An Effective Diffusion Coefficient of Longan Flesh Infrared Drying

Page 1

การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน

สัมประสิทธิ์การแพรประสิทธิผลในการอบแหงเนื้อลําไยดวยรังสีอินฟราเรด An Effective Diffusion Coefficient of Longan Flesh Infrared Drying

g n ri

กัญญารัตน จันทวงศ 1 และ เบญจมาศ ยศเมา 1 และ สุเนตร สืบคา 2 Kanyarat Chantawong 1 Benjamas Yodmao 1 and Sunate Surbkar2 1 นักศึกษา, 2อาจารยที่ปรึกษา สาขาวิชาวิศวกรรมเกษตร คณะวิศวกรรมและอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยแมโจ 50290 Division of Agricultural Engineering, Faculty of Engineering and Agro-industry, Maejo University 50290 โทร 0-5387-5869-71 ตอ 5516 โทรสาร 0-5387 8113 E-mail: sunate@mju.ac.th

e e in

l a r

g n E

u t l การเคลื่อนที่ของน้ําจากภายในวัสดุที่มีรูพรุนออกมาที่ผิวu เมื่อไดรับพลังงานความรอนเปนการเคลื่อนที่แบบการ c i  เพื่อศึกษากลไกในการแพรความชื้นสัมประสิทธิ์การแพร แพร ซึ่งเกิดขึ้นพรอม ๆ กับการหดตัวของวัสดุที่กําลังอบแหrงอยู gงเนื้อลําไยดวยรังสีอินฟราเรด และพลังงานกระตุนในการอบแหง ประสิทธิผลแบบรวมการหดตัวเชิงปริมาตรในการอบแห A เนื้อลําไยตามรูปแบบความสัมพันธของอารีo เนียfส (Arrhenius relationship) จึงไดรับการศึกษาและนําเสนอในบทความวิจัย เรื่องนี้ อิทธิพลของความเขมรังสีอินtฟราเรด 11.570, 17.260 และ 27.874 วัตตตอตารางเมตร และความเร็วอากาศ 0.4, 0.7 y และ 1.0 เมตรตอวินาที ถูกฟตiเขe ากับแบบจําลองการแพรความชื้นมิติเดียวของฟค (Fick’s second law) ลําไยที่ใชในการ c ทดลองเปนพันธุอีดอ o เกรด A ขนาด 27 - 28 มิลลิเมตร ในการทดลองแตละครั้งใชระยะเวลาอบแหง 200 นาที โดยทุก ๆ S 20 นาที สุมตัวอย างเพื่อวัดการหดตัวเชิงปริมาตร และความชื้น ผลการศึกษาพบวา สัมประสิทธิ์การแพรมีคามากตามลําดับ i a ความเขh มรังสีที่เพิ่มขึ้น แตมีคานอยตามลําดับความเร็วอากาศที่เพิ่มขึ้น โดยมีคาอยูในชวง 7.473 × 10 ถึง 1.339 × 10 T อวินาที และมีความสัมพันธเชิงเสนแบบพหุกับความเขมรังสีอินฟราเรดและความเร็วอากาศ ( = 0.935) ตารางเมตรต บทคัดยอ

-9

-8

2 Radj

คาพลังงานกระตุนที่ใชในการอบแหงมีคาอยูในชวง 38.329 ถึง 41.145 กิโลจูลตอโมล คําสําคัญ : สัมประสิทธิ์การแพรความชื้น พลังงานกระตุน การอบแหงเนื้อลําไย

