การอบแห้งขมิ้นชันด้วยเครื่องอบแห้งด้วยลมร้อนร่วมกับรังสีอินฟราเรด

Abstract

วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้เพื่อศึกษาจลนพลศาสตร์การอบแห้งและปัจจัยของสภาวะที่มีผลต่อการอบแห้งขมิ้นชัน เพื่อหาแบบจำลองการอบแห้งชั้นบางที่เหมาะสมและค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ความชื้นประสิทธิผลศึกษาค่าความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะที่ใช้ในการอบแห้งและสีของขมิ้นชัน ภายหลังการอบแห้ง โดยทำการทดลองอบแห้งภายใต้สภาวะการอบแห้งที่แตกต่างกัน 4 เงื่อนไข ได้แก่ การอบแห้งลมร้อน การอบแห้งด้วยรังสีอินฟราเรดโดยไม่ควบคุมอุณหภูมิอากาศอบแห้งและควบคุมอุณหภูมิอากาศอบแห้งและการอบแห้งด้วยลมร้อนร่วมกับรังสีอินฟราเรด โดยที่ในทุกการทดลองที่อบแห้งด้วยรังสีอินฟราเรดจะใช้กำลังอินฟราเรดเท่ากับ 600 800 และ 1,000 W อุณหภูมิอากาศอบแห้งเท่ากับ 40 50 และ 600 C สำหรับกรณีที่ใช้ลมร้อนจะใช้ความเร็วของอากาศเท่ากับ 0.5 m/sโดยที่ความชื้นเริ่มต้นของขมิ้นชันอยู่ในช่วง 420-640 %(d.b.) และอบแห้งจนเหลือความชื้นสุดท้ายอยู่ในช่วง 5-10 %(d.b.) ผลการศึกษาจลนพลศาสตร์การอบแห้งของขมิ้นชัน พบว่า อัตราการอบแห้งขึ้นอย่กับอุณหภูมิและกำลังