายชิ้นที่เกี่ยวของกับการอบแหงดวย t รังสีอินฟราเรด เชน การทดสอบการตรวจวั ดสารอาหารในระหวางขบวนการอบแหงดวยรังสีอินฟราเรด (Wray and e i Cenkowski, 2002) ฝกถัo ่วลิc สง (ศิศีโรตม, ม.ป.ป) ใบหอมหั่น (Mongpraneet et al., 2002) หอมหัวใหญหั่นชิ้น (Jain and S et al., 2005) ขาวเปลือก (Afzal and Abe, 1997; Meeso et al., 2007) แอปเปลหั่นชิ้น (Togrul, 2005) Pathare, 2004; Sharma i a นเสี่ยง หรือ split peas (Cenkowski and Sosulski, 1998) และมันฝรั่งหั่นชิ้น (Afzal and Abe, 1999) ถั่วแหงที่กะเทาะออกเป h T สัมประสิทธิ์การแพรประสิทธิผล (Effective diffusion coefficient) คือตัวเลขที่ใชบงบอกความสามารถในการ บทนํา
เคลื่ อ นที่ ข องน้ํ า ในวั ส ดุ ซึ่ ง ขึ้ น อยู กั บ ความชื้ น เริ่ ม ต น ของวั ส ดุ อุ ณ หภู มิ ความชื้ น สั ม พั ท ธ ความเร็ ว อากาศ เป น ต น สัมประสิทธิ์การแพรยิ่งสูง ระยะเวลาในการอบแหงยิ่งสั้นลง ดังนั้นการทราบคานี้จะสามารถแกปญหากระบวนการผลิต ศึกษาผลกระทบและความตองการทรัพยากรในการขยายการผลิต และปรับกระบวนการใหอยูในสภาวะที่เหมาะสมตอการ ผลิต แตการศึกษาคานี้มักหาไดจากแบบจําลองเชิงคณิตศาสตร มีผลงานทางวิชาการหลายเรื่อง ที่ทํานายคานี้โดยไมรวม การหดตัวของเนื้อวัสดุในระหวางการอบแหง (ธีรเดชและธีรยุทธ, 2549; ยุทธนา และ สุภวรรณ, 2549; Afzal and Abe, 1998; Simal et. al., 1998; Ruiz-López et. al., 2007) แตความเปนจริงในระหวางการอบแหงดวยวิธีใด ๆ มักมีการ เปลี่ยนแปลงปริมาตรของวัสดุอาหารเกิดขึ้นพรอม ๆ กันเสมอ ดังนั้นหากสามารถทํานายพารามิเตอรการอบแหงคานี้ได โดยรวมการหดตัวของวัสดุไปดวย ก็จะทําใหสมการนาเชื่อถือยิ่งขึ้น โครงงานนี้จึงมีวัตถุประสงคเพื่อ ศึกษาแบบจําลองเชิง
27
การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน
ทฤษฏีเพื่อกําหนดสัมประสิทธิ์การแพรความชื้นแบบรวมการหดตัวเชิงปริมาตรของเนื้อลําไย ในการการอบแหงเนื้อลําไย ดวยรังสีอินฟราเรด หลักการ และทฤษฎีที่เกี่ยวของ สัมประสิทธิ์การแพรความชื้นเปนพารามิเตอรที่สําคัญในสมการอบแหงในชวงอัตราการอบแหงลดลงที่สภาวะ อากาศอบแหงคงที่คาหนึ่ง คาสัมประสิทธิ์การแพรนี้ขึ้นอยูกับความชื้นวัสดุ ในกรณีที่วัสดุมีรูปรางเปนทรงกลม เมื่อให ความรอนแกวัสดุ (ภาพที่ 1) การแพรความชื้นจะเกิดขึ้นทุกทิศทางตามแนวรัศมี r (ภาพที่ 2) โดยแบบจําลองการอบแหงเชิง ทฤษฎีที่นิยมอยางแพรหลายไดแกแบบจําลองการแพรของฟค (Fick’s second law) (Crank , 1975 )
g n ri
e e in
u t l ir cu
l a r
g n E
ภาพที่ 1 การใหความรอนแกวัสดุในระหวางการอบแหงดวยรังสีอินฟราเรด
t e ci
T
o S i a h