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


การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน

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 เนื่องจากมีความสามารถในการแผกระจายความรอนไดอยางรวดเร็ว จึงทําใหระยะในการอบแหงสั้นลง เปe นการประหยัด in(Sheridan and พลังงาน การกระจายของอุณหภูมิมีความสม่ําเสมอ สามารถเลือกใชงานตามความยาวคลื่นที่ตอg งการได Shilton, 1999) โดยการสงผานพลังงานความรอนแบบแผรังสี (Radiation heat transfer)nหากเปนชนิดใชไฟฟาเปน E แหลงกําเนิดพลังงาน จะไมมีปญหาจากการเผาไหม หรือแกสพิษระหวางการอบแหlง สงผลใหเกิดอัตราเสี่ยงของไฟไหม aารุงรักษาฮีทเตอรอินฟราเรด การศึกษา r และกลิ่นเขมา ควันไฟเกาะติดกับผลิตภัณฑอาหาร และงายตอการซอมแซมและบํ ltาuการกระจายตัวของความรอนมีความสม่ําเสมอดี การอบแหงเนื้อลําไยดวยรังสีอินฟราเรดของสุเนตร และคณะ (2548)u พบว icงยังสั้น ทําใหประหยัดพลังงาน ไดเนื้อลําไยมีคุณภาพ อีกทั้งยังควบคุมอุณหภูมิใหคงที่ รวมไปถึงเวลาที่ใชในการอบแห r ใกลเคียงกับการอบแหงแบบเดิม ตอมารุงศิริ (2549) ไดปg ระยุกตรังสีอินฟราเรดสําหรับการอบแหงเนื้อ โดยการเปดแทงรังสี A ตลอดเวลา พบวาสมบัติทางกายภาพกับสมบัตfิทางเคมีของเนื้อไมมีการเปลี่ยนแปลงไปจากเนื้อสดมากนัก จึงทําใหการ o อบแหงเนื้อดวยรังสีอินฟราเรดนี้มีคุณy ภาพอยูในเกณฑดี นอกจากนี้ยังมีผลงานวิจัยหลายชิ้นที่เกี่ยวของกับการอบแหงดวย t รังสีอินฟราเรด เชน การทดสอบการตรวจวั ดสารอาหารในระหวางขบวนการอบแหงดวยรังสีอินฟราเรด (Wray and e i Cenkowski, 2002) ฝกถัo ่วลิc สง (ศิศีโรตม, ม.ป.ป) ใบหอมหั่น (Mongpraneet et al., 2002) หอมหัวใหญหั่นชิ้น (Jain and S et al., 2005) ขาวเปลือก (Afzal and Abe, 1997; Meeso et al., 2007) แอปเปลหั่นชิ้น (Togrul, 2005) Pathare, 2004; Sharma i a นเสี่ยง หรือ split peas (Cenkowski and Sosulski, 1998) และมันฝรั่งหั่นชิ้น (Afzal and Abe, 1999) ถั่วแหงที่กะเทาะออกเป h T สัมประสิทธิ์การแพรประสิทธิผล (Effective diffusion coefficient) คือตัวเลขที่ใชบงบอกความสามารถในการ 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 สัมประสิทธิ์การแพรยิ่งสูง ระยะเวลาในการอบแหงยิ่งสั้นลง ดังนั้นการทราบคานี้จะสามารถแกปญหากระบวนการผลิต ศึกษาผลกระทบและความตองการทรัพยากรในการขยายการผลิต และปรับกระบวนการใหอยูในสภาวะที่เหมาะสมตอการ ผลิต แตการศึกษาคานี้มักหาไดจากแบบจําลองเชิงคณิตศาสตร มีผลงานทางวิชาการหลายเรื่อง ที่ทํานายคานี้โดยไมรวม การหดตัวของเนื้อวัสดุในระหวางการอบแหง (ธีรเดชและธีรยุทธ, 2549; ยุทธนา และ สุภวรรณ, 2549; Afzal and Abe, 1998; Simal et. al., 1998; Ruiz-López et. al., 2007) แตความเปนจริงในระหวางการอบแหงดวยวิธีใด ๆ มักมีการ เปลี่ยนแปลงปริมาตรของวัสดุอาหารเกิดขึ้นพรอม ๆ กันเสมอ ดังนั้นหากสามารถทํานายพารามิเตอรการอบแหงคานี้ได โดยรวมการหดตัวของวัสดุไปดวย ก็จะทําใหสมการนาเชื่อถือยิ่งขึ้น โครงงานนี้จึงมีวัตถุประสงคเพื่อ ศึกษาแบบจําลองเชิง

