วชา 212499 โครงงานวศวกรรมอาหาร

เรอง เครองทาแหงแบบลกกลงโดยใชระบบนามนรอน

Hot oil single drum dryer

โดย

นางสาวสาวตร เหลาภรตตระกล

นายพรภทร สขสมบรณ

เสนอ

ภาควชาวศวกรรมการอาหาร คณะวศวกรรมศาสตร กาแพงแสน

มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน

เพอความสมบรณแหงปรญญาวศวกรรมศาสตรบณฑต (วศวกรรมการอาหาร) ปการศกษา 2547-48

ใบรบรองโครงงานวศวกรรมการอาหาร ภาควชาวศวกรรมการอาหาร

คณะวศวกรรมศาสตร กาแพงแสน มหาวทยาลยเกษตรศาสตร ปรญญาวศวกรรมศาสตรบณฑต สาขาวศวกรรมการอาหาร

เรอง : เครองทาแหงแบบลกกลงโดยระบบนามนรอน ( Hot oil single drum dryer ) ผดาเนนโครงการ : นางสาวสาวตร เหลาภรตตระกล นายพรภทร สขสมบรณ อาจารยทปรกษา : อ.ดร.เชาว อนทรประสทธ ไดรบการพจารณาเหนชอบโดย ประธานกรรมการ................................................วนท.........เดอน......................พ.ศ. ................ (อ.ดร.เชาว อนทรประสทธ) กรรมการ ...............................................วนท.........เดอน......................พ.ศ. .................. (ผศ.ดร.มนตทพย ชาชอง) กรรมการ ...............................................วนท.........เดอน......................พ.ศ. .................. (อ.ดร.สกญญา วชชกจ)

ภาควชาวศวกรรมการอาหารรบรองแลว

................................................................

(ผศ.ดร.อนพนธ เทอดวงศวรกล) หวหนาภาควชาวศวกรรมการอาหาร

วนท..........เดอน..............................พ.ศ. ...........

ก

คานยม โครงงานวศวกรรม ( Food Engineering Project : 212499 ) เรองเครองทาแหงแบบลกกลง

โดยใชระบบนามนรอน เปนการศกษาของนสตชนปท 4 ภาควชาวศวกรรมอาหาร คณะวศวกรรมศาสตร กาแพงแสน มหาวทยาลยเกษตรศาสตร

โครงงานนสาเรจลลวงไปไดดวยการสนบสนนชแนะใหคาปรกษา การศกษาแนวทางการออกแบบการสรางเครองทาแหง การพฒนาปรบปรง การควบคมดแลการทางาน และการดาเนนการทดลอง ตลอดจนการแกไขปญหาตางๆจาก อาจารยเชาว อนประสทธ อาจารยทปรกษาโครงงาน อาจารยมนทพย ชาชอง และอาจารยสกญญา วชชกจ นอกจากนยงไดรบความชวยเหลอดานการสรางเครอง การทดสอบประสทธภาพ การอานวยความสะดวกดานอปกรณและการใชงานอปกรณตางๆ จากเจาหนาทของภาควชาวศวกรรมอาหารทกทาน ทคอยใหความชวยเหลอในทกๆดานจนทาใหโครงการนสาเรจลลวงไปไดดวยด

ในนามผจดทาโครงงานวศวกรรม เรองเครองทาแหงแบบลกกลงโดยระบบนามนรอน ขอขอบพระคณในการชวยเหลอสนบสนนจากทกๆทานทกลาวมาไว ณ ทนดวย

นายพรภทร สขสมบรณ นางสาวสาวตร เหลาภรตตระกล

ผจดทา

ข

บทคดยอ

เครองทาแหงแบบลกกลงโดยระบบนามนรอน มการใหความรอนลกกลงททาจากโลหะเหลกทรงกระบอกกลวงเคลอบฮารดโครมซงหมนอยางชาๆ โดยใชนามนความดนตาทอณหภม 120 – 180 องศาเซลเซยส ความรอนจะถายเทจากลกกลงไปยงอาหาร และปอนอาหารทบรเวณผวนอกของลกกลง ความหนาของแผนฟลมอาหารทอยบนลกกลงจะขนกบชดปรบลกกลง ซงสามารถปรบไดตามความตองการ อาหารจะแผเปนชนบางๆอยางสมาเสมอบนผวของลกกลง อาหารแหงจะถกขดออกโดยใบมดซงจะสมผสกบผวของลกกลงอยางสมาเสมอ การศกษาการออกแบบเครองทาแหงแบบลกกลงโดยระบบนามนรอน อาศยความรทางทฤษฎของการถายเทความรอน และการถายเทมวลของเครองทาแหงแบบลกกลงหมน การศกษาการหาประสทธภาพของการทาแหงนาแปงโดยเครองทาแหงแบบลกกลงโดยระบบนามนรอนทอณหภมและความเรวรอบตางๆ พบวาผลตภณฑทไดมความชนลดลงอยในชวง 8 - 12% โดยใชอณหภม 170 องศาเซลเซยส และ 180 องศาเซลเซยส ความเรวรอบเดยวกนคอ 5 rpm เวลาในการทาแหงคอ 5 นาท แผนแปงทไดมความหนาประมาณ 0.3 มลลเมตร กาลงการผลต(แหง)ทไดคอ 670 l/hr มคาความชน 11.53% และ 8.3% และประสทธภาพทางความรอน 17.57% และ 17.73% ตามลาดบ และทความเรวรอบ 7 rpm ทอณหภม 180 องศาเซลเซยส แผนแปงทไดมความหนา 0.5 มลลเมตร กาลงการผลต (แหง) ทไดคอ 940 l/hr คาความชน 9.64% และมประสทธภาพทางความรอน 17.68% สวนในความเรวรอบท 9 rpm ไมสามารถทานาแปงแหงได เพราะนาแปงแหงทไดมคาความชนสงกวา 12%

ค

Abstract

Single drum dyer with hot oil from electric heater as energy source. The heat transfer through steel drum coated with hard chrome surface. The temperature inside drum was heated until 120 °c – 180 °c, the slurry was fed at the upper and outer side of the drum, the slurry film was formed by the adjustable clearance between the upper roller and the main drum surface. The dry thin film of rice flour slurry was scraped by blade which was set precisely to the drum surface. The drying system and efficiency of hot oil drum dryer was studied. The drying system and efficiency by hot oil drum dryer was studied. Result of the experiment show that the moisture content of rice starch slurry was decreased to 8 – 12% (wb). The setting up of heat levels was 170 °c and 180 °c with the velocity of rotary was 5 rpm. The capacity of feed, the moisture content, and thermal efficiency were 670 l/hr, 11.51% and 17.57% with condition at 170 °c, 5 rpm. The capacity of feed, the moisture content, and thermal efficiency were changed at 670 l/hr, 8.3% and 17.73% with condition at 180 °c, 5 rpm. The velocity of rotary was 7 rpm, with 180 °c the result showed that the capacity, the moisture content, and thermal efficiency were 940 l/hr, 9.64% and 17.68%. The experiment of velocity at 9 rpm can’t complete drying process.

ง

สารบญ เรอง หนา คานยม ก บทคดยอ ข Abstract ค สารบญ สารบญภาพ สารบญตาราง บทนา 1 วตถประสงค 3 การตรวจเอกสาร 4

1. การอบแหง 4 1.1 หลกการพนฐานของการอบแหง 4 1.2 กราฟอตราการทาแหง 5 1.3 คณสมบตทางฟสกสของวสดทมผลตอการอบแหง 6

1.3.1 ความชนสมดล 6 1.3.2 ความรอนจาเพาะ 7 1.3.3 ความหนาแนน 7

1.4 ปจจยทมอทธพลตอการอบแหง 7 2. เครองทาแหง 8

2.1 เครองทาแหงดวยลมรอน 8 2.1.1 เครองอบแหงแบบถง 8 2.1.2 เครองอบแหงแบบถาด 8 2.1.3 เครองอบแหงแบบสายพาน 9 2.1.4 เครองอบแหงแบบฟลอดไดซ 10 2.1.5 เครองอบแหงแบบเตาเผา 10 2.1.6 เครองอบแหงแบบนวเมตก 11 2.1.7 เครองอบแหงแบบโรตาร 11 2.1.8 เครองอบแหงแบบพนฝอย 12 2.1.9 เครองอบแหงแบบสายพานแขวน 12

จ

เรอง หนา 2.1.10 เครองอบแหงแบบอโมงค 13 2.1.11 การทาแหงดวยตอบพลงงานแสงอาทตย 14

2.2 เครองอบแหงแบบใชความรอน 15 2.2.1 เครองอบแหงแบบลกกลง 15 2.2.2 เครองอบแหงสญญากาศ 17

2.3 การทาแหงแบบแชเยอกแขง 17 3 ทฤษฎการทาแหงแบบลกกลงทรงกระบอก 21 4 ตวแปรในการทาแหงแบบลกกลง 22

4.1 คณลกษณะของวตถดบ 22 4.2 ความหนาของวตถดบทผวของลกกลง 22 4.3 อณหภมของผวลกกลง 22 4.4 เวลาทใชในการทาแหง 22

5 รปแบบและชนดของลกกลงทรงกระบอก 23 5.1 แบบลกกลงเดยว 23 5.2 แบบลกกลงค 23

6 นยามและสตรคานวณทางความรอน 25 6.1 การนาความรอน 25 6.2 การพาความรอน 26

6.2.1 การพาความรอนแบบบงคบ 27 6.2.2 การพาความรอนแบบอสระ 27

6.3 การแผรงสความรอน 28 6.4 ความรอนสมผสและความรอนแฝง 28 6.5 คาความรอนจากการเผาไหมเชอเพลง 29

7 การอบแหงนาผลไม 30 7.1 หลกการผลตนาผลไมแหงคณภาพด 30

7.1.1 คณภาพวตถดบ 30 7.1.2 โครงสรางภายในของผลตภณฑหลงอบแหง 30 7.1.3 อณหภมการอบแหง 30 7.1.4 สารแอดดทบ (Additive) 31

ฉ

เรอง หนา 7.1.5 Agglomeration 31

8 ผลกระทบตออาหารหลงการทาแหง 32 8.1 ลกษณะเนอสมผส 32

8.2 กลนและรส 32 8.3 ส 32 8.4 คณภาพทางโภชนาการ 33

9 แหลงกาเนดความรอนและการประยกตใชกบอาหาร 34 - HOT OIL SYSTEMS 34

10 รปแบบของ Slip ring 36 วธการทดลอง การออกแบบเครองทาแหงแบบลกกลงโดยระบบนามนรอน 37

- สวนประกอบของเครองทาแหงแบบลกกลง 38 - การออกแบบและการทางานของสวนประกอบแตละชน 38 - การออกแบบ Slip ring 40

อปกรณและเครองมอทใชในการทดลอง 41 วธการทดสอบ

การทดลองท 1 ทดสอบการกระจายความรอนบรเวณผวของลกกลง 42 การทดลองท 2 ทดสอบเพอหาประสทธภาพทางความรอนของเครอง 42 - ทดสอบความเรวรอบในการหมนและหาอณหภม ทเหมาะสม 43 - หาประสทธภาพของเครองในการทาแหงนาแปง 43 - การวดคาความชนของผลตภณฑ 44

ผลและวจารณการทดลอง 45 สรปผลการทดลอง 55 ขอเสนอแนะ 56 เอกสารอางอง 57 ภาคผนวก ภาคผนวก ก. ภาพอปกรณทใชการทดลอง 59 ภาคผนวก ข. ภาพการออกแบบเครองทาแหงแบบลกกลงและอปกรณ 62

ช

เรอง หนา ภาคผนวก ค. ตารางแสดงผลการทดลองทงหมด 67 ภาคผนวก ง. การคานวณหาประสทธภาพของเครองทาแหง 75 แบบลกกลงโดยระบบนามนรอน

ซ

สารบญภาพ เรอง หนา ภาพท 1 กราฟแสดงกระบวนการทาแหง 5 ภาพท 2 การทางานของเครองอบแหงแบบถาดทวไป 9 ภาพท 3 การไหลของอากาศแบบผสมระหวาง con-current 9 and counter-current ในการอบแหงบนสายพาน ภาพท 4 การอบแหงขนมขบเคยวแบบ 2 ขนตอนโดยใชเครองอบแหงแบบสายพาน 9 ภาพท 5 Torbed dryers 10 ภาพท 6 เครองอบแหงแบบเตาเผา 11 ภาพท 7 การทางานเครองอบแหงแบบฉดพนฝอยทวไป 12 ภาพท 8 การเปรยบเทยบการไหลของอากาศแบบ co-current และ 13 counter-current ในเครองอบแหงแบบอโมงค ภาพท 9 การไหลของอากาศแบบผสม (crossflow และ counter-flow) 13

ในเครองอบแหงแบบอโมงค ภาพท 10 เครองอบแหงแบบลกกลงทรงกระบอก แบบลกกลงคและลกกลงเดยว 16 ภาพท 11 เครองอบแหงแบบลก กลงทรงกระบอกแบบลกกลงเดยว 23 ภาพท 12 เครองอบแหงแบบลกกลงทรงกระบอกแบบลกกลงค 23 ภาพท 13 การนาความรอนจากอากาศทมอณหภมสงไปยงเครองดมกระปองทมอณหภมตา 25