g A f
o y
ภาพที่ 2 ทิศทางการแพรความชื้นในวัสดุกลมกลวง
⎡ ∂ 2 M ⎛ c ⎞ ∂M ⎤ ∂M = Deff ⎢ 2 + ⎜ ⎟ ⎥ ∂t ⎝ r ⎠ ∂r ⎦ ⎣ ∂r
...(1)
เมื่อ M = ความชื้น (เศษสวนมาตรฐานแหง) r = รัศมีของทรงกลม (มิลลิเมตร) Deff = สัมประสิทธิ์การแพรความชื้นประสิทธิผล (ตารางเมตรตอนาที) t = เวลาในการอบแหง (นาที)
28
การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน
c = 2 สําหรับการแพรความชื้นในแนวรัศมีของวัสดุทรงกลม เมื่อกําหนดสภาวะเริ่มตน
M = M 0,
และกําหนดสภาวะขอบเขต
∂M =0 ∂r
0 < r < r0 t = 0 r=0
M = Meq, r = r0
...(2)
t ≥ 0
t → ∞
...(3)
...(4)
เมื่อ r0 = รัศมีภายนอกของทรงกลม (มิลลิเมตร)
g n ri
สมการ (1) สามารถแกโดยใชวิธี Separation of variables จะไดผลลัพธออกมาเปนความสัมพันธ ดังนี้ M t − M eq M 0 − M eq
เมื่อ Mt = M0 = Meq = n =
6
∞
1 = 2 ∑ 2 exp(− Deff n 2π 2 t / r 2 ) π n =1 n
ความชื้น ณ เวลาใด ๆ (เศษสวนมาตรฐานแหง) ความชื้นเริ่มตน (เศษสวนมาตรฐานแหง) ความชื้นสมดุล (เศษสวนมาตรฐานแหง) จํานวนขอมูล (0, 1, 2, …)
u t l ir cu
l a r
e e ...(5) n i g En
g A สมการ (5) ประกอบดวยจํานวนเทอมที ่ไมมีที่สิ้นสุด และเทอมทาย ๆ จะมีคาลดลงเรื่อย ๆ ดังนั้นเราอาจตัดเทอม f ทาย ๆ ออกไปได โดยคงไวเฉพาะเทอมแรกo ซึ่งคําตอบที่ไดอาจจะไมผิดไปมากนัก โดยเฉพาะเมื่อเวลาการอบแหงมีคามาก y จึงสามารถเขียนสมการใหมไดดังนี้ t ie c o S ...(6) i a Th ⎛ Deff π 2 t ⎞ ⎟ MR = 2 exp⎜ − 2 ⎜ ⎟ π r ⎠ ⎝ 6
เมื่อ MR
= อัตราสวนความชื้น =
M t − M eq
M 0 − M eq
พลังงานกระตุน (Activation energy, Ea) เปนคาที่ใชในการเกิดปฏิกิริยาหรือเคลื่อนที่ของอนุภาค หากมีคาต่ํา แสดงวาใชพลังงานนอยในการทําใหเกิดปฏิกิริยา จึงทําใหสามารถประหยัดพลังงาน แตหากพลังงานกระตุนมีคาสูงจะมีการ ใชพลังงานมากในการทําใหเกิดปฏิกิริยา ซึ่งสามารถอธิบายไดโดยใชความสัมพันธของอารีเนียส (Arrhenius relationship) ดังนี้ (Sanjuan, 2002)
29
การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน ⎛ − Ea Deff , avg = D0 exp⎜ ⎜RT ⎝ g
เมื่อ Ea D0 Deff
Rg
T
คือ คือ คือ คือ คือ
⎞ ⎟ ⎟ ⎠
...(7)
พลังงานกระตุนที่ใชในการอบแหง (กิโลจูลตอโมล) คาสัมประสิทธิ์การแพรคงที่ (ตารางเมตรตอวินาที) คาสัมประสิทธิ์การแพรเฉลี่ย (ตารางเมตรตอวินาที) คาคงที่สากลของกาซ (8.314 จูลตอโมล·เคลวิน) อุณหภูมิเนื้อลําไยในระหวางการอบแหง (เคลวิน)
อุปกรณและวิธีการ
g n ri