27


การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน

ทฤษฏีเพื่อกําหนดสัมประสิทธิ์การแพรความชื้นแบบรวมการหดตัวเชิงปริมาตรของเนื้อลําไย ในการการอบแหงเนื้อลําไย ดวยรังสีอินฟราเรด หลักการ และทฤษฎีที่เกี่ยวของ สัมประสิทธิ์การแพรความชื้นเปนพารามิเตอรที่สําคัญในสมการอบแหงในชวงอัตราการอบแหงลดลงที่สภาวะ อากาศอบแหงคงที่คาหนึ่ง คาสัมประสิทธิ์การแพรนี้ขึ้นอยูกับความชื้นวัสดุ ในกรณีที่วัสดุมีรูปรางเปนทรงกลม เมื่อให ความรอนแกวัสดุ (ภาพที่ 1) การแพรความชื้นจะเกิดขึ้นทุกทิศทางตามแนวรัศมี r (ภาพที่ 2) โดยแบบจําลองการอบแหงเชิง ทฤษฎีที่นิยมอยางแพรหลายไดแกแบบจําลองการแพรของฟค (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 การใหความรอนแกวัสดุในระหวางการอบแหงดวยรังสีอินฟราเรด

t e ci

T

o S i a h

g A f

o y

ภาพที่ 2 ทิศทางการแพรความชื้นในวัสดุกลมกลวง

⎡ ∂ 2 M ⎛ c ⎞ ∂M ⎤ ∂M = Deff ⎢ 2 + ⎜ ⎟ ⎥ ∂t ⎝ r ⎠ ∂r ⎦ ⎣ ∂r

...(1)

เมื่อ M = ความชื้น (เศษสวนมาตรฐานแหง) r = รัศมีของทรงกลม (มิลลิเมตร) Deff = สัมประสิทธิ์การแพรความชื้นประสิทธิผล (ตารางเมตรตอนาที) t = เวลาในการอบแหง (นาที)

28


การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน

c = 2 สําหรับการแพรความชื้นในแนวรัศมีของวัสดุทรงกลม เมื่อกําหนดสภาวะเริ่มตน

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) สามารถแกโดยใชวิธี Separation of variables จะไดผลลัพธออกมาเปนความสัมพันธ 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 (เศษสวนมาตรฐานแหง) ความชื้นเริ่มตน (เศษสวนมาตรฐานแหง) ความชื้นสมดุล (เศษสวนมาตรฐานแหง) จํานวนขอมูล (0, 1, 2, …)

u t l ir cu

l a r

e e ...(5) n i g En

g A สมการ (5) ประกอบดวยจํานวนเทอมที ่ไมมีที่สิ้นสุด และเทอมทาย ๆ จะมีคาลดลงเรื่อย ๆ ดังนั้นเราอาจตัดเทอม f ทาย ๆ ออกไปได โดยคงไวเฉพาะเทอมแรกo ซึ่งคําตอบที่ไดอาจจะไมผิดไปมากนัก โดยเฉพาะเมื่อเวลาการอบแหงมีคามาก y จึงสามารถเขียนสมการใหมไดดังนี้ t ie c o S ...(6) i a Th ⎛ Deff π 2 t ⎞ ⎟ MR = 2 exp⎜ − 2 ⎜ ⎟ π r ⎠ ⎝ 6

เมื่อ MR

= อัตราสวนความชื้น =

M t − M eq

M 0 − M eq

พลังงานกระตุน (Activation energy, Ea) เปนคาที่ใชในการเกิดปฏิกิริยาหรือเคลื่อนที่ของอนุภาค หากมีคาต่ํา แสดงวาใชพลังงานนอยในการทําใหเกิดปฏิกิริยา จึงทําใหสามารถประหยัดพลังงาน แตหากพลังงานกระตุนมีคาสูงจะมีการ ใชพลังงานมากในการทําใหเกิดปฏิกิริยา ซึ่งสามารถอธิบายไดโดยใชความสัมพันธของอารีเนียส (Arrhenius relationship) ดังนี้ (Sanjuan, 2002)

29


การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน ⎛ − Ea Deff , avg = D0 exp⎜ ⎜RT ⎝ g

เมื่อ Ea D0 Deff

Rg

T

คือ คือ คือ คือ คือ

⎞ ⎟ ⎟ ⎠

...(7)