ผานผนงของกระปองอะลมเนยม ภาพท 14 การพาความรอนแบบบงคบและแบบอสระ 27 ภาพท 15 แสดงชวงอณหภมของนามน 34 ภาพท 16 ลกษณะของ Slip ring 36 ภาพท 17 แสดงสวนประกอบเครองทาแหงแบบลกกลง 37 ภาพท 18 แสดงภาพการเตรยมนาแปงเพอใชในการทาแหง 43 ภาพท 19 แสดงการวดคาความชนของผลตภณฑหลงจากการทาแหง 44 ภาพท 20 แสดงภาพดานบนของเครองทาแหงแบบลกกลง 45 ภาพท 21 แสดงภาพดานควบคมการเปด-ปด ของเครองทาแหงแบบลกกลง 45 ภาพท 22 แสดงภาพดานมอเตอรขบเคลอนของเครองทาแหงแบบลกกลง 46 ภาพท 23 แสดงภาพดานขางของเครองทาแหงแบบลกกลง 46

ฌ

สารบญภาพ ( ตอ ) เรอง หนา ภาพท 24 กราฟการกระจายความรอนทผวลกกลง 50

ญ

สารบญตาราง หนา ตารางท 1 ขอดและขอเสยของ parallel flow, counter-current flow, center-exhaust 18

และ cross-flow drying ตารางท 2 การเปรยบเทยบระหวางขอด-ขอเสย ของเครองอบแหงทวตถดบเปนของเหลว 19 ตารางท 3 ขอดและขอเสยจากแหลงพลงงานตางๆ 20 ตารางท 4 คาการนาความรอนของวสดบางชนดทอณหภมหอง 26 ตารางท 5 คาโดยประมาณของสมประสทธการพาความรอนเฉลย 28 ตารางท 6 ขอดและขอเสยของแหลงเชอเพลงแตละชนดในการแปรรปอาหาร 35 ตารางท 7 แสดงผลการวดคาการกระจายความรอนทผวลกกลง ในการทดลองครงท 1 49 ตารางท 8 แสดงคาการทดสอบความเรวรอบและอณหภมของการทาแหง 51

ในสภาวะทเหมาะสม

1

บทนา ประเทศไทยเปนประเทศเกษตรกรรม ฉะนนในแตฤดกาลจะมผลผลตทางการเกษตร

ออกมาในปรมาณมาก ผลตผลทางการเกษตรบางชนดสามารถเกบไวไดนานโดยไมจาเปนตองผานการแปรรป เชน ขาว ถวชนดตางๆ เปนตน แตยงมผลผลตทางการเกษตรบางชนด เชน ผกและผลไมทไมสมารถเกบไวไดนานโดยไมมการแปรรป เพราะจากผกผลไมมปรมาณความชนสง ซงเปนตวการททาใหเกดการเนาเสยไดงาย ดงนนจงมการแปรรปโดยวธตางๆ เพอทาใหสามารถเกบรกษาผลไมไวไดนานและเพอบรโภคในฤดกาลทขาดแคลน

ในปจจบนการเกบรกษาอาหารใหอยไดนาน โดยทคณภาพของอาหารยงคงอย หรอสญเสยคณคาทางอาหารนอยทสดนน สามารถทาไดจากหลายขบวนการเชน การทาแหง (drying), การแชแขง (freezing), การใชรงส, การใชความรอนในขบวนการแปรรปอาหารตางๆ และเพอใหผลตภณฑทไดเปนทยอมรบของผบรโภคมากทสด ในการแปรรปตางๆจาเปนตองอาศยหลกทางเคม จลนทรย และวศวกรรม รวมถงการบรรจดวย ทางดานวศวกรรมไดมการคดคนเครองมอตางๆทใชในการแปรรปมากมายและหลายรปแบบ เพอใหไดผลตภณฑทสามารถเกบไวไดนาน มคณภาพและตนทนในการเกบรกษาตาทสด ซงการทาแหงเปนวธหนงทมความนยมคอนขางมากในการใชแปรรปอาหาร

การทาแหง หมายถงการกาจดความชนออกจากอาหาร (รงนภา, 2535) เพอเกบรกษาและยดอายการเกบรกษา โดยลดปรมาณความชนของผลตภณฑจนถงระดบทสามารถปองกนการเจรญเตบโตของจลนทรย หรอปฏกรยาอนๆ นอกจากนการลดปรมาณความชนยงมผลตอการเกบรกษากลน รสและคณคาทางอาหารอกดวย วตถประสงคอกประการหนงคอการลดปรมาณนาและนาหนกของผลตภณฑ ซงชวยในการขนสงและการเกบรกษาองคประกอบทสาคญของผลตภณฑอาหารกระทาไดอยางมประสทธภาพ และวตถประสงคสดทายของการทาแหงเพอผลตภณฑทสะดวกตอการใชและบรโภคของผบรโภค การทาแหงอาหารเหลวใหมลกษณะเปนแผนบาง หรอจะทาใหเปนผงเพอใชในการประกอบอาหาร เชน อาหารประเภทซเรยลทใสในนม นมผง หรออาหารตางๆทมลกษณะเปนผง เปนตน ทาใหผบรโภคมความสะดวกในการใชประกอบการ และงายตอการเกบรกษา ในการทาแหงผลตภณฑอาหารดวยวธทกลาวมาแลว มกมปญหาในเรองการใชความรอนซงทาใหคณภาพทไดลดลงหรอสญเสยคณคาทางอาหารบางอยางสเปลยนแปลงไปและกลนไมเหมอนเดม ในขบวนการทาแหงจงจาเปนตองคานงถงองคประกอบของผลตภณฑเหลาน เพอรกษาคณภาพของผลตภณฑใหไดมากทสด โดยผลตภณฑทไดจากกระบวนการทาแหงสามารถกลบมาม

2

คณภาพใกลเคยงกบสภาพหลงการเตมนา (Rehydration) ซงการทาแหงแบบทใหผลตภณฑมคณภาพดงทกลาวมาแลวนนไดดอกวธหนงกคอ การทาแหงแบบลกกลง (drum dry) เครองอบแหงแบบลกกลงเปนวธการอบแหงชนดหนงทใชลดความชนในอาหาร ซงเหมาะกบอาหารเหลวทมขนาดของอนภาคใหญเกนกวาจะใชเครองอบแหงแบบฉดพนฝอย การทาแหงแบบลกกลงสวนใหญใชไอนาเปนตวถายเทความรอน ซงมตนทนสงและเหมาะกบโรงงานอตสาหกรรมขนาดใหญ ดงนนจงมการนาลมรอนจากแกสหงตมมาใชเปนตวถายเทความรอนแกลกกลง แตกยงไมไดผลดเทาทควร เนองจากการถายเทความรอนแกผวลกกลงมประสทธภาพไมสมาเสมอ ทาใหผวลกกลงมความรอนไมเทากน ซงมผลตอผลตภณฑ ดงนนในโครงการนจงมการออกแบเครองทาแหงแบบใชนามนรอนเปนตวถายเทความรอน

3

วตถประสงค

1. เพอสรางเครองทาแหงแบบลกกลงโดยระบบนามนรอน สาหรบโรงงานอตสาหกรรมยอยทมกาลงการผลตไมสงนก

2. เพอทดสอบประสทธภาพของเครองทาแหงแบบลกกลงโดยระบบนามนรอน

4

การตรวจเอกสาร 1. การอบแหง การอบแหง (เรยวโซ, 2529) คอ กระบวนการทความรอนถกถายเทดวยวธใดวธหนงไปยงวสดทมความชน เพอไลความชนออกโดยการระเหยทอาศยความรอนทไดรบ หลกการอบแหงมจดประสงคหลกอย 3 ประการ คอ 1. เพอเกบรกษาถนอมผลตภณฑระหวางการยดอายการเกบรกษา โดยลดปรมาณความชนของผลตภณฑจนถงระดบทสามารถปองกนการเจรญเตบโตของจลนทรยหรอปฏกรยาอนๆ 2. เพอลดปรมาตรและนาหนกของผลตภณฑ ซงชวยใหการขนสงและการเกบรกษาองคประกอบทสาคญของผลตภณฑอาหารกระทาไดอยางมประสทธภาพ 3. เพอผลตภณฑซงสะดวกตอการใชของผบรโภค 1.1 หลกการพนฐานของการทาแหง ( basic principles of dehydration) การทาแหง (drying) คอ การเคลอนยายนาหรอสารละลายออรแกนนคโดยกระบวนการถายเทมวล โดยใช steam หรอ hot oil รปแบบสญญากาศทาการเคลอนยายนา นาทมอยในอาหารมบทบาทสาคญตอกระบวนการทาแหงของผลตภณฑอาหารไดแบงนาในอาหารออกเปน 3 ประเภทคอ

1. โมเลกลนาทยดกบอออนกกรป ไดแก กลมคารบอกซล และอมโน 2. โมเลกลนาทยดกบกลมไฮดรอกซล และอะไมด ดวยพนธะไฮโดรเจน 3. นาอสระพบในชองวางอนเตอรทเชยล (interstitial pores)

ระดบความยากงายของการกาจดนาออกจากอาหารจะแตกตางกน ขนอยกบวานานนอยในกลมใด โดยนาอสระจะระเหยและถกกาจดออกไปในตอนแรก จากนนโมเลกลทยดดวยพนธะไฮโดรเจน และสดทายจะเปนนาทยดดวยพนธะอออนก สวนพลงงานทตองการใชในการกาจดความชนอาจจะใชพลงงานทแตกตางกนในการกาจด ดงนนในการออกแบบเครองอบแหง จะตองพจารณาปจจยตางๆใหมากทสดเทาทจะมากได ประสทธภาพของเครองทออกแบบขนกบความสามารถกาจดความชนทตองการไดหรอไม นอกจากนกลไกทแตกตางกนของนาทยดเหนยว ยงมผลตอลกษณะเฉพาะของคณภาพอาหารระหวางการเกบอกดวย ทาการวเคราะหการถายเทมวลและพลงงานพบวาระบบการทาแหงทมประสทธภาพมากทสด จะตองรกษาความแตกตางระหวางอากาศและผลตภณฑ ในเรองของความดนไอและความแตกตางของอณหภมไวใหสงสด (รงนภา, 2535) ซงในการทาแหงแตละแบบกจะเกดสภาวะแตกตางกนออกไป

5

สมบต (2529) การระเหยออกของนาจากผลตภณฑจะเกดขนกตอเมอความดนไอนาในผลตภณฑมมากกวาความดนไอนาในอากาศแวดลอม

ระบบการทาแหงจะมประสทธภาพมากทสด จะตองคานงถงตวแปรทมอทธพลตออตราการอบแหง อนไดแก ความชนสมพทธของอากาศ เวลา และอณหภมของการอบแหงโดยทจะตองรกษาความแตกตางความดนไอไดสงสด และความแตกตางของอณหภมไดสงสดระหวางอากาศและสวนในของผลตภณฑ 1.2 กราฟอตราการทาแหง การทาแหงสามารถแบงได 3 ชวง คอ

1. Warm-up zone 2. Constant rate zone 3. Falling rate zone

Idealized Drying Curves

ภาพท 1 กราฟแสดงกระบวนการทาแหง

ทมา : www.simon-dryers.co.uk/drum/drum3.htm

6

Warm-up Zone ในชวงนอาหารถกทาใหรอนจากอณหภมเดมจนถงอณหภมเฉลยของการระเหย โดยนาจะเคลอนทจากดานในของอาหารออกมาดวยอตราเรวกวานาทระเหยออกจากผวหนา ดงนนอณหภมแผนฟลมจะเพมขนเรอยๆ Constant Rate Zone เปนชวงทอตราการทาแหงคงท ปรมาณความชนจะลดลงอยางมากดวยอตราคงทและทอณหภมคงท ความรอนทงหมดทอาหารไดรบในชวงนจะถกใชในการระเหยความชนเทานน Falling Rate Zone ในชวงอตราลดลง อตราการเคลอนทของนาจากภายในอาหารมายงผวหนาจะตากวาอตราการระเหยของนาไปยงอากาศโดยรอบ ผวหนาจงแหง ชวงนเปนชวงทนานทสดของกระบวนการทาแหงของอาหารบางชนด เชน ทาแหงเมลดธญพช ปจจยทควบคมอตราการการทาแหงจะเปลยนไปในชวงอตราลดลง 1.3 คณสมบตทางฟสกสของวสดทมผลตอการอบแหง (อาร, 2532) 1.3.1 ความชน กระบวนการอบแหงวสดโดยใชอากาศทสภาวะคงท ความชนของวสดจะลดตาลงจนถงจดๆหนง ซงวสดมความชนคงทหรอความชนในวสดจะมคาความดนไอเทากบความดนไออากาศทอยรอบๆ ซงเรยกความชนนวา “ ความชนสมดล” คาความชนสมดลขนอยกบชนดของวสด อณหภม และความชนสมพทธของอากาศ ความชนในวสด

ความชนเปนตวบอกปรมาณของนาทมอยในวสดชนหรอแหง ความชนในวสดสามารถแสดงได 2 แบบ คอ

1.) ความชนมาตรฐานเปยก (Wet Basis)