1. การเตรียมเนื้อลําไย ลําไยพันธุอีดอเกรด A ขนาดเสนผานศูนยกลาง 27-28 เซนติเมตร โดยมีการลางเปลือกนอก แลวแกะเปลือกและควานเมล็ด ลําไยออก ลางเนื้อลําไยใหสะอาด แลวผึ่งใหแหงเพื่อใชตอไป 2. ชุดทดสอบ ภาพที่ 3 แสดงชุดทดสอบการอบแหงดวยรังสีอินฟราเรดระดับหองปฏิบัติการ ประกอบดวยฮีทเตอรอินฟราเรด แบบหลอดยาวพรอมโคมสะทอนรังสีชนิดวางในแนวนอนแบบหลอดคู ความยาวใชงาน 300 มิลลิเมตร เสนผานศูนยกลาง 17 มิลลิเมตร จํานวน 4 หลอด ๆ ละ 500 วัตต พัดลมเปาอากาศแบบไหลตามแนวแกน (Tube axial fan) ชนิดขับตรงดวย มอเตอรไฟฟาขนาด 1 แรงมา ปกผีเสื้อ (Damper) ปรับความเร็วอากาศ ตะแกรงจัดระเบียบอากาศ ตระแกรงวางวัสดุทดสอบ อุปกรณปรับระดับความสูงฮีท-เตอรอินฟราเรด เครื่องชั่งติดตามมวล ชุดควบคุมฮีทเตอร มิเตอรวัดไฟฟาฮีทเตอร และแผง ควบคุมอุณหภูมิ
e e in
t e ci
g A f
u t l ir cu
l a r
g n E
o y
o S i a h
T
ภาพที่ 3 ภาพรางชุดทดสอบการอบแหงดวยรังสีอินฟราเรดระดับหองปฏิบัติการ
30
การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน
3. การวางแผนการทดลอง สิ่งทดลองมี 2 ปจจัยคือ ความเขมของรังสีอินฟราเรด และระดับความเร็วอากาศเหนือตะแกรงรองรับวัสดุ ปจจัยแรก แปรคา 3 ระดับ โดยมีวิธีการวัดความเขมของรังสีตามวิธีการของ Fisher (Wray and Cenkowski, 2002) สวนปจจัยที่สอง แปรคาเปน 3 ระดับคือ 0.4, 0.7 และ 1.0 เมตรตอวินาที โดยเครื่องมือวัดความเร็วลมแบบใชขดลวดตัวนําความรอน (ยี่หอ Testo รุน 425 ยานการวัด 0-20 เมตรตอวินาที) วางแผนการทดลองแบบ 3×3 Factorial in RCBD (Randomized Complete Block Design, RCBD) โดยจํานวนครั้งการทดลอง 3 ครั้ง เปนซ้ํา ๆ ละ 120 ผล (ประมาณ 800 กรัม เนื้อในลําไย) โดยแตละ ซ้ําใชเวลาอบนาน 200 ชั่วโมง และมีการสุมตัวอยางออกมาตรวจสอบทุก ๆ 20 นาที 4. การวัดคาการหดตัวเชิงปริมาตร และพื้นที่ผิววัสดุ (A)
g n ri
ปริมาตรของเนื้อลําไยในระหวางการทดลองวัดโดยวิธี Pycnometer เนื่องจากคา r ในสมการสัมประสิทธิ์การแพร ประสิทธพลคือคาระยะรัศมี ซึ่งหาไดจากอัตราสวนปริมาตรของวัสดุกับพื้นที่ผิวของวัสดุ ( A ) การหาพื้นที่ผิวทรงซึ่งเปน รูปรางกลมแปน หาไดจากวิธีการของบัณฑิต (2545)
e e in
g n E
5 การวิเคราะหขอมูล
l a r หาคาสัมประสิทธิ์การแพรประสิทธิผลโดยการจัดรูปสมการเอ็กtซu โปรเนนเชียลซึ่งไมเปนเชิงเสน ใหเปนเชิงเสน l โดยการใส ln เขาในสมการ แลวหาสัมประสิทธิ์การแพร ( )uจากความลาดเอียงของความสัมพันธเชิงเสนระหวาง c กับ (A/V) t หาคาพลังงานกระตุนจากวิธีการเดียวกัrนiตาม ความสัมพันธเชิงเสนระหวาง ln D กับ 1/T แลวหา g ความสัมพันธระหวางคาสัมประสิทธิ์การแพร และพลั งงานกระตุนกับความเข็มรังสีอินฟราเรด และความเร็วอากาศ โดยใช A f linear regression) โดยใชวิธีคัดเลือกตัวแปรอิสระแบบ Enter และใชคา