พลังงานกระตุนที่ใชในการอบแหง (กิโลจูลตอโมล) คาสัมประสิทธิ์การแพรคงที่ (ตารางเมตรตอวินาที) คาสัมประสิทธิ์การแพรเฉลี่ย (ตารางเมตรตอวินาที) คาคงที่สากลของกาซ (8.314 จูลตอโมล·เคลวิน) อุณหภูมิเนื้อลําไยในระหวางการอบแหง (เคลวิน)

อุปกรณและวิธีการ

g n ri

1. การเตรียมเนื้อลําไย ลําไยพันธุอีดอเกรด A ขนาดเสนผานศูนยกลาง 27-28 เซนติเมตร โดยมีการลางเปลือกนอก แลวแกะเปลือกและควานเมล็ด ลําไยออก ลางเนื้อลําไยใหสะอาด แลวผึ่งใหแหงเพื่อใชตอไป 2. ชุดทดสอบ ภาพที่ 3 แสดงชุดทดสอบการอบแหงดวยรังสีอินฟราเรดระดับหองปฏิบัติการ ประกอบดวยฮีทเตอรอินฟราเรด แบบหลอดยาวพรอมโคมสะทอนรังสีชนิดวางในแนวนอนแบบหลอดคู ความยาวใชงาน 300 มิลลิเมตร เสนผานศูนยกลาง 17 มิลลิเมตร จํานวน 4 หลอด ๆ ละ 500 วัตต พัดลมเปาอากาศแบบไหลตามแนวแกน (Tube axial fan) ชนิดขับตรงดวย มอเตอรไฟฟาขนาด 1 แรงมา ปกผีเสื้อ (Damper) ปรับความเร็วอากาศ ตะแกรงจัดระเบียบอากาศ ตระแกรงวางวัสดุทดสอบ อุปกรณปรับระดับความสูงฮีท-เตอรอินฟราเรด เครื่องชั่งติดตามมวล ชุดควบคุมฮีทเตอร มิเตอรวัดไฟฟาฮีทเตอร 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 ภาพรางชุดทดสอบการอบแหงดวยรังสีอินฟราเรดระดับหองปฏิบัติการ

30


การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน

3. การวางแผนการทดลอง สิ่งทดลองมี 2 ปจจัยคือ ความเขมของรังสีอินฟราเรด และระดับความเร็วอากาศเหนือตะแกรงรองรับวัสดุ ปจจัยแรก แปรคา 3 ระดับ โดยมีวิธีการวัดความเขมของรังสีตามวิธีการของ Fisher (Wray and Cenkowski, 2002) สวนปจจัยที่สอง แปรคาเปน 3 ระดับคือ 0.4, 0.7 และ 1.0 เมตรตอวินาที โดยเครื่องมือวัดความเร็วลมแบบใชขดลวดตัวนําความรอน (ยี่หอ Testo รุน 425 ยานการวัด 0-20 เมตรตอวินาที) วางแผนการทดลองแบบ 3×3 Factorial in RCBD (Randomized Complete Block Design, RCBD) โดยจํานวนครั้งการทดลอง 3 ครั้ง เปนซ้ํา ๆ ละ 120 ผล (ประมาณ 800 กรัม เนื้อในลําไย) โดยแตละ ซ้ําใชเวลาอบนาน 200 ชั่วโมง และมีการสุมตัวอยางออกมาตรวจสอบทุก ๆ 20 นาที 4. การวัดคาการหดตัวเชิงปริมาตร และพื้นที่ผิววัสดุ (A)

g n ri

ปริมาตรของเนื้อลําไยในระหวางการทดลองวัดโดยวิธี Pycnometer เนื่องจากคา r ในสมการสัมประสิทธิ์การแพร ประสิทธพลคือคาระยะรัศมี ซึ่งหาไดจากอัตราสวนปริมาตรของวัสดุกับพื้นที่ผิวของวัสดุ ( A ) การหาพื้นที่ผิวทรงซึ่งเปน รูปรางกลมแปน หาไดจากวิธีการของบัณฑิต (2545)