MW = ( w – d ) * 100 / w

2.) ความชนมาตรฐานแหง (Dry Basis)

7

Md = ( w – d ) * 100 / d

เมอ MW = ความชนมาตฐานเปยก, %

Md = ความชนมาตฐานแหง, %

W = มวลของวสด, g

D = มวลของวสดแหง, g 1.3.2 ความรอนจาเพาะ ความจความรอนจาเพาะ คออตราสวนความรอนทใสเขาไปในระบบตออณหภมทเปลยนไป สวนความรอนจาเพาะ คออตราระหวางความจความรอนตอหนงหนวยมวล 1.3.3 ความหนาแนน ความหนาแนนของวสด คออตราสวนระหวางมวลของวสดตอปรมาตรของวสดนน 1.4 ปจจยทมอทธพลตอการอบแหง

- ลกษณะทางธรรมชาตของวสด วสดทมความพรนมากๆจะมอตราการอบแหงเรว - ขนาดและรปรางของวสด - ปรมาณของวสด - ความสมพนธของอณหภม ความชนสมพทธ และความเรวลมของอากาศทใชอบแหง

8

2. เครองทาแหงในปจจบน 2.1 เครองทาแหงดวยลมรอน (Hot-air dryers) 2.1.1 เครองอบแหงแบบถง (Bin dryer หรอ deep – bed dryers) เครองอบแหงชนดนมรปรางกลมหรอสเหลยม ดานลางจะมชองตาขายใหอากาศรอนพดผานชนอาหารดวยความเรวคอนขางตา เชน 0.5 เมตร3/วนาท ตอพนทผว (เมตร2) ของเครอง เครองทาแหงชนดนมความสามารถในการางานสง ใชเงนลงทนและคาใชจายในการเดนเครองตา นยมใชในการอบแหงขนสดทายหลงการทาแหงขนตนดวยเครองมออนๆมาแลว เพอใหอาหารมคาความชน 3 – 6 % 2.1.2 เครองอบแหงแบบถาด (tray drye) เครองอบแหงแบบถาดประกอบดวยถาดเตยๆ ทมชองตาขายอยดานลางและบเครองดวยฉนวนในแตละถาดจะบรรจอาหารชนบางๆขนาด 2 – 6 เซนตเมตร อากาศรอนจะไหลเวยนอยในตทความเรวลม 0.5 -5 เมตร/วนาท/เมตร 2 ของพนทผวของถาด มระบบทอหรอแบฟเฟลเพอนาลมรอนขนไปดานบนผานแตละถาดเพอใหลมรอนกระจายอยางสมาเสมอ อาจมการตดตงเครองทาความรอนเพมดานบนหรอดานขางของถาดเพอเพมอตราการทาแหง นยมใชเครองอบแหงแบบถาดในการผลตอาหารในปรมาณตา (1 – 20 ตน/วน) หรอสาหรบใชในโรงงานตนแบบ เครองอบแหงชนดนใชเงนลงทนและคาดแลรกษาตาแตควบคมดแลอยาก และคณภาพของผลตภณฑทไดไมสมาเสมอ Exhaust Fan Air Air flow intake Door ภาพท 2 การทางานของเครองอบแหงแบบถาดทวไป ทมา : วไล (2545)

HEATER

9

2.1.3 การทาแหงแบบสายพาน (Conveyor dryers หรอ belt dryers) เครองอบแหงชนดนใชสายพานแบบตอเนองซงอาจยาวถง 20 เมตร และกวาง 3 เมตร เปน

การทาแหงอาหารซงกองอยหนาประมาณ 5 – 15 เซนตเมตร บนสายพานทมรพรนอยดานลาง อากาศจะเคลอนทขนดานบนผานกองอาหารและเคลอนทกลบมาเพอปองกนไมใหอาหารปลวไปจากสายพาน เครองอบแหงแบบ 2 หรอ 3 ตอนจะผสมและกองอาหารททาแหงแลวเปนบางสวนใหกองสงขน วธนจะทาแหงไดอยางสมาเสมอขนและประหยดพนทดวย อาหารจะถกทาแหงจนมความชน 10 – 15% และถกยายไปยงเครองอบแหงแบบถงเพอการทาแหงขนสดทาย เครองอบแหงแบบสายพานมอตราการผลตสงและสามารถควบคมการทางานไดด ใชในการทาแหงปรมาณสง มการควบคมการทาแหงในแตละสวนอยางอสระรวมทงสามารถวาง (load) และยกอาหารลง(unload) ไดอยางอตโนมต นบเปนการชวยลดแรงงานได

ภาพท 3 การไหลของอากาศแบบผสมระหวาง con-current and counter-current ในการอบแหงบนสายพาน

ทมา : วไล (2545)

ภาพท 4 การอบแหงขนมขบเคยวแบบ 2 ขนตอนโดยใชเครองอบแหงแบบสายพาน ทมา : วไล (2545)

10

2.1.4 เครองทาแหงแบบฟลอดไดซ (Fluidized bed dryers) เครองทาแหงแบบฟลอดไดซมขนาดกะทดรด สามารถควบคมสภาวะการทาแหงไดด ใหประสทธภาพดานความรอนและอตราการทาแหงสง อาหารจะถกผสมโดยการฟลอดไดซในกระบวนการแบบกะทาใหไดอาหารแหงทสมาเสมอ ชวงความชนของผลตภณฑในการทาแหงแบบตอเนองจะคอนขางกวาง จงตองมการใชเครองอบแหงแบบถงสาหรบการอบแหงขนสดทาย การใชงานเครองทาแหงแบบฟลอดไดซจะใชไดกบอาหารชนเลกซงสามารถทาใหเกดฟลอดไดซไดโดยไมเกดความเสยหาย อาหารดงกลาวไดแก ถว ผกหนเปนแวนหรอเปนชน เมลดธญพช อาหารทเปนแปง หรออาหารทขนรปดวยเกลยวอด

ภาพท 5 Torbed dryers: 1 ) แกนหมนเพอสงวตถเขาไปในทออยางสมาเสมอ; 2 ) เบดของอนภาคอาหารซงหมนอย; 3 ) ใบมดตรงแนนซงมลมรอนไหลผานดวยความเรวสง; 4 ) ชดเผาไหม ทมา : วไล (2545)

11

2.1.5 เครองอบแหงแบบเตาเผา (Kiln dryers) เครองอบแหงแบบเตาเผามลกษณะเปนโครงสราง 2 ชน โดยมหองอบแหงทมพนทเปนชองๆอยเหนอเตาเผา อากาศรอนและสารทไดจากการเผาจะพดผานกองอาหารทหนาถง 20 เซนตเมตร การควบคมสภาวะการทาแหงคอนขางยาก

ภาพท 6 เครองอบแหงแบบเตาเผา ทมา : วไล (2545) 2.1.6 เครองอบแหงแบบนวเมตก (Pneumatic dryers) อาหารทเปนชนหรอผงจะถกอบแหงอยางตอเนองในทอโลหะแนวนอนหรอแนวตงในเครองอบแหงแบบนวเมตก และใชไซโคลนเพอแยกผลตภณฑทแหงแลวออกมา เครองอบแหงแบบนวเมตกใชเงนลงทนตาแตใหอตราการทาแหงและประสทธภาพของความรอนสง ควบคมสภาวะของการทาแหงไดด นยมใชวธนหลงการอบแหงแบบพนฝอย เพอผลตอาหารทมความชนตากวาปกต เชน นมแบบพเศษ ไขผงหรอมนฝรงเมด 2.1.7 เครองอบแหงแบบโรตาร (Rotary dryers) เครองอบแหงแบบนประกอบดวยภาชนะโลหะทรงกระบอกหมนอยงเปนมมเลกนอยอยภายในและมซโลหะเพอทาใหอาหารเคลอนทผานไอนาหรอลมรอนขณะทเคลอนทอยในเครองอบ อากาศอาจเคลอนทแบบขนานหรอแบบสวนทางกนกได (ตารางท 1) การกวนและการเพมพนทผว

12

ของอาหารทสมผสกบลมรอนจะชวยเพมอตราการอบแหงและทาใหอบแหงอาหารไดอยางสมาเสมอ วธนเหมาะกบอาหารทมแนวโนมทจะจบตวหรอเกาะกนในเครองอบแหงแบบสายพานหรอถาด 2.1.8 การทาแหงแบบพนฝอย (Spray dryers) อาหารทผานการทาใหขนมาแลวจะถกทาใหกระจายและกลายเปนอนภาคหรอหยดนาเลกๆซงมเสนผานศนยกลาง 10 – 200 ไมโครเมตร และพนเขาไปในกระแสของลมรอนทอณหภม 150 – 300 องศาเซลเซยส ในถงอบขนาดใหญ ขอดทสาคญของเครองน คอ ใชเวลาสน สามารถผลตอาหารแบบตอเนองในปรมาณมากได ใชแรงงานตา การใชและดแลรกษางาย แตขอจากดคอ ใชเงนลงทนสงและอาหารทจะสงเขามาตองมความชนสง ทาใหตองใชพลงงานเพอกาจดความชนและเกดการสญเสยสารหอมระเหยสง

ภาพท 7 การทางานเครองอบแหงแบบฉดพนฝอยทวไป

ทมา : วไล (2543)

2.1.9 เครองอบแหงบนสายพานแขวน (Trough dryers หรอ belt-trough dryers) เครองนใชในการอบแหงอาหารชนเลกๆทมขนาดสมาเสมอ เครองอบแหงนจะทางานแบบ 2 ขนตอน คอ อบอาหารจนไดความชน 50 – 60% และ 15 – 20% มการใชเครองอบแหงแบบถงในขนตอนการทาแหงสดทาย เครองอบนใหอตราการอบแหงสง คอใชเวลา 55 นาท สาหรบผก เทยบ

13

กบ 5 ชวโมงถาใชเครองอบแหงแบบอโมงค ประสทธภาพการใชพลงงานสง ควบคมไดด และผลตภณฑไดรบความเสยหายจากความรอนนอยมาก เครองทาแหงนไมเหมาะกบอาหารทมความหนดสง 2.1.10 เครองอบแหงแบบอโมงค (Tunnel dryers) เครองอบแหงแบบอโมงคเปนเครองทใชลมรอนในการทาแหงอาหารชนบางๆ บนถาดซงซอนอยบนรถบรรทกทจดใหเคลอนทกงอตโนมตผานอโมงคทบฉนวนไว เครองมรปแบบตางๆกนดงทแสดงในตารางท 1 และนยมใชเครองอบแบบถงในการทาแหงอาหารครงสดทาย โดยทวไปอโมงคขนาด 20 เมตร จะใชรถบรรทก 12 – 15 คนทมความจทงหมด 5,000 กโลกรม เครองทาแหงแบบอโมงคไดรบความนยมอยางแพรหลายโดยเฉพาะในสหรฐอเมรกาเนองจากสามารถอบแหงอาหารปรมาณมากในเวลาสนๆ (5 – 16 ชวโมง) ในปจจบนนไดรบความนยมมากกวาการอบแหงแบบใชสายพานและเครองอบแหงแบบฟลอดไดซ เนองจากมประสทธภาพการใชพลงงานสงกวาวธอน ใชคาแรงตาและใหผลตภณฑทมคณภาพดกวา

ภาพท 8 การเปรยบเทยบการไหลของอากาศแบบ co-current และ counter-current ในเครองอบแหงแบบอโมงค

ทมา : วไล (2545)

14

ภาพท 9 การไหลของอากาศแบบผสม (crossflow และ counter-flow)ในเครองอบแหง

แบบอโมงค ทมา : วไล (2545)

2.1.11 การทาแหงดวยตอบพลงงานแสงอาทตย มขอจากดในสภาวะแวดลอมคอแสงอาทตยหรอแสงแดดนนเอง ถาแสงอาทตยอาทตยไมม เชน ฝนตก กไมสามารถทาได

15

2.2 เครองอบแหงแบบใชผวรอน (Heated-surface dryer) เปนเครองอบแหงโดยใชการนาความรอนทาใหอาหารมอณหภมสงขน ขอดทสาคญเมอเทยบกบการอบแหงโดยใชอากาศรอนคอ