เทคนิคการวิเคราะหการถดถอยเชิงซอน (Multiple o Adjusted R เปนคาระบุความนาเชื่อt ถือy ของความสัมพันธ โดยใชโปรแกรม SPSS for Windows Version 15 ie c o ผลการทดลองและอภิปรายผล S ความสัมพัiนธระหวาง ln MR กับ (A/V) ·t แสดงในภาพที่ 4 ซึ่งมีแนวโนมเปนเสนตรง จึงสามารถกําหนดคา a สัมประสิ ท ธิ์การแพรความชื้ นประสิท ธิผลดังแสดงในตารางที่ 1 ซึ่ง แปรผันตรงกับความเขม ของรังสีอินฟราเรด แต h T แปรผกผันกับความเร็วอากาศ และมีคาสูงที่ระดับความเขมรังสีอินฟราเรดสูงสุด และความเร็วอากาศต่ําสุด แนวโนม Deff
2
ln MR
eff
2
2
เหมือนกับงานวิจัยของ อําไพศักดิ์ และคณะ (2549) และสอดคลองกับผลงานวิจัยของ Afzal และ Abe (1998) ซึ่งแสดงคา สัมประสิทธิ์การแพรอยูในชวงระหวาง 5.93 × 10-11 ถึง 1.73 × 10-9 ตารางเมตรตอวินาที ในการศึกษานี้ ความเขมรังสี อินฟราเรดและความเร็วอากาศสัมพันธกับสัมประสิทธิ์การแพรความชื้น ดังนี้ 2 Deff , avg = 1.36 × 10 −8 + 1.12 × 10 −10 ( IR) − 8 × 10 −9 (v) ( Radj =0.935)
31
...(8)
การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน
g n ri
e e in
t e ci
g A f
u t l ir cu
l a r
g n E
o y
o S i a h
T
ภาพที่ 4 ความสัมพันธระหวาง ln MR กับ (A/V)2·t ที่ความเขมรังสีอินฟราเรดระดับตาง ๆ
32
การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน
ตารางที่ 1 คาสัมประสิทธิ์การแพรความชื้นประสิทธิผลเฉลี่ยของการอบแหงดวยรังสีอินฟราเรด ความเขมรังสีอินฟราเรด
ความเร็วอากาศ
Deff,avg
(วัตตตอตารางเมตร)
(เมตรตอวินาที) 0.4 0.7 1.0 0.4 0.7 1.0 0.4 0.7 1.0
(ตารางเมตรตอวินาที) 1.199 × 10-8 8.227 × 10-9 7.473 × 10-9 1.285 × 10-8 9.541 × 10-9 7.684 × 10-9 1.339 × 10-8 1.129 × 10-8 8.587 × 10-9
11.570
17.260
27.874
g n ri
e e in
g n E
พลั ง งานกระตุ น ที่ ใ ช ใ นการอบแห ง ดั ง แสดงในตารางที่ 2 กํ า หนดได จ ากสมการของอารี เ นี ย ส โดยสร า งกราฟ ความสัมพันธระหวาง ln (Deff,avg) กับ 1/T (ภาพที่ 5) ซึ่งแสดงใหเห็นวา ความเขมรังสีอินฟราเรด 11.570 วัตตตอตารางเมตร คาพลังงานกระตุนที่ไดมีคาสูงกวา ระดับความเขมรังสีอินฟราเรดที่ 17.570 และ 27.874 วัตตตอตารางเมตร ตามลําดับ จึง สามารถสรุปไดวา ในระดับความเขมรังสีอินฟราเรดต่ํานั้น จะตองใชระยะเวลาในการอบแหงนานขึ้น เพราะการที่จะทําให ความชื้นเคลื่อนที่จากภายในผิววัสดุไดอยางรวดเร็วนั้น พลังงานกระตุนที่ใหแกวัสดุหรือผลิตภัณฑตองมีคานอย นั่นคือคา พลังงานกระตุนแปรผกผันกับคาความเขมรังสีอินฟราเรดแตแปรผันตรงกับเวลาที่ใชในการอบแหง
g A f
u t l ir cu
l a r
o y
ตารางที่ 2 คาพลังงานกระตุนที่ใชในการอบแหง