e e in

g n E

5 การวิเคราะหขอมูล

l a r หาคาสัมประสิทธิ์การแพรประสิทธิผลโดยการจัดรูปสมการเอ็กtซu โปรเนนเชียลซึ่งไมเปนเชิงเสน ใหเปนเชิงเสน l โดยการใส ln เขาในสมการ แลวหาสัมประสิทธิ์การแพร ( )uจากความลาดเอียงของความสัมพันธเชิงเสนระหวาง c กับ (A/V) t หาคาพลังงานกระตุนจากวิธีการเดียวกัrนiตาม ความสัมพันธเชิงเสนระหวาง ln D กับ 1/T แลวหา g ความสัมพันธระหวางคาสัมประสิทธิ์การแพร และพลั งงานกระตุนกับความเข็มรังสีอินฟราเรด และความเร็วอากาศ โดยใช A f linear regression) โดยใชวิธีคัดเลือกตัวแปรอิสระแบบ Enter และใชคา เทคนิคการวิเคราะหการถดถอยเชิงซอน (Multiple o Adjusted R เปนคาระบุความนาเชื่อt ถือy ของความสัมพันธ โดยใชโปรแกรม SPSS for Windows Version 15 ie c o ผลการทดลองและอภิปรายผล S ความสัมพัiนธระหวาง ln MR กับ (A/V) ·t แสดงในภาพที่ 4 ซึ่งมีแนวโนมเปนเสนตรง จึงสามารถกําหนดคา a สัมประสิ ท ธิ์การแพรความชื้ นประสิท ธิผลดังแสดงในตารางที่ 1 ซึ่ง แปรผันตรงกับความเขม ของรังสีอินฟราเรด แต h T แปรผกผันกับความเร็วอากาศ และมีคาสูงที่ระดับความเขมรังสีอินฟราเรดสูงสุด และความเร็วอากาศต่ําสุด แนวโนม Deff

2

ln MR

eff

2

2

เหมือนกับงานวิจัยของ อําไพศักดิ์ และคณะ (2549) และสอดคลองกับผลงานวิจัยของ Afzal และ Abe (1998) ซึ่งแสดงคา สัมประสิทธิ์การแพรอยูในชวงระหวาง 5.93 × 10-11 ถึง 1.73 × 10-9 ตารางเมตรตอวินาที ในการศึกษานี้ ความเขมรังสี อินฟราเรดและความเร็วอากาศสัมพันธกับสัมประสิทธิ์การแพรความชื้น ดังนี้ 2 Deff , avg = 1.36 × 10 −8 + 1.12 × 10 −10 ( IR) − 8 × 10 −9 (v) ( Radj =0.935)

31

...(8)


การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน

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 ความสัมพันธระหวาง ln MR กับ (A/V)2·t ที่ความเขมรังสีอินฟราเรดระดับตาง ๆ

32


การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน

ตารางที่ 1 คาสัมประสิทธิ์การแพรความชื้นประสิทธิผลเฉลี่ยของการอบแหงดวยรังสีอินฟราเรด ความเขมรังสีอินฟราเรด

ความเร็วอากาศ

Deff,avg

(วัตตตอตารางเมตร)

(เมตรตอวินาที) 0.4 0.7 1.0 0.4 0.7 1.0 0.4 0.7 1.0

(ตารางเมตรตอวินาที) 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 ความสัมพันธระหวาง ln (Deff,avg) กับ 1/T (ภาพที่ 5) ซึ่งแสดงใหเห็นวา ความเขมรังสีอินฟราเรด 11.570 วัตตตอตารางเมตร คาพลังงานกระตุนที่ไดมีคาสูงกวา ระดับความเขมรังสีอินฟราเรดที่ 17.570 และ 27.874 วัตตตอตารางเมตร ตามลําดับ จึง สามารถสรุปไดวา ในระดับความเขมรังสีอินฟราเรดต่ํานั้น จะตองใชระยะเวลาในการอบแหงนานขึ้น เพราะการที่จะทําให ความชื้นเคลื่อนที่จากภายในผิววัสดุไดอยางรวดเร็วนั้น พลังงานกระตุนที่ใหแกวัสดุหรือผลิตภัณฑตองมีคานอย นั่นคือคา พลังงานกระตุนแปรผกผันกับคาความเขมรังสีอินฟราเรดแตแปรผันตรงกับเวลาที่ใชในการอบแหง

g A f

u t l ir cu

l a r

o y

ตารางที่ 2 คาพลังงานกระตุนที่ใชในการอบแหง

t e ci

o S i (วัตตa ตอตารางเมตร) Th

ความเขมรังสีอินฟราเรด

11.570

17.260

27.874

Ea

D0

(กิโลจูลตอโมล)