1. ไมจาเปนตองใหความรอนแกอากาศปรมาณมากกอนเรมการอบแหง มประสทธภาพการใชความรอนสง

2. อาจทาการอบแหงโดยไมตองมกาซออกซเจนเกยวของ จงเปนการปองกนอาหารทเกดการออกซไดซไดงาย

การใชพลงงานทวๆไปจะเทากบ 2,000 – 3,000 กโลจลตอกโลกรมนาทระเหยไป เทยบกบ 4,000 – 10,000 กโลจลตอนาทระเหยไป 1 กโลกรมสาหรบเครองอบลมรอน อาหารมคาการนาความรอนตาและตาลงไปอกเมออาหารแหงขน ดงนนจงควรใชชนอาหารบางๆเพอใหสามารถนาความรอนไดรวดเรวโดยไมเกดความเสยหายเนองจากความรอน อาหารจะหดตวระหวางการอบแหง และกระดกออกจากผวรอนทาใหเกดอปสรรคตอการถายเทความรอน จงตองมการควบคมอยางระมดระวง โดยคานงถงคณสมบตการไหลของอาหารเหลว เพอลดการหดตวใหไดมากทสดและเพอกาหนดความหนาของชนอาหารทสงเขามาดวย 2.2.1 เครองอบแหงแบบลกกลง (Drum dryers) มการใหความรอนลกกลงททาจากโลหะเหลกทรงกระบอกกลวงซงหมนอยางชาๆโดยใชไอนาความดนสงทอณหภม 120 – 170 องศาเซลเซยส อาหารจะแผเปนชนบางๆอยางสมาเสมอบนผวของลกกลงโดยการจม การฉดพนหรอการแผบางๆ อาหารแหงจะถกขดออกโดยใบมดซงจะสมผสกบผวของลกกลงอยางสมาเสมอกอนทลกกลงจะหมนครบ 1 รอบ (ภายใน 20 – 3 วนาท) เครองอบแหงนอาจประกอบดวยลกกลง 1 หรอ 2 ลกกได นยมใชลกกลงเดยวมากกวาเพราะมความยดหยนในการใชมากกวาแบบลกกลงค เนองจากมพนทผวของลกกลงทใชในการอบแหงสงกวา ดแลรกษางาย ไมเกดความเสยหายเนองจากวตถโลหะหลนลงมาระหวางลกกลง เครองอบแหงแบบลกกลงใหอตราการอบแหงและประสทธภาพการใชพลงงานสง เหมาะกบอาหารเหลวทมอนภาคใหญเกนกวาจะใชเครองอบแหงแบบฉดพนฝอย อยางไรกตามตองใชเงนลงทนสงและอาหารทไวตอความรอนอาจเกดความเสยหายได

16

ภาพท 10 เครองอบแหงแบบลกกลงทรงกระบอก แบบลกกลงคและลกกลงเดยว ทมา : วไล (2543)

17

2.2.2 เครองอบแหงสญญากาศ (Vacuum band และ vacuum shelf dryers) อาหารเหลวจะถกแผหรอฉดพนลงบนสายพานโลหะซงเคลอนทผานลกกลงกลวง 2 ลกในถงสญญากาศทความดน 1 – 70 ทอร อาหารจะถกอบแหงกอนดวยลกกลงและขดลวดททาใหรอนโดยใชดวยไอนาหรอเครองทาความรอนดวยรงสความรอนซงตดตงไวเหนอสายพาน วธนเหมาะสาหรบอาหารทไวตอความรอนเนองจากสามารถอบแหงไดอยางรวดเรว เกดความเสยหายเนองจากความรอนตา นอกจากนนการหดตวของอาหารจะลดการสมผสระหวางอาหารกบผวทรอนของเครองมอทง 2 ชนด เครองทงสองตองใชเงนลงทนและคาใชจายในการดาเนนการคอนขางสง แตใหอตราการผลตตา 2.3 การทาแหงแบบเยอกแขง (Freeze drying) เปนกระบวนการทาแหงทมคณภาพมากทสดวธหนง แตใชตนทนสงมาก ดงนนจงเปนกระบวนการทเหมาะกบผลตภณฑทมคณภาพสง และมความไวตอการสญเสยคณคาอาหาร ส และกลน ซงกระบวนการทาแหงทสภาวะความดนตา หรอสญญากาศ และอณหภมตา จะเหนไดวาการทาแหงแตละชนดทกลาวมา จะพบปญหาแตกตางกนไป เชน การทาแหงแบบอโมงคและแบบถาดนนผลตภณฑทไดจะมความชนไมสมาเสมอ การทาแหงแบบใชแสงอาทตย จะมปญหาเรองสภาวะแวดลอม การทาแหงแบบแชเยอกแขงนนจะมปญหาเรองของตนทนเครองจกรและตนทนในการผลต เนองจากใชอณหภมตาและเวลานานมาก และในสวนของการทาแหงแบบพนฝอย, แบบนวเมตก, แบบฟลอดไดซเบด และแบบลกกลงทรงกระบอกนน จะใชอณหภมทสงมาก ซงจะทาใหคณคาทางอาหารบางชนดเกดการสญเสย จงไดมการออกแบบเพอลดปญหาตางๆในกระบวนการทาแหงอาหารใหเหมาะสมตอการทาแหงผก ผลไม และเนอสตวตอไป

18

ตารางท 1 ขอดและขอเสยของ parallel flow, counter-current flow, center-exhaust และ cross-flow drying

ชนดการไหลของอากาศ ขอด ขอเสย parallel หรอ co-current :

อาหาร การไหลของอากาศ

ท าแห งรวด เร ว ในตอนตนอาหารหดตวตา ความหนาแนนกอนถกอดสง เกดความเสยหายเนองจากความรอนนอย ไมเสยงตอการเนาเสย

การลดปรมาณความชนทาไดยากเนองจากมอากาศเยนและชนไหลผานหนาอาหารแหง

counter-current : อาหาร การไหลของอากาศ

มการใชพลงงานอยางคมคากวาแบบ co-current ปรมาณความชนสดทายของอาหารตาเนองจากอากาศรอนพดผานหนาอาหาร

อาหารอาจเกดการหดตวและความเสยหายเนองจากความรอนอาจ เ กดความ เส ยหายเ นองจากความรอนชน พบอาหารเปยกชน

center-exhaust : อาหาร การไหลของอากาศ

มขอดของการไหลแบบ co-current และ แตดนอยกวาการไหลแบบ counter-current

ซบซอนและราคาแพงกวาการไหลของอากาศในทศทางเดยว

cross-flow: อาหาร การไหลของอากาศ

ปรบเปลยนการควบคมการอบแหงไดโดยการแยกโซนการใหความรอน ทาให เกดการอบแหงอยางสมาเสมอและใหอตราการอบแหงสง

ซบซอนและเสยคาใชจายในการดแลรกษาและลงทนสง

ทมา : วไล (2545)

19

ตารางท 2 แสดงการเปรยบเทยบระหวางขอด-ขอเสย ของเครองอบแหงทวตถดบเปนของเหลว

ชนดของเครองทาแหง ขอด ขอเสย Spray dryer - ใชเวลาสน

- ผลตอาหารแบบตอเนองใน ปรมาณมาก - ใชแรงงานตา - การดแลรกษางาย

- อาหารทสงเขากระบวนการ ตองมความชนสง เพอทปม จะสามารถใหอาหารเขาไป ในเครองอะตอมไมเซอรได - ใชพลงงานในการกาจด ความชนสง - ทาใหสญเสยสาระเหย บางสวนทตองการ

Drum dryer - การดแลรกษางาย - มอตราอบแหงและ ประสทธภาพการใชพลงงาน สง - ใชกบอาหารเหลวทมอนภาค ใหญเกนกวาจะใชแบบ Spray dryers

- อาหารทไวตอความรอนอาจ เกดความเสยหายได

Vacuum band And

Vacuum shelf dryers

- เหมาะกบอาหารทไวตอความ รอน

- ใหอตราการผลตตา

ทมา : วไล (2543)

20

การอบแหงทกลาวไวขางตนนน จะใชพลงงานในการถายเทความรอนไปสอากาศเพอใชในการลดความชนของผลตภณฑ ซงแหลงทใหพลงงานความรอนนไดจากพลงงานแสงอาทตย พลงงานไฟฟา (heater) หรอไดจากการเผาไหมเชอเพลงตางๆเปนตน แตแหลงพลงงานเหลานมขอด ขอเสยดงนคอ ตารางท 3 แสดงขอดและขอเสยจากแหลงพลงงานตางๆ

แหลงพลงงาน ขอด ขอเสย พลงงานแสงอาทตย - การลงทนไมสง

- ไมเกดมลภาวะแกบรรยากาศ - อณหภมในการอบแหงไมสง มาก

- เ ปนพลงงานทตองพงพา ธรรมชาต จงมกเกดปญหาใน ฤดฝน - การควบคมอณหภมในการ อบแหงใหคงททาไดยาก

พลงงานจากการเผาไหม - สามารถนาวสดเหลอใชมา เปนเชอเพลงได - การลงทนไมสง

- กอใหเกดมลภาวะแกบรรยากาศ - ผลตภณฑทไดมกลนและควน ไฟ

พลงงานจากไฟฟา - สะดวกแกการใชงาน - ควบคมอณหภมในการอบแหง ได

- เนองจากใชไฟฟา ดงนนตอง เสยคาพลงงานไฟฟาดวย

ทมา : สมชาต (2537) จากขอดและขอเสยของแหลงพลงงานความรอนตางๆน จะพบวาถาใชพลงงานความรอนจาก Heater จะสะดวกทสดในการผลตเครองอบแหง แตตองลดปรมาณการใชความรอนจาก Heater เพอเปนการลดจานวนคาไฟฟา ฉะนนถาระบบทใชในการอบแหงนมความชนลดตาลงจะทาใหลดจานวนคาไฟฟาของ Heater ลงได

21

3. ทฤษฎการทาแหงแบบลกกลงทรงกระบอก เครองอบแหงแบบลกกลงทรงกระบอกเปนอปกรณททาใหอาหารแหง โดยใหอาหารเหลวสมผสผวทรอนของลกกลง อาหารจะถกรดเปนแผนบางๆและมใบมดขดอาหารออกมาเปนแผนกรอบ (flake) ซงอาจนาไปบดเปนผงได หลกพนฐานของการทาแหงแบบนใชหลกการคลายๆกบการทาแหงทวๆไป คอทาใหผลตภณฑมความชนนอยทสด ใชหลกการของถงทรงกระบอกหมนรอบแกนนอน สามารถนามาใชในการอบแหงวสดในรปของเหลวแบบตอเนองได โดยการปอนของเหลวเขมขนลงบนผวของถงหมนทรงกระบอกซงรอนไดทเปนชนบางๆ ขณะถงหมนเคลอนทจะเกดการระเหยของนาวสดจะแหงตดอยกบผวของถงซงไดรบการถายเทความรอนมาจากแหลงความรอนโดยทวไปนยมใชไอนา วสดทแหงแลวจะถกขดออกโดยใบมด ถงอาจมเพยงใบเดยวหรอหลายใบ การอบแหงแบบนเสยคาใชจายตาสดเมอเทยบกบวธอนทกลาวมาขางตน แตผลตภณฑทไดกมการสญเสยคณคาทางอาหารเนองจากความรอน ผลตภณฑมลกษณะเปนแผน มความหนาแนนสงซงทาใหกลบคนรปเดมไดชาเพอผสมนา จากการศกษาของ Talburt and Smith พบวาอตราการผลตอาหารแหงขนอยกบความเรวรอบของถงหมน และปรมาณของแขงในอาหาร กลาวคอ อตราการผลตเพมขน เมอความเรวรอบสงขนหรอปรมาณของแขงในอาหารเหลวเพมขน

22

4. ตวแปรในการทาแหงแบบลกกลง 4.1 คณลกษณะของวตถดบ วตถดบทใชในการทาแหงแบบลกกลงโดยสวนใหญจะเปนของเหลว ซงความเขมขนและปรมาณของแขงทละลายไดทอยในของเหลวกคอตวแปรทจะมผลตอการทาแหงของลกกลง 4.2 ความหนาของวตถดบทผวของลกกลง ความหนาของลกกลงจะเปนตวแปรทสาคญอกตวหนง สามารถปรบความหนาของวตถดบโดยการปรบระยะหางระหวางลกกลงทงสอง โดยทความหนาของวตถดบบนผวของลกกลงยงนอยกจะทาใหอาหารแหงเรวยงขน 4.3 อณหภมของผวลกกลง อณหภมของผวลกกลงทใชในการทาแหง สามารถควบคมไดโดยการควบคมแรงดนไอนาในลกกลง โดยทแรงดนไอนาสงอณหภมทผวทอกจะสงดวย และจะมผลทาใหอาหารแหงเรวยงขน 4.4 เวลาทใชในการทาแหง สาหรบการทาแหงแบบลกกลงเวลาทใชในการทาแหงจะมผลมาจากความเรวรอบในการหมนของลกกลง ซงสามารถปรบไดโดยการปรบความเรวรอบในการหมนนของลกกลง โดยทความเรวรอบในการหมนชากจะมผลทาใหเวลาในการทาอาหารแหงแบบลกกลงนานมากยงขน

23

5. รปแบบและชนดของลกกลงทรงกระบอก (drum dryers หรอ roller dryers) โดยทวไปเครองอบแหงแบบลกกลงทรงกระบอกทใชกนม 2 ชนดคอ แบบลกกลงเดยวและลกกลงค 5.1 แบบลกกลงเดยว ชนดของลกกลงเดยว จะมฟลมของผลตภณฑอยบนผวของลกกลงได โดยจมลกกลงรอนในของเหลวผลตภณฑ หรออาจใชลกกลงเลกพนฟลมของผลตภณฑบนผวลกกลงรอนขนาดเสนผานศนยกลางอาจยาวถง 6 ฟต อตราการหมนตงแต 1 ถง 10 รอบตอนาท

