การทำอาหารแห้งโดยใช้หลักพื้นฐานวัฏภาคน้ำ...

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