t e ci
o S i (วัตตa ตอตารางเมตร) Th
ความเขมรังสีอินฟราเรด
11.570
17.260
27.874
Ea
D0
(กิโลจูลตอโมล)
(ตารางเมตร ตอวินาที)
R2
41.145
0.075
0.850
40.784
0.063
0.993
38.329
0.027
0.961
ความเร็วอากาศ
(เมตรตอวินาที) 0.4 0.7 1.0 0.4 0.7 1.0 0.4 0.7 1.0
33
การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน
g n ri
e e in
t e ci
g A f
u t l ir cu
l a r
g n E
o y
o S i a h
T
ภาพที่ 5 ความสัมพันธระหวาง ln Deff,avg กับ 1/T ที่ความเขมรังสีอินฟราเรดระดับตาง ๆ 34
การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน
สรุปและขอเสนอแนะ สมการเชิงทฤษฎีของฟค (Fick’s second law) สามารถใชในการกําหนดคาสัมประสิทธิ์การแพรประสิทธิผลแบบ รวมการหดตัวเชิงปริมาตรในการอบแหงเนื้อลําไยดวยรังสีอินฟราเรดได โดยมีคาอยูในชวง 7.473 × 10-9 ถึง 1.339 × 10-8 ตารางเมตรตอวินาที และคาพลังงานกระตุนที่ใชในการอบแหงอยูในชวง 38.329 ถึง 41.145 กิโลจูลตอโมล
กิตติกรรมประกาศ ขอขอบคุณโครงการโครงงานนักศึกษาปริญญาตรี (IRPUS) ที่สนับสนุนทุนการวิจัย
เอกสารอางอิง ธีรเดช ชีวนันทชัย และ ธีรยุทธ จันทรแจม. 2549. แบบจําลองทางจลศาสตรการอบแหงขาวสุกดวยลมรอนจากพลังงานความรอนหองใต หลังคา, น.6. ในการประชุมวิชาการเครือขายพลังงานแหงประเทศไทยครั้งที่ 2, 27-29 กรกฎาคม 2549. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี จังหวัดนครราชสีมา. บัณทิต จริโมภาส. 2545. สมบัติทางกายภาพของผลิตภัณฑเกษตร. ภาควิชาวิศวกรรมเกษตร คณะวิศวกรรมศาสตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร. ยุทธนา ฏิระวณิชยกุล และ สุภวรรณ ฏิระวณิชยกุล. 2549. สมบัติเชิงความรอนและจลศาสตรของการอบแหงชั้นบางของเมล็ดโกโก, น.5. ใน การประชุมวิชาการวิศวกรรมเคมีและเคมีประยุกตแหงประเทศไทยครั้งที่ 15. รุงศิริ อรุณพานิชเลิศ. 2549. การประยุกตใชการแผรังสีอินฟราเรดสําหรับการอบแหงเนื้อ. โครงงานวิศวกรรมปริญญาวิศวกรรมศาสตร มหาบัณฑิต สาขาวิชาเทคโนโลยีพลังงาน มหาวิทยาลัยมหาสารคาม. ศิศีโรตม เกตุแกว. ม.ป.ป. ตูอบฝกถั่วลิสงดวยเครื่องอินฟราเรด. ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟา คณะวิศวกรรมศาสตร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหา นคร กรุงเทพฯ. สุเนตร โมงประณีต ทาเคมิ อะเบ และทนงเกียรติ เกียรติศิริโรจน. 2548. สภาวะการอบแหงเนื้อลําไยที่เหมาะสมดวยรังสีอินฟราเรด. น.65-70. ในการประชุมวิชาการเรื่องการถายเทความรอนและมวลในอุปกรณดานความรอน ครั้งที่ 4, 4-5 กรกฎาคม 2548. โรงแรมโกลเดนทไพนรี สอรท จังหวัดเชียงราย. อําไพศักดิ์ ทีบุญมา ธนภัทร สุวรรณกูฏ และ สมชาติ โสภณรณฤทธิ์. 