ภาพท 11 เครองอบแหงแบบลกกลงทรงกระบอกแบบลกกลงเดยว

ทมา : www.simon-dryers.co.uk/drum/drum3.htm 5.2 แบบลกกลงค ชนดลกกลงค ลกกลงทงสองจะวางคกนในลกษณะทจะใหผลตภณฑปอนเขาระหวางลกกลงทางดานบน ชองวางระหวางลกกลงทงสองปรบไดเพอใหความหนาของผลตภณฑตามตองการ การหมนของลกกลงค (Double drum) จะหมนเขาหากน แตในกรณของลกกลงคแบบทวน(twin drum) การหมนของลกกลงรอนทงสองจะหมนในทศทางตรงขาม และการปอนจะทาไดโดยการจมลงในผลตภณฑเหลว เครองอบแหงแบบลกกลงนอาจทางานภายใตบรรยากาศธรรมดา หรอภายใตสญญากาศ ภายในลกกลงจะมไอนาเปนตวใหความรอน

ภาพท 12 เครองอบแหงแบบลกกลงทรงกระบอกแบบลกกลงค ทมา : www.simon-dryers.co.uk/drum/drum3.htm

24

สมการทใชอธบายการทาแหงแบบลกลงทรงกระบอก ไดแก dw/dt = UATm / L โดยท dw/dt = อตราการทาแหง Tm = ความแตกตางของอณหภมระหวางผวของลกกลงและผลตภณฑ (ºC) U = สมประสทธการถายเทความรอนทงหมด ( w / m2 ºC ) L = ความรอนแฝงของการกลายเปนไอ (kJ/ kg) คา U ทไดจากการทดลองจะอยในชวง 1000 w / m2 ºC ถง 2000 w / m2 ºC จะเหนวาสมบตดงกลาวจะขนกบปจจยอนๆเชน ปรมาณของแขงทมอยในของเหลวทจะปอนเขาสเครอง และความเรวของลกกลงซงมผลตออตราการทาแหง จะพบวาอตราการเพมขนเมอความเรวลกกลงเพมขนและปรมาณของของแขงในผลตภณฑเพมขน ไดมการแนะนาวาปรมาณของแขงระหวาง 20% ถง 22% ในของเหลวหนดจะใหการยดเกาะบนผวลกกลงดและมปรมาณความชนในผลตภณฑสดทายตาโดยไมมการไหมเกดขน นอกจากนชองวางระหวางลกกลงคทเหมาะสมจะอยระหวาง 2.5*10-4 ถง 3.0*10-3 เมตร (รงนภา,2535)

25

6. นยามและสตรคานวณทางความรอน ความรอน คอพลงงานทสามารถถายโอนผานขอบเขตของระบบได เมอมความแตกตางของอณหภมระหวางระบบกบสงแวดลอม โดยมทศทางในการถายโอนความรอนจากบรเวณทมอณหภมสงกวาไปยงบรเวณทมอณหภมตากวา (สมชย และ ขวญจต, 2544) กลไกในการถายโอนความรอนม 3 แบบ คอ การนาความรอน (conduction) การพาความรอน(convection) และการแผรงสความรอน (radiation) 6.1 การนาความรอน เปนวธการทความรอนเคลอนทจากบรเวณทมอณหภมสงไปยงบรเวณทมอณหภมตาภายในตวกลางเดยวกนหรอระหวางตวกลางตางชนดทอยตดกน ซงการถายโอนความรอนเกดจากผลของการเคลอนทของโมเลกลภายในตวกลาง การคานวณหาปรมาณการนาความรอน

Qcond = -kA dt / dx โดย Q cond = อตราการนาความรอน (W) K = คาการนาความรอน ( thermal conductivity. W / m.K ) A = พนทในการถายโอนความรอน (m2) T = อณหภม (K) X = ระยะทางในการเคลอนทของความรอน

ภาพท 13 การนาความรอนจากอากาศทมอณหภมสงไปยงเครองดมกระปองทมอณหภมตาผานผนง ของกระปองอะลมเนยม ทมา : สมชย และ ขวญจต (2544)

Heat

T

Heat

Air

Wall of aluminum can

T

Air

26

ตารางท 4 คาการนาความรอนของวสดบางชนดทอณหภมหอง

วสด คาการนาความรอน ( W / m.K ) เพชร เงน

ทองแดง ทอง

อะลมนม เหลก

ปรอท (ของเหลว) แกว อฐ

นา (ของเหลว) ผวหนงของคน

สารทาความเยน R-12 (ของเหลว) อากาศ (แกส)

2300 429 401 317 237 80.2 8.54 1.4

0.72 0.613 0.37 0.072 0.026

ทมา : สมชย และ ขวญจต (2544) 6.2 การพาความรอน เปนการถายโอนความรอนระหวางผวของแขงกบของไหลทมการเคลอนท ซงอาจกลาวไดวาการพาความรอนเกดขนจากผลของการนาความรอนกบการเคลอนทของของไหล การพาความรอนแบงออกได 2 ลกษณะ คอ 6.2.1. การพาความรอนแบบบงคบ (forced convection) เกดขนเมอมแรงภายนอกมาบงคบใหของไหลเคลอนทผานผววตถทรอนกวาหรอเยนกวา เชน การใชพดลมเปาอากาศใหเกดการเคลอนทผานถวยกาแฟรอนดงภาพท 14 (ก.)

27

6.2.2. การพาความรอนแบบอสระ (free convection) เกดขนเมอของไหลเกดการเคลอนทเนองจากแรงลอยตวของของไหล และแรงลอยตวนเกดจากความแตกตางของความหนาแนนของของไหล อนเปนผลจากความแตกตางของอณหภมในชนของของไหลดงภาพ ท 14 (ข.) โดยความรอนจากถวยกาแฟจะทาใหอากาศมความหนาแนนตาลง(เบา) จงเกดการเคลอนทขนดานบน ขณะเดยวกนอากาศทเยนกวา (มความหนาแนนสงกวาหรอหนกกวาจะเคลอนทเขามาแทนท)

(ก.) (ข.) ภาพท 14 การพาความรอนแบบบงคบและแบบอสระ ทมา : สมชย และ ขวญจต (2544) สมการสาหรบหาอตราการพาความรอน

Qconv = hA(Ts – Tf) เมอ h = สมประสทธการพาความรอนทผวสมผสระหวางของไหลกบวตถ (W / m2.K)

A = พนทผวของวตถทสมผสกบของไหล (m2) Ts = อณหภมของผววตถ (K) Tf = อณหภมของของไหล (K)

28

ตารางท 5 คาโดยประมาณของสมประสทธการพาความรอนเฉลย ประเภทการพาความรอนและชนดของของไหล สมประสทธการพาความรอน (W / m2.K)

การพาความรอนแบบอสระ, อากาศ การพาความรอนแบบอสระ, นา

การพาความรอนแบบบงคบ, อากาศ การพาความรอนแบบบงคบ, นา

นาในระหวางการระเหย นาในระหวางการควบแนน

Fuel oil, heavy

5 – 25 20 – 100 10 – 200

50 – 10000 3000 – 100000 5000 – 100000

57 - 567 ทมา : สมชย และ ขวญจต (2544) 6.3 การแผรงสความรอน เปนการถายโอนความรอนโดยไมตองอาศยตวกลาง ความรอนจากการแผรงสจะเคลอนทในรปของคลนแมเหลกไฟฟา (electromagnetic wave) การแผรงสความรอนจะเกดไดดในบรเวณทเปนสญญากาศ อตราการแผรงสความรอนคานวณไดจาก

Qrad = εσA(Ts4 – Tsurr

4) โดยท ε = คาการแผรงส (emissivity) (W / m2)

σ = คาคงทสตฟาน-โบลทซมนน มคาเทากบ 5.67*10-8 (W / m2.K4) A = พนทผวของวตถทแผรงสความรอน (m2)

Ts = อณหภมสมบรณของวตถทแผรงสความรอน (K) Tsurr = อณหภมดานนอก (K) 6.4 ความรอนสมผส (QS) และความรอนแฝง (QL) 6.4.1 ความรอนสมผส (QS) คอ ปรมาณความรอนจานวนหนงททาใหสารหนงๆมอณหภมเปลยนแปลง โดยไมทาใหสถานะของสารนนเปลยนแปลง ตวอยางเชน วตถหนงมมวลเทากบ m (kg) ความรอนจาเพาะเทากบ C (kJ/kg˚C) ไดรบความรอนไปในปรมาณหนงทาใหอณหภมเพมขนจาก t1(˚C)ไปเปน t2(˚C)ปรมาณความรอนสมผสคอ

QS = mc∆T = mc(t1- t2)

29

6.4.2 ความรอนแฝง (QL) คอ ปรมาณความรอนจานวณหนงทใหแกสารหนงๆ (หรอดงออกจากสารแลวทาใหสารนนเปลยนแปลงสถานะภายใตอณหภมคงท) พจารณาวตถชนดหนงมวลเทากบ m (kg) มความรอนจาเพาะจานวนเทากบ L (kJ/kg) เมอไดรบความรอนจานวนหนงทาใหมวลนนหลอมเหลว ปรมาณความรอนแฝงนคอ

QL = mL สาหรบความรอนแฝงจาเพาะของการหลอมเหลวหรอการแขงตวของนาแขงใช Lice = 334 kJ/kg สวนความรอนแฝงจาเพาะของการกลายเปนไอหรอการควบแนนใช Lsteam = 2257 kJ/kg 6.5 คาความรอน จากการเผาไหมเชอเพลง คอปรมาณความรอนทไดจากการเผาไหมของเชอเพลง ภายใตการทาใหสารทไดจากการเผาไหมอยางสมบรณของเชอเพลงนนเยนลงถงอณหภมเรมตนของอากาศและเชอเพลง มหนวยเปน kJ/kg หรอ MJ/kg ของเชอเพลง

Q = m(HV) โดยท Q = ปรมาณความรอนจากการเผาไหมเชอเพลง (kJ)

m = มวลของเชอเพลง (kg) HV = ความรอนของเชอเพลง (kJ/kg)

30

7. การอบแหงนาผลไม นาผลไมเปนทนยมบรโภคกนในปจจบน การทจะเกบนาผลไมไวบรโภคไดนานนนตองเสยคาใชจายคอนขางสงดงนนจงมการนาเอานาผลไมมาอบแหง ผลตภณฑทไดจะมลกษณะเปนอนภาคขนาดเลก มนาหนกและปรมาตรลดลงประมาณ 8 และ 4 เทาตามลาดบ เมอเตมนาลงไปแลวจะทาใหไดนาผลไมซงคลายกบนาผลไมสด เพอใหเปนทยอมรบของผบรโภค โดยทวไปผลตภณฑหลงอบแหงจะตองมคณภาพทดคอ สามารถทาใหกลบคนรปเดมไดอยางรวดเรวโดยนาเยนภายในเวลา 1-2 วนาท มส รส และกลนใกลเคยงกบนาผลไมสดมากทสด และสามารถเกบรกษาไวไดนานโดยไมสญเสยคณภาพ (สมชาต, 2540) 7.1 หลกการผลตนาผลไมแหงคณภาพด ในการผลตนาผลไมแหงใหไดคณภาพดนน จะตองคานงถงองคประกอบตางๆดงตอไปน 7.1.1 คณภาพวตถดบ

คณภาพของนาผลไมจะดไดกตอเมอวตถดบทนามาผลตนนมคณภาพด กลาวคอการเตรยมนาผลไมเขมขน โดยหมอตมระเหยจะตองระวงการสญเสยกลนและส โดยทวไปจะสามารถตมระเหยนาผลไมทอณหภม 54 ˚C เปนเวลา 2-3 ชวโมง โดยไมสญเสยกลนและส หากใชอณหภม 63˚C จะสามารถตรวจพบการสญเสยกลนไดงาย โดยการนานาผลไมเขมขนทสญเสยกลนแลวมาอบแหงจะไดผลตภณฑหลงอบแหงทไมมกลนเชนเดม 7.1.2 โครงสรางภายในของผลตภณฑหลงการอบแหง โครงสรางภายในของผลตภณฑหลงการอบแหงควรมลกษณะเปนรพรน แขงแรงไมพงงาย โครงสรางดงกลาวจะชวยใหการกลบคนรปเดมเมอเตมนาลงไปเปนไปอยางรวดเรว โดยทวไปจะตองใหผงผลไมละลายไดมนนาเยน ภายในเวลา 1-2 นาท วธการอบแหงมผลอยางมากตอโครงสรางภายในของผลตภณฑ วธทดไดแก การอบแหงแบบแชแขง (freeze drying) การอบแหงแบบพฟ (puff drying) การอบแหงในรปของชนโฟม (foam-mat drying) การอบแหงแบบพนฝอยโฟม (foam-spray drying) การอบแหงแบบถงหมน (drum drying) 7.1.3 อณหภมการอบแหง อณหภมทใชอบแหงไมควรสงเกนไป เพราะจะทาใหคณภาพเสยหายอนเนองมาจากความรอน (heat damage) วธการหลกเลยงความเสยหายดงกลาวอาจทาไดโดยการแบงการอบแหงเปนหลายชวง ในชวงแรกซงผลตภณฑยงมความชนสงอย สามารถใชอณหภมทคอนขางสง เมอ

