การทำอาหารแห้งโดยใช้หลักพื้นฐานวัฏภาคน้ำ...
TRANSCRIPT
การทาํอาหารแหงโดยใชหลักพื้นฐาน “วัฏภาคน้ํา”
เหตุผลหลักในการทาํแหงก็คือ เพื่อยืดอายุการเก็บรักษา แตการทําแหงนั้นยังกลายในดาน
กระบวนการแปรรูปอาหารดวย เชน การอบขนมปง เปนการประยุกตใชความรอนจากลมรอนไปทาํใหทําให
โครงสรางของโปรตีนและสตารชเปลี่ยนแปลงไป ทําใหตัวโดสามารถเก็บรักษาแกสได ในบางสถานการณ
การสูญเสียความช้ืนกลับเปนส่ิงที่ไมตองการ ยกตัวอยางเชน ในระหวางการเก็บรักษาเนยแข็ง และเนื้อสัตว
สด หรือที่ผานการแชแข็ง และรวมไปถึงอาหารอ่ืนๆที่สัมผัสกับอาหารรอน การทําแหงอาหารเปนการ
ขจัดน้ําออกจากช้ินอาหาร ซึ่งน้าํสวนใหญในอาหารจะระเหยออกจากอาหารดวยความรอนแฝง ดังนัน้จึง
ควรมีการควบคุมปจจัยสําคัญ 2 ตัว ในการทําแหงดังตอไปนี้
1.การถายโอนความรอนจะตองครอบคลุมปริมาณความรอนแฝงในการระเหย
2.การเคลื่อนที่ของน้าํและเปล่ียนสถานะไปเปนไอผานเนื้ออาหาร และผลจากการทีน่้ําถกูขจัดออกไปจาก
อาหาร
สภาวะการทาํแหง สามารถจําแนกไดออกเปน 3กรณี ดังนี ้
1. การทําแหงภายใตความดันบรรยากาศดวยอากาศรอน และเคร่ืองทาํแหงชนิดสัมผัส ความรอนจะถูก
ถายโอนเขาไปในอาหารจากลมรอน หรือผิวสัมผัสรอน แลวน้ําจะถูกดึงออกไปดวยอากาศที่ไมอ่ิมตัว
2. การทําแหงภายใตสุญญากาศ ขอดีคือเกิดการดึงน้ําออกไดอยางรวดเร็วภายใตความดันที่ตํ่าวาวธิีที ่1
ลักษณะการถายโอนความรอนที่เกิดข้ึนมกัเกิดแบบการพา บางคร้ังเกดิรวมกับการฉายรังสี
3. การทําแหงแบบเยือกแข็ง แตกตางจาก2วิธีแรกตรงท่ีน้ําที่อยูสถานะน้ําแข็งจะกลายเปนไอโดยการระเหิด
ลักษณะโครงสรางของอาหารจึงยงัมีสภาพที่ดีกวา แตมีตนทนุการผลิตสูงและไดผลผลิตนอย
ทฤษฎกีารทาํแหงพื้นฐาน
วัฏภาคทั้ง 3 ของน้าํ
น้ําบริสุทธิ์สามารถเปล่ียนแปลงสถานะได 3 สถานะไดแก ของแข็ง, ของเหลวและแกส โดยอุณหภูมิและ
ความดันจะเปนตัวกาํหนดสถานะตางของน้ําดังแสดงในรูปที่ 1
รูปที่ 1 วัฏภาคของน้ํา
ทั้งอุณหภูมิและความดันมีผลตอสถานะของนํ้าดังรูป พบวาเมื่อพิจารณาจากเสน AB พบวาน้าํจะมีสาม
สถานะ คือ ของแข็ง ของเหลว และแกส ซึง่โดยทั่วไปที่ความดันบรรยากาศน้าํจะมีสถานะ โดยการเปล่ียน
สถานะจะเกิดเมื่อมีการคายหรือรับเอาพลังงานความรอนแฝงเขามา แตเมื่อพิจารณาเสนตรง CD พบวา
น้ําสามารถเปล่ียนสถานะจากของแข็งไปเปนไอไดโดยไมผานสถานะระเหิด และเรียกจุดทีท่ั้งสามสถานะ
รวมกันวา Triple point ที่ระดับอุณหภูมิ 0.0098oC และความดัน 0.64kPa (4.8มม.ปรอท)
ความรอนทีต่องการสาํหรับการระเหยนํ้า
ในการเปล่ียนแปลงสถานะของน้ําในอาหารใหกลายเปนไอ เพื่อที่จะทําการขจัดน้ําออกไปไมวาจะ
ที่อุณหภูมิใด จําเปนตองอาศัยพลังงานความรอนเทยีบตอหนึง่หนวยของนํ้าที่ระเหย เรียกวา ความรอนแฝง
ในการกลายเปนไอ "latent heat of vaporization" สวนในการเปล่ียนสถานะจากน้าํในสถานะของแข็งงไป
เปนไอนัน้ จะเรียกวา ความรอนแฝงในการระเหิด "latent heat of sublimation"
การถายโอนความรอนในการทําแหง
ในการพิจารณาถึงปริมาณความรอนที่ตองการในกระบวนการทาํแหง จําเปนตองทราบกลไกในถายโอน
ความรอน อัตราการทาํแหงซึ่งคิดระหวางปริมาณความรอนที่ใชในการเปล่ียนสถานะของน้าํซ่ึงก็คือ ความ
รอนแฝงซ่ึงใชเปนตัวพาเอาน้าํออกไปจากอาหาร ลักษณะของการถายโอนความรอนในระหวางการทําแหง
เกิดข้ึนไดทั้ง 3แบบ คือ การนํา การพา และการแผรังสี ซึง่มีความเกีย่วของกับกลไกของกระบวนการทําแหง
นั้นๆ