2549. การอบแหงเนื้อดวยรังสีอินฟราเรด. ว.วิศวกรรมสาร มข. 33(2): 169-180. Afzal, T.M. and T. Abe. 1997. Modelling far infrared drying of rough rice. J. Microwave Power and Electromagnetic Energy. 32(2): 80-86. Afzal, T.M. and T. Abe. 1998. Diffusion in potato during far infrared radiation drying. J. of Food Eng. 37: 353-365. Afzal, T.M. and T. Abe. 1999. Some fundamental attributes of far infrared radiation drying of potato. Drying Tech. 17(1&2): 137-155. Cenkowski, S. and F.W. Sosulski. 1998. Cooking characteristics of split peas treated with infrared heat. Trans. ASAE. 41(3): 715-720. Crank, J. 1975. The mathematics of diffusion. Oxford. Secoun edition. England. 414 pege. Jain, D. and P. B. Pathare. 2004. Selection and evaluation of thin layer drying models for infrared radiative and convective drying of onion slices. Biosystems Engineering. 89(3): 289-296. Meeso, N., A. Nathakaranakule, T. Madhiyanon and S. Soponronnarit. 2007. Modelling of far-infrared irradiation in paddy drying process. J. Food Eng. 78: 1248-1258. Mongpraneet, S., T. Abe and T. Tsurusaki. 2002.Far infrared-vacuum and -convection drying of welsh onion.Trans. ASAE. 45(5): 1529-1555. Ruiz-López, I.I. and M.A. García-Alvarado. 2007. Analytical solution for food-drying kinetics considering shrinkage and variable diffusivity. J Food Eng. 79: 208-216. Sanjuan, N., M. Lozano, G. Clemente, P. Garcia-Pascual and A. Mulet. 2002. Drying kinetics of red peppers. Drying’2002 Proceedings of 13th International Drying Symposium (IDS’2002). Beijing, China, 27-30 August 2002, Vol. B, pp. 1406. Sharma, G.P., R.C. Verma and P.B. Pathare. 2005. Thin-layer infrared radiation drying of onion slices. J. Food Eng. 67: 361-366. Sheridan, P. and N. Shilton. 1999. Application of far infra-red radiation to cooking of meat products. J. Food Eng. 41: 203-208. Simal, S., C. Rosselló, A. Berma and A. Mulet. 1998. Drying of shrinkage cylinder-shaped bodies. J. of Food Eng. 37: 423-435. Togrul, H. 2005. Simple modeling of infrared drying of fresh apple slices. J. Food Eng. 71: 311- 323.
g n ri
e e in
t e ci
g A f
u t l ir cu
o y
o S i a h
T
35
l a r
g n E