31

ความชนลดลงบางแลวอณหภมทใชกลดตาลงไปดวย ผลทไดคอผลตภณฑจะไมเสยหายอนเนองจากความรอน และอตราการอบแหงกยงคงคอนขางสงดวย 7.1.4 สารแอดดทป (Additive) สารแอดดทปทใชในการผลตนาผลไมแหงอาจแบงไดเปนสารทชวยในการถนอมรกษาคณภาพของอาหาร (preservative or chemical effect) และสารทชวยในการสรางโครงสรางภายในของผลตภณฑใหเหมาะสม (physical effect) สารประเภทแรกไดแก ซลเฟอรไดออกไซด ซงชวยในการปองกนการเปลยนส การสญเสยกลนอนเนองมาจากความรอนสง นอกจากนยงชวยรกษาสและกลนในระหวางการเกบรกษาดวย สวนสารประเภทหลงไดแก อากาศหรอกาซตางๆทใชในการทาโฟม รวมถงตวทาใหโฟมมเสถยรภาพเชน alginates, soyaprotein 7.1.5 Agglomeration Agglomeration หมายถงการนาผลตภณฑแหงทมลกษณะเปนผงละเอยดมาทาใหชนเลกนอย เพอใหผงขนาดเลกเหลานเกาะตดกนทาใหมขนาดใหญขน แลวนาไปอบแหงอกครงหนงจะทาใหไดผลตภณฑทมโครงสรางเปดเปนรพรน สามารถทาใหกลบคนรปไดเรว เพราะมอทธพลของคาพลลารชวยใหนาเคลอนทไปตามรพรนไดด

32

8. ผลกระทบตออาหารหลงการทาแหง 8.1 ลกษณะเนอสมผส อณหภมและอตราการทาแหงมผลมากตอลกษณะเนอสมผสของอาหาร โดยทวไปการอบแหงโดยเรวทอณหภมสงจะทาใหเกดการเปลยนแปลงมากกวาการทาแหงทอณหภมและอตราการทาแหงทตากวา ตวละลายจะเคลอนทจากดานในของอาหารไปทผวในระหวางทนาจะถกกาจดออกระหวางการทาแหง กลไกและอตราการเคลอนทมความจาเพาะสาหรบตวละลายแตละชนดขนอยกบชนดของอาหารและภาวะการทาแหง การระเหยของนาทาใหตวละลายทผวของอาหารมความเขมขนมากขน อณหภมทสงของอากาศทาใหอาหารโดยเฉพาะผลไม เกดการเปลยนแปลงทางเคมและทางกายภาพอยางซบซอนทผวหนาของอาหารและทาใหผวแขงแหง ซงลดอตราการทาแหง และทาใหอาหารมผวหนาแหงแตภายในชน 8.2 กลนและรส ความรอนนอกจากทาใหนาระเหยแลวยงทาใหสารหอมระเหยบางชนดสญเสยไป ปรมาณการสญเสยสารหอมระเหยขนอยกบอณหภมและความเขมขนของของแขงในอาหาร ความดนไอ และความสามารถในการละลายในไอนาของสารหอมระเหย มสารหอมระเหยปรมาณนอยทเกดการสญเสยในชวงหลงของการทาแหง การควบคมสภาวะการทาแหงในแตละขนตอนจะชวยลดการสญเสยใหนอยทสด อาหารใหกลนรสทมมลคาสง เชน สมนไพร และเครองเทศ จะใชอณหภมตาในการกาจดนา 8.3 ส การทาแหงทาใหเกดการเปลยนแปลงลกษณะผวหนาของอาหาร การสะทอนแสงและส การเปลยนแปลงทางเคมของคาโรทนอยดและคลอโรฟลลเกดจากความรอนและปฏกรยาออกซเดชนระหวางการทาแหงโดยทวไปการทาแหงทเวลานานกวาและอณหภมสงกวาทาใหเกดสนาตาลในระหวางการเกบรกษา ซงปองกนไดโดยการลวกหรอการใชกรดแอสคอรบกหรอซลเฟอรไดออกไซด อตราการเกดสคลาระหวางการเกบรกษาผลไมทมซลเฟอรในปรมาณทไมมากนกจะแปรผกผนกบปรมาณซลเฟอรไดออกไซดทเหลออย อยางไรกตามซลเฟอรไดออกไซดจะฟอกแอนไทโซยานนออก ปรมาณซลเฟอรทตกคางอยจะเปนสาเหตสาคญของการเปลยนแปลงสของผกผลไมในระหวางการเกบรกษา อตราการเกดสนาตาลขนอยกบคา aw

ของอาหารและอณหภมในการเกบรกษา อตราการเกดสนาตาลเพมขนอยางรวดเรวทอณหภมการทาแหงสงเมอความชนของผลตภณฑสงกวา 4-5% และอณหภมการเกบรกษานานเกน 38˚C

33

8.4 คณคาทางโภชนาการ รายงานเกยวกบคณคาทางโภชนาการของอาหารแหงมความแตกตางกนมาก เนองจากความแตกตางกนในเรองการเตรยมวตถดบ อณหภม เวลาในการทาแหงและสภาวะในการเกบรกษาการสญเสยคณคาทางโภชนาการของผกผลไมจะเกดในขนตอนการเตรยมมากกวาในระหวางการทาแหง วตามนซไวตอความรอนและปฏกรยาออกซเดชน การสญเสยวตามนซสามารถลดไดโดยการทาแหงทอณหภมตา เวลาสน การควบคมความชนและปรมาณออกซเจนไมตาระหวางการเกบรกษา สารอาหารสวนใหญทละลายนาไดในไขมน เชน กรดไขมนทจาเปนและวตามน เอ ด อ เค จะคงอยในสวนของอาหารแหง เมอกาจดนาออกตวเรงนจะมความไวมากขนและเรงปฏกรยาออกซเดชนใหเรวขน วตามนทละลายไดในไขมนจะเกดการสญเสยออกไป การควบคมความเขมขนของออกซเจนและอณหภมของการเกบรกษาใหตาและการกาจดแสงออกไปจะชวยลดการสญเสยระหวางการเกบรกษาได ความสามารถในการยอยและคาทางชวภาพของโปรตนในอาหารสวนใหญจะไมเกดการเปลยนแปลงมากมาย การดดคนนาไมใชปฏกรยายอนกลบของการทาแหง การเปลยนแปลงดานลกษณะเนอสมผส การเคลอนทของตวละลายและการสญเสยของสารระเหย ไมสามารถเกดแบบยอนกลบไปเหมอนเดมได ความรอนลดระดบการดดคนนาของแปงและความยดหยนของผนงเซลล ทาใหโปรตนจบตวกนและลดความสามารถในการอมนา อตราเรวและระดบของการดดคนนาอาจใชเปนตวชวดคณภาพของอาหารได อาหารททาแหงภายใตสภาวะทเหมาะสมมากกวาจะเกดความเสยหายนอยกวา และการดดคนนาไดเรวกวาอาหารททาแหงทสภาวะทเหมาะสมนอยกวา

34

9. แหลงกาเนดความรอนและการประยกตใชกบอาหาร แหลงกาเนดความรอนทมใชในกระบวนการแปรรปอาหารมดงตอไปน

9.1 ไฟฟา 9.2 กาซ (กาซธรรมชาตหรอกาซปโตรเลยมเหลว) 9.3 นามนเชอเพลงเหลว

9.3.1 HOT OIL SYSTEMS THERMAL FLUID HEATING ระบบนามนรอนจาก AB&CO เปนระบบทาความรอนทใหอณหภมสง

สวนมากใชในกระบวนการอตสาหกรรมแทนทจะใชไอนา เนองจากนามนเปนระบบทาความรอนทใหอณหภมสง ทความดนตา

ภาพท 15 ชวงอณหภมของนามน ทมา : www.abco.dk/hotoil.htm

35

ตารางท 6 แสดงขอดขอเสยสาหรบแหลงเชอเพลงแตละชนด การใหความรอนอาจใชวธใหความรอนโดยตรง หรอโดยออม แตสาหรบการทาใหเยนจะใชวธโดยออมเทานน

ตารางท 6 ขอดและขอเสยของแหลงเชอเพลงแตละชนดในการแปรรปอาหาร ไฟฟา กาซ เชอเพลงเหลว เชอเพลงแขง พลงงานตอหนวยมวลหรอปรมาตร

- ตา ( 1 ) สง ( 2 ) ปานกลางถงสง

ประสทธภาพการใหความรอน ( 3 )

สง ปานกลางถงสง ปานกลางถงตา ตา

อนตรายจากการระเบดหรอไฟไหม

ตา สง ตา ตา

( 1 ) ปรมาณการใหความรอนของกาซเทากบ 1.7*103 - 4.78*103 kJ/kg ( 2 ) ปรมาณการใหความรอนของนามนเทากบ 8.6*103 - 9.3*103 kJ/kg ( 3 ) ประสทธภาพหมายถงปรมาณพลงงานทตองใชในการใหความรอนแกผลตภณฑหารดวยปรมาณพลงงานทใหแกกระบวนการพลงงานทใหแกกระบวนการ ทมา : วไล (2545)

36

10. รปแบบของ Slip ring

ภาพท 16 ลกษณะของ Slip ring ทมา : www.berton.com.sg/bapl/mecanex/slip_pict.shtml การเลอกขนาด ของ slip ring สามารถเลอกไดจากตารางในภาคผนวก ก ทงนขนาดทเลอกตองรองรบปรมาณกระแสทใชได

37

วธการทดลอง การออกแบบการทดลอง

ภาพท 17 แสดงสวนประกอบเครองทาแหงแบบลกกลง

สวนประกอบของเครองทาแหงแบบลกกลง

1. ลกกลงชบฮารดโครม 2. ชดลกกลงปรบความหนาของผลตภณฑ 3. ชดปรบใบมดขดผลตภณฑ 4. ถาดรองรบผลตภณฑ 5. เครองใหความรอนไฟฟา ( Heater ) 6. ชดควบคมอณหภม ( Temperature Control และ Censor ) 7. Slip ring และ Carbon brush 8. ชดควบคมความเรวลกกลง

38

การออกแบบและการทางานของสวนประกอบแตละชน 1. ลกกลงเหลกชบฮารดโครม การออกแบบ : ขนาดความยาว 40.2 cm. ความหนา 0.7 cm. และรศม 10.75 cm. การทางาน : ลกกลงของเครองทาแหงชนดลกกลงเดยว ลกกลงจะเปนแบบกลวงซงภายในจะบรรจนามนและเครองทาความรอน (heater) เพอใหความรอนและถายเทความรอนไปยงอาหาร 2. ชดลกกลงปรบความหนาของผลตภณฑ การออกแบบ : ใชลกกลงขนาดเลกทมความยาวเทากบลกกลงหลก ตดตงกบสลอตทสามารถ

เลอนขน-ลงได ในการปรบระยะหางระหวางลกกลงตวเลกและลกกลงหลก การทางาน : ใชสาหรบปรบความหนาของผลตภณฑตามความตองการของผใช หากปรบให

ผลตภณฑมความหนามากเวลาทใชทาแหงกจะมาก และหากปรบใหผลตภณฑบาง เวลาทใชในการทาแหงกจะนอย

3. ชดปรบใบมดขดผลตภณฑ การออกแบบ : ขนาดของใบมดมความยาวเทากบความยาวดานในของลกกลง ตดตงใบมใหทามม ประมาณ 45 องศากบผวลกกลง มสปรงตรงใบมดใหแนบสนทกบผวลกกลง การทางาน : ปรบใบมดกดลงบนผวของลกกลงเพอขดผลตภณฑทถกทาใหแหงเรยบรอยแลว ออกจากลกกลง ขณะททาแหงผลตภณฑจะปรบใหใบมดออกหางจากลกกลง 4. ถาดรองรบผลตภณฑ การออกแบบ : ขนาดของถาดรองรบออกแบบใหมความกวางและยาวกวาตวลกกลง การทางาน : รองรบผลตภณฑทถกขดออกมาหลงจากการทาแหงแลว 5. เครองใหความรอนไฟฟา (Heater) การออกแบบ : ขนาดของ heater คานวณจากคาความรอนทงหมดทตองใชในการทาแหง การทางาน : แปลงกระแสไฟฟาใหเปนความรอนแลวถายเทความรอนไปยงนามน ซงเปน ตวกลางในการพาความรอนไปสผวลกกลง

39

6. ชดควบคมอณหภม (Temperature Control และ Censor) การทางาน : ควบคมอณหภมใหมอณหภมตามทตงคาไว เพอใหการทาความรอนใหมอณหภม ถงคาทตองการใชตามแตละชนดของผลตภณฑทนามาทาแหง 7. Slip ring และ Carbon brush การออกแบบ : ขนาดของ Slip ring และ Carbon brush นาคาปรมาณกระแสไฟฟาทใชมาเปด หาขนาดจากตารางทภาคผนวก ข. หนาท 66 การทางาน : ทาหนาทสงผานกระแสไฟฟาไปยงสวนตางๆทใชไฟฟา จะตดตงในสวนทมการหมนของเครองจกร เพอไมใหสายไฟพนกน 8. ชดควบคมความเรวของลกกลง การออกแบบ : นามอเตอร 3 เฟสตอกบอนเวรนเตอรในการปรบความเรวรอบ โดยผานเกยรบอก ทดความเรวรอบ การทางาน : ควบคมความเรวของลกกลงโดยใชมอเตอรชนดปรบรอบได โดยใชอนเวรนเตอร ปรบความเรวรอบการหมนของตวมอเตอร ซงทาใหสามารถเพมเวลาในการทาแหงไดโดยปรบความเรวรอบในการหมนของลกกลงใหชาลงตามความตองการได และถอวาความเรวของลกกลงในการทาแหงแบบลกกลงเปนตวแปรอกตวหนงของการทาแหงแบบลกกลง