(ตารางเมตร ตอวินาที)

R2

41.145

0.075

0.850

40.784

0.063

0.993

38.329

0.027

0.961

ความเร็วอากาศ

(เมตรตอวินาที) 0.4 0.7 1.0 0.4 0.7 1.0 0.4 0.7 1.0

33


การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน

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 ความสัมพันธระหวาง ln Deff,avg กับ 1/T ที่ความเขมรังสีอินฟราเรดระดับตาง ๆ 34


การประชุมวิชาการโครงงานวิศวกรรมเกษตรแหงชาติ ครั้งที่ 16 29 มกราคม 2553 มหาวิทยาลัยขอนแกน

สรุปและขอเสนอแนะ สมการเชิงทฤษฎีของฟค (Fick’s second law) สามารถใชในการกําหนดคาสัมประสิทธิ์การแพรประสิทธิผลแบบ รวมการหดตัวเชิงปริมาตรในการอบแหงเนื้อลําไยดวยรังสีอินฟราเรดได โดยมีคาอยูในชวง 7.473 × 10-9 ถึง 1.339 × 10-8 ตารางเมตรตอวินาที และคาพลังงานกระตุนที่ใชในการอบแหงอยูในชวง 38.329 ถึง 41.145 กิโลจูลตอโมล

กิตติกรรมประกาศ ขอขอบคุณโครงการโครงงานนักศึกษาปริญญาตรี (IRPUS) ที่สนับสนุนทุนการวิจัย

เอกสารอางอิง ธีรเดช ชีวนันทชัย และ ธีรยุทธ จันทรแจม. 2549. แบบจําลองทางจลศาสตรการอบแหงขาวสุกดวยลมรอนจากพลังงานความรอนหองใต หลังคา, น.6. ในการประชุมวิชาการเครือขายพลังงานแหงประเทศไทยครั้งที่ 2, 27-29 กรกฎาคม 2549. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี จังหวัดนครราชสีมา. บัณทิต จริโมภาส. 2545. สมบัติทางกายภาพของผลิตภัณฑเกษตร. ภาควิชาวิศวกรรมเกษตร คณะวิศวกรรมศาสตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร. ยุทธนา ฏิระวณิชยกุล และ สุภวรรณ ฏิระวณิชยกุล. 2549. สมบัติเชิงความรอนและจลศาสตรของการอบแหงชั้นบางของเมล็ดโกโก, น.5. ใน การประชุมวิชาการวิศวกรรมเคมีและเคมีประยุกตแหงประเทศไทยครั้งที่ 15. รุงศิริ อรุณพานิชเลิศ. 2549. การประยุกตใชการแผรังสีอินฟราเรดสําหรับการอบแหงเนื้อ. โครงงานวิศวกรรมปริญญาวิศวกรรมศาสตร มหาบัณฑิต สาขาวิชาเทคโนโลยีพลังงาน มหาวิทยาลัยมหาสารคาม. ศิศีโรตม เกตุแกว. ม.ป.ป. ตูอบฝกถั่วลิสงดวยเครื่องอินฟราเรด. ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟา คณะวิศวกรรมศาสตร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหา นคร กรุงเทพฯ. สุเนตร โมงประณีต ทาเคมิ อะเบ และทนงเกียรติ เกียรติศิริโรจน. 2548. สภาวะการอบแหงเนื้อลําไยที่เหมาะสมดวยรังสีอินฟราเรด. น.65-70. ในการประชุมวิชาการเรื่องการถายเทความรอนและมวลในอุปกรณดานความรอน ครั้งที่ 4, 4-5 กรกฎาคม 2548. โรงแรมโกลเดนทไพนรี สอรท จังหวัดเชียงราย. อําไพศักดิ์ ทีบุญมา ธนภัทร สุวรรณกูฏ และ สมชาติ โสภณรณฤทธิ์. 2549. การอบแหงเนื้อดวยรังสีอินฟราเรด. 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


Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.