40

การออกแบบขนาดของ Slip ring วสดทใชทา Slip ring - ทองเหลอง - ฉนวน Magalight ทองเหลอง (Brasses) (มนส, 2538) เปนโลหะผสมระหวางทองแดงกบสงกะส โดยสงกะสสามารถละลายในทองแดงใหสารละลายของแขง (solid solution) ไดสงถง 39 % และถาผสมสงกะสมากกวานจะไดสารประกอบเชงโลหะระหวางทองแดงกบสงกะสหลายชนด ซงมผลทาใหความแขงแรง ความแขง ความเหนยวและสมบตทนการกดกรอน ตลอดจนสของทองเหลองเปลยนแปลงไปตามปรมาณของสงกะสทผสมทองเหลองทใชงานกนเปนประจามกมชอเรยกตางกนไป เชน ทองเหลองทผสมสงกะสไมเกน 5 % มชอเรยกทางการคาวา glinding metal ใชทาเหรยญ

• ทองเหลองทผสมสงกะส 10 % เรยก commercial bronze มสมบตและการใชงานคลายคลงกบ glinding metal

• ทองเหลองทผสมสงกะส 12.5 % เรยก jewelry bronze หรองทองเหลองทาเครองประดบ ทองเหลองทผสมสงกะส 15 % เรยก red brass ทองเหลองทผสมสงกะส 30% เรยก cartridge brass หมายถง ทองเหลองทใชทาปลอกกระสนปน เปนตน วธการคานวณหาคากระแส I = คาความรอนทใช / 220 V = 2105.45 / 220 = 9.57 A ซงคากระแสทไดนาไปใชในการออกแบบ slip ring จะใชคากระแส ประมาณ 10 A

41

อปกรณและเครองมอทใชในการทดลอง

1. เครองทาแหงแบบลกกลงระบบนามนรอน 2. นาแปง 3. เครองวดอณหภมบรเวณผวของลกกลง

- Thermometer Digital 4. นาฬกาจบเวลา 5. เครองวดคาความชน 6. เครองชงนาหนก 7. ภาชนะบรรจนาแปง ถาดรองรบผลตภณฑ

42

วธทดสอบเครองทาแหงแบบลกกลงโดยระบบนามนรอน การทดลองท 1 ทดสอบการกระจายความรอนบรเวณผวของลกกลงโดยระบบนามนรอน เพอศกษาความสมาเสมอของอณหภมทบรเวณผวของลกกลง ซงมวธการเพอตรวจสอบการกระจายดงนคอ

1. เตรยมเครองวดอณหภมชนด Thermometer Digital 2. เปดเครองทาแหงแบบลกกลงระบบนามนรอน แลวตงคาอณหภมทเครองควบคมอณหภม 3. ทาการบนทกคาอณหภมทวดโดย Thermometer Digital ตงแตเรมตน และทกๆ 2 นาท

จนกระทงอณหภมนามนถง 180 °C 4. ทาการบนทกคาอณหภมทไดจากการวดโดย Thermometer Digital 5. ทาการทดลองทงหมด 3 ครง 6. สรปและวจารณผลการทดลอง

การทดลองท 2 ทดสอบเพอหาประสทธภาพทางความรอนของเครองทาแหงแบบลกกลงระบบ

นามนรอน การเตรยมนาแปง

ภาพท 18 การเตรยมนาแปงเพอใชในการทาแหง

อตราสวน นา 65% แปงขาวจาว 35%

43

ตอนท 1 : การทา Pre-test เพอทดสอบความเรวรอบในการหมนและหาอณหภมสาหรบสภาวะทเหมาะสมในการทาแหงแปง การทดสอบตองการศกษาวาความเรวชวงใดททาใหประสทธภาพของเครองทาแหงแบบลกกลงโดยระบบนามนรอนสามารถทางานใหไดผลตภณฑตามทตองการ โดยศกษาการทางานของความเรวรอบในการหมนของลกกลง ทดสอบไดดงน

1. เตรยมนาแปง และชงนาหนกกอนการทาแหง 2. ปรบความหนาทชดลกกลงปรบความหนาของผลตภณฑใหเหมาะสม 3. ตงคาอณหภมทชดควบคมอณหภม 4. เปดเครองใหลกกลงหมน เปดสวตซให heater ทางาน และปรบความเรวรอบทระดบตางๆ

ทตองการทดสอบ ใหมความสมพนธกบอณหภม 5. เมอผวของลกกลงรอนถงอณหภมทตองการ ใหนานาแปงทเตรยมไวมาเทลงทผวของ

ลกกลง 6. เมออาหารเหลวสมผสกบผวลกกลงทรอน นาจะระเหยออกไป ทาใหไดผลตภณฑทแหงซง

จะถกขดออก โดยใบมดทตดตงไว ลงสถาดรองรบ 7. นาผลตภณฑทไดแตละความเรวรอบของการหมนมาชงนาหนกหลงการทาแหง และวดคา

ความชน 8. หาความเรวรอบและอณหภมในสภาวะทเหมาะสม 9. คานวณหาประสทธภาพทางความรอน

% ประสทธทางความรอน = ไฟฟาทใชตามทฤษฎ * 100 ไฟฟาทใชจรง

10. เลอกคาทเหมาะสมทสดจากการเปรยบเทยบขางตนมาใชในการทดสอบหาประสทธภาพ

ของเครอง

44

การวดคาความชนของผลตภณฑ

ภาพท 19 วดคาความชนของผลตภณฑหลงจากการทาแหง วธการ

1. นาตวอยางแผนแปงไดจากการทาแหงในการทดลองท 2 มาชงนาหนกใหเทากนทกตวอยาง

2. เปดเครอง 3. นาฟลอยดใสเครองวดคาความชนแลวกด Enter 4. นาตวอยางวางบนฟลอยด เมอหนาจอแสดง Start ทาการปดฝาเครอง 5. รอจนมคาวา END ทหนาจอ ทาการบนทกผล

45

ผลและวจารณผลการทดลอง การออกแบบเครองทาแหงแบบลกกลงระบบนามนรอน 1. ภาพสวนบนของเครองทาแหงแบบลกกลง สวนประกอบ : ลกกลงหลก

ชดลกกลงปรบความหนาของผลตภณฑ ชดใบมขดผลตภณฑ Slip ring และ Carbon brush

ภาพท 20 ภาพสวนบนของเครองทาแหงแบบลกกลง

2. ภาพดานควบคมการเปด-ปด ของเครองทาแหงแบบลกกลง สวนประกอบ : Watthour Meter ชดควบคมระบบไฟฟา

ภาพท 21 ภาพดานควบคมการเปด-ปด ของเครองทาแหงแบบลกกลง

46

3. ภาพดานมอเตอรขบเคลอนของเครองทาแหงแบบลกกลง สวนประกอบ : มอเตอร และเกยรบอก เฟอง โซ

ภาพท 22 ภาพดานมอเตอรขบเคลอนของเครองทาแหงแบบลกกลง

4. ภาพดานขางของเครองทาแหงแบบลกกลง

ภาพท 23 ภาพดานขางของเครองทาแหงแบบลกกลง

47

การคานวณหาขนาด heater สตรความรอนสมผส Q´S = m´c∆T สตรความรอนแฝง Q´L = m´L กาหนดให ความความรอนจาเพาะของนา CP = 4.2 kJ/kg˚C ความความรอนจาเพาะของแปง CP = 1.842 kJ/kg˚C คาความรอนแฝง Lsteam = 2257 kJ/kg m’ ของแปง = 0.84 kg/hr , m’ ของนา = 1.56 kg/hr วธการคานวณ Q´S = [(m’ CP)แปง + (m’ CP)นา] * (100-25) + ความชนในแปง = [(0.84*1.842) + (1.56*4.2)]*75 /3600 + 0.0106596 = 0.17936 kW Q´L = 2.4*(1/3600)*2257 = 1.505 kW ความรอนทงหมดทตองใช 0.17936+1.505 = 1.68436 kW = 1684.36 W กาหนดคา Safety Factor 25% ดงนน ความรอนทงหมดทตองใช = 2105.45 W ซงคาทไดนสามารถนาไปเลอกขนาดของ heater ได

48

วธการใชงานลกกลงโดยระบบนามนรอน

2. เปดสวตซทเครองควบคม 3. ตงคาอณหภมทตองการ ทเครองควบคมอณหภม 4. เปด heater ทเครองควบคมอณหภม 5. ปรบความหนาของผลภณฑ โดยสามารถปรบทชดลกกลงปรบความหนาของผลตภณฑ

ตามตองการ 6. เมออณหภมถงคาทตงไวใหเทผลตภณฑทตองการทาแหง ลงบนผวของลกกลง 7. เปดมอเตอรขบลกกลงและปรบความเรวของการหมนของลกกลงตามความเหมาะสม 8. ปรบใบมดขดใหสนทกบผวของลกกลงพอด 9. เตรยมถาดรองรบผลตภณฑทได ซงหากผลตภณฑยงไมแหงเมอมาถงใบมดจะตองปรบ

ความเรวรอบของลกกลงใหชาลง ในทานองเดยวกนหากผลตภณฑไดรบความรอนมากเกนไป จะตองปรบความเรวรอบของลกกลงใหเรวขน

49

ผลการทดลองท 1 การทดสอบการกระจายความรอนทผวลกกลง ตารางท 7 ผลการวดคาการกระจายความรอนทผวลกกลง ในการทดลองครงท 1

เวลา

(นาท) อณหภม

ของนามน (c°) อณหภมทผวของลกกลงวดโดย

Thermometer Digital (c°) จดท 1 จดท 2 จดท 3

0 36 31 31.7 32 2 57 39 42 43 4 78 47.2 49 51 6 92 52.5 54.8 56 8 106 62.9 65 67

10 118 73 75.1 76.2 12 130 80 83 85 14 140 91.3 95 96.5 16 150 110.8 113.4 115.1 18 161 121 124.2 126.7 20 167 130 135 136.1 22 176 138 141.8 143.1

22.28 180 149 155.3 160.1

50

การกระจายอณหภมทผวลกกลง

020406080

100120140160180200

0 5 10 15 20 25

เวลา (นาท )

อณหภม

( C

) อณหภม นามน (c°)

อณหภมทผวลกกลงจดท 1

อณหภมทผวลกกลงจดท 2

อณหภมทผวลกกลงจดท 3

กราฟแสดงการกระจายอณหภมทผวลกกลงครงท 1

0

2

4

6

8

10

12

0 5 10 15 20 25

เวลา (นาท)

ผลตางอณหภมสงสดและตาสดทผวลกกลง

ภาพท 24 กราฟการกระจายความรอนทผวลกกลง

51

จากผลการทดลองพบวาคาอณหภมของนามนมคามากกวาคาอณหภมทผวลกกลง ซงอานไดจาก Thermometer Digital เนองจากแหลงกาเนดความรอนอยภายในลกกลง ความรอนจะคอยเพมขนและถายเทสผวดานนอก ซงจากการทดลองไดทาการอานคาในเวลาเดยวกน เปนผลใหคาอณหภมของนามนแตกตางจากคาอณหภมทผวลกกลงทอานไดจาก Thermometer Digital เพราะการถายเทความรอนยงไมถงดานนอก วดอณหภมโดย Thermometer Digital ทผวของลกกลงจดท1 คอ ปลายลกกลงดานฝงตรงขาม heater จดท 2 คอตรงกลางลกกลง และจดท 3 คอ ดาน heater จากการทดลองจดท 1, 2 และ 3 มคาความรอนแตกตางกน จดท 1 มอณหภมตากวาจดท 2 และ 3 ประมาณ 2 – 3 ºC ในขณะทจดท 2 และ 3 มอณหภมใกลเคยงกน เนองจากจดท 2 และ 3 อยใกล heater ซงเปนแลงกาเนดความรอน จากการทดสอบหาการกระจายความรอนทผวของลกกลงระบบนามนรอนทง 3 ครง พบวา

- การกระจายความรอนทผวของลกกลงเปนไปอยางทวถง เพราะอณหภมทง 3 จดมคาใกลเคยงกน

- อณหภมสงสดของเครองทาแหงแบบลกกลงโดยระบบน ามนรอน ทอานไดจาก Thermometer Digital คอ 165.9 ºC ขณะทอณหภมทจอแสดงผลอานได 180 ºC

- เวลาทใชในการทาความรอนเพอใหลกกลงมอณหภมทตงไวคอ 180 ºC จะใชเวลาประมาณ 20 – 23 นาท

ในทางทฤษฎอณหภมทผวดานนอกของลกกลงคานวณไดจาก Q = kA(T1 – T2 ) / x โดยคา k ของ stainless type 304 = 17 W/m.K , รศมและความหนาของลกกลง 20.15 cm และ 0.7 cm ตามลาดบ และ Q = 2115 W

จะได Q = 17 * 2 * ¶ * r *( 453 - T2 ) / 0.007 T2 = 449.6 K = 176.6 ºC ดงนน อณหภมทผวนอกของลกกลงในทางทฤษฎเทากบ 176.6 ºC

52

ผลการทดลองท 2 ทดสอบหาประสทธภาพทางความรอนของเครอง ทดสอบความเรวรอบและอณหภมทเหมาะสมในการทาแหงผลตภณฑ และคานวณหา

ประสทธภาพทางความรอนของเครอง

ภาพท 19 การทดสอบหาอณหภมและความเรวรอบทเหมาะสม การวดความชนผลตภณฑ

53

ตารางท 8 แสดงคาการทดสอบความเรวรอบและอณหภมของการทาแหงในสภาวะทเหมาะสม

ความเรวรอบ

อณหภมนามนทใชในการทา

แหง ความชนของ ผลตภณฑ

พลงงานไฟฟาทใชจรง กาลงการผลต % Eff

( rpm ) (c°) หลงทาแหง (%) ( kW/h ) kg/hr

5 130 66.06 0.25 ผลตภณฑมความชนสง -

140 20.54 0.4 " - 150 16.65 0.4 " - 160 14.69 0.4 " - 170 11.53 0.4 0.384 23.33 180 8.3 0.55 0.36 32.08

7 130 18.93 0.3 ผลตภณฑมความชนสง

140 18.2 0.3 " - 150 16.16 0.4 " - 160 15.83 0.4 " - 170 13.32 0.45 " - 180 9.64 0.5 0.192 29.17

9 130 49.87 0.15 ผลตภณฑมความชนสง -

140 42.43 0.35 " - 150 23.49 0.4 " - 160 23.32 0.4 " - 170 19.81 0.45 " - 180 19.22 0.5 " -

54

จากผลการทดลองพบวา คาความเรวรอบและอณหภมมผลตอการทาแหงนาแปง เมอใชอณหภมเดยวกนในการทดสอบทาแหงนาแปงทมความเรวรอบตางกน พบวาความเรวรอบยงมาก นาแปงทไดจะมคาความชนมากขน เพราะมชวงเวลาในการถายเทความรอนใหนาแปงนอย ในขณะทหมนรอบชาชวงเวลาการถายเทความรอนใหนาแปงจะมเวลานานกวาความเรวรอบเรว และเมอใชความเรวรอบเดยวกนในการทดสอบการทาแหงนาแปงดวยอณหภมทแตกตางกน พบวาอณหภมยงสงคาความชนในนาแปงกจะตา

เนองจากผลตภณฑทไดจากการทาแหงควรมคาความชนตากวา 12% ดงนนการทาแหงทใชไดคอ ทความเรวรอบ 5 rpm อณหภม 170 – 180 °C และทความเรวรอบ 7 rpm อณหภม 180 °C ประสทธภาพทางความรอนทไดคอ 23.33% , 32.08% และ 29.17% ตามลาดบ

จากการทดลองพบวาประสทธภาพทางความรอนของเครองทาแหงแบบลกกลงระบบนามนรอนคอ 17.73% มคามากกวาประสทธภาพทางความรอนของเครองทาแหงแบบลกกลงโดยใชลมรอนคอ 17.05% (วทวส และ สภาพร, 2546)

55

สรปผลการทดลอง

• ในการทาแหงนาแปงของเครองทาแหงแบบลกกลงระบบนามนรอน ใชความเรวรอบ 5 รอบตอนาท ทอณหภม 180 °c เปนคาทเหมาะสมในการทาแหงนาแปง ผลตภณฑทไดมคาความชนเทากบ 8.3 %

• คาประสทธภาพทางความรอนของเครองทาแหงแบบลกกลงเทากบ 32.08% • กาลงการผลตเปยกของเครองทาแหงแบบลกกลงเทากบ 2.4 กโลกรมตอชวโมง • พลงงานทใชในการเปดเครองเพอใหอณหภมถง 180 °C ใชเวลาประมาณ 30 นาท คา

พลงงานไฟฟาทใชเทากบ 2.4 kW-h

56

ขอเสนอแนะ

1. กระบวนการผลตควรเปนไปอยางตอเนอง เพอลดการสญเสยของผลตภณฑ 2. ควรควบคมสภาวะแวดลอม คอไมควรทาการผลในทมลมพดผาน เพราะทาใหผลตภณฑท

แหงปลวออกจากถาดรองรบผลตภณฑ ทาใหเกดการสญเสย 3. ควรทาการตดตงชองปอนผลตภณฑ เพอใหการผลตเปนไปอยางตอเนอง 4. ความยาว heater ควรใหมความยาวเทากบความยาวของลกกลง เพอใหความรอนถายเทได

ทวถงปลายของลกกลงอกดาน

57

เอกสารอางอง

1. คณะกรรมการกลมผลตชดวชาเคมและจลชววทยาของอาหาร สาขาวชาคหกรรมศาสตร มหาวทยาลยสโขทยธรรมาธราช

2. ชยวทย ศลาวชนาไนย. 2526. ฟสกสและเทคโนโลยของระบบสญญากาศ,สมาคมสงเสรมเทคโนโลย ( ไทย-ญปน ), กรงเทพฯ

3. พชร องสกล. 2544. โครงงานวศวกรรมการอาหารเรองการใชไมโครเวฟในการใหความรอนแกอาหาร, ภาควชาวศวกรรมการอาหาร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร กาแพงแสน

4. มนตร พรณเกษตร. 2536. อณหพลศาสตร1 ภาควชาวศวเครองกล คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร, กรงเทพฯ

5. มนตร พรณเกษตร. 2539. เทอรโม-ความรอนประยกต ภาควชาวศวเครองกล คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร, กรงเทพฯ

6. รงนภา พงศสวสดมานต. 2535. วศวกรรมแปรรปอาหารและการถนอมอาหาร สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาคณทหารลาดกระบง, กรงเทพฯ

7. ววฒน ตณฑะพานชกล อปกรทาแหงในอตสาหกรรม ภาควชาวศวกรรมเคม คณะวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย, กรงเทพฯ

8. วไล รงสาดทอง. 2543. เทคโนโลยการแปรรปอาหาร คณะวทยาศาสตรประยกต สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ, กรงเทพฯ

9. ศ.ดร. สมชาต โสภณรณฤทธ. 2537. การอบแหงเมลดพช, พมพครงท 6, สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร, กรงเทพฯ

10. ศ.ดร. สมชาต โสภณรณฤทธ. 2540. การทาแหงเมลดพชและอาหารบางประเภท คณะพลงงานและวสด สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร, กรงเทพฯ

11. สมบต ขอทววฒน. 2529. กรรมวธการทาแหง ภาควชาพฒนาผลตภณฑ คณะอตสาหกรรมการเกษตรมหาวทยาลยเกษตรศาสตร, กรงเทพฯ

12. อารย เทยนไชย. 2532. วทยานพนธ เรอง การศกษาพารามเตอรทจาเปสาหรบการวเคราะหการอบแหงสบปะรดแชอม, มหาวทยาลยเกษตรศาสตร

12. ขวญจต วงษชาร และ ผศ.ดร.สมชย อครทวา. 2544. เทอรโมดนามกส. สานกพมพ แมคกรอ-ฮล อนเตอรไพรส, กรงเทพฯ

58

13. วทวส สทธวงศ และ สภาพร มาตรศร. 2546. โครงงานวศวกรรมการอาหารเรองเครองทาแหงแบบลกกลงโดยใชลมรอน ภาควชาวศวกรรมการอาหาร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร กาแพงแสน

14. มนส สถรจนดา, "โลหะนอกกลมเหลก", สานกพมพจฬาลงกรณมหาวทยาลย, 2538, หนา 68-69 15. วไล รงสาดทอง. 2545. เทคโนโลยการแปรรปอาหาร, พมพครงท 2, คณะวทยาศาสตรประยกต

สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ, กรงเทพฯ www.kmutt.ac.th/organization/Engineering/Food/department www.abco.dk/hotoil.htm www.simon-dryers.co.uk/drum/drum3.htm www.berton.com.sg/bapl/mecanex/slip_pict.shtml www.akh.co.th/versionthai/brassthai.html www.morgancarbon.com www.osaki-ew.co.jp

59

ภาคผนวก ก

60

ภาคผนวก ก อปกรณทใชในการทดลอง

1. การจบเวลาโดยใชนาฬกาจบเวลา

นาฬกาจบเวลา

2. การวดอณหภมใชเครองวดอณหภมดวยเครอง Thermometer Digital ยหอ Julbo ผลตจากประเทศ Germany รน TD300 และ Fabr. No. 9326057

Thermometer Digital

3. การหาเปอรเซนตความชนของผลตภณฑ จะทาการหาดวยเครองหาความชนยหอ Sartorius ผลตจากประเทศ Germany Model : MA40-000V2 รน MA 40 และ Serial-no : 51001966

เครองวดคาความชน

61

4. การวดคาพลงงานไฟฟา ทาการวดดวยเครอง Watthour.Meter ยหอ Mitsubishi Electric Corp. ผลตจากประเทศญปน รน MF-63E, 1 phase 2 wire, 220 V, 600 rev/kWh, 50 Hz

Watthour.Meter

5. เครองชงนาหนกยหอ Sartorius รน Schutzart IP65

เครองชงนาหนก

62

ภาคผนวก ข

63

ภาคผนวก ข

การออกแบบเครองทาแหงแบบลกกลงโดยระบบนามนรอน

64

TOP VIEW

FRONT VIEW SIDE VIEW

65

Slip ring

ขนาดของทไดจากการออกแบบ Slip ring

7 mm 9.5mm 14.3 mm.

60 mm.

100 mm

60 mm.

70 mm.

47.5mm.

60 mm.

72 mm

60 mm

ทองเหลอง

Magalight

66

67

ภาคผนวก ค

68

ภาคผนวก ค ตารางบนทกผลการทดลอง

ก. ตารางบนทกผลการทดสอบหาการกระจายความรอนทผวของลกกลง การทดลองครงท 1

อณหภม อณหภมทผวของลกกลงวดโดย เวลา (นาท) ของนามน (c°) Thermometer Digital (c°)

จดท 1 จดท 2 จดท 3 0 36 31 31.7 32 2 57 39 42 43 4 78 47.2 49 51 6 92 52.5 54.8 56 8 106 62.9 65 67

10 118 73 75.1 76.2 12 130 80 83 85 14 140 91.3 95 96.5 16 150 110.8 113.4 115.1 18 161 121 124.2 126.7 20 167 130 135 136.1 22 176 138 141.8 143.1

22.28 180 149 155.3 160.1

69

การทดลองครงท 2

อณหภม อณหภมทผวของลกกลงวดโดย เวลา (นาท) ของนามน (c°) Thermometer Digital (c°)

จดท 1 จดท 2 จดท 3 0 38 32 33.7 34 2 59 40.9 41.2 42 4 77 45.2 48 49.1 6 94 59.2 61.6 62 8 110 65.5 70.7 73

10 120 82.5 85 87.1 12 132 94.8 96.5 98.4 14 143 105.5 109.7 110.9 16 153 125 128 128.7 18 162 131 135.2 136 20 171 141 144.1 145

21.48 180 152.8 158.7 160.5

70

การทดลองครงท 3

อณหภม อณหภมทผวของลกกลงวดโดย เวลา (นาท) ของนามน (c°) Thermometer Digital (c°)

จดท 1 จดท 2 จดท 3 0 40 34.1 36 38 2 63 43 44 45 4 79 48 54.3 55.2 6 96 60 63.2 64.5 8 113 70.8 73.6 75

10 125 84 86.1 87 12 138 96.2 98.7 100.1 14 149 106.8 110.1 113 16 157 129 132 133 18 163 138 140.8 142.7 20 172 145 153.2 155.4

21.23 180 153 161.8 165.9

71

ข. ตารางบนทกผลการทดสอบความเรวรอบและอณหภมเพอหาสภาวะทเหมาะสมในการทาแหง

ความเรวรอบ อณหภมทใช ในการทาแหง

ความชนของผลตภณฑ

พลงงานไฟฟาทใชจรง กาลงการผลต % Eff

( rpm ) (c°) หลงทาแหง (%) ( kW/h ) kg/hr

5 130 66.06 0.25 ผลตภณฑมความชน

สง - 140 20.54 0.4 " - 150 16.65 0.4 " - 160 14.69 0.4 " - 170 11.53 0.4 0.384 17.57 180 8.3 0.55 0.36 17.73

7 130 18.93 0.3 ผลตภณฑมความชน

สง 140 18.2 0.3 " - 150 16.16 0.4 " - 160 15.83 0.4 " - 170 13.32 0.45 " - 180 9.64 0.5 0.192 17.68

9 130 49.87 0.15 ผลตภณฑมความชน

สง - 140 42.43 0.35 " - 150 23.49 0.4 " - 160 23.32 0.4 " - 170 19.81 0.45 " - 180 19.22 0.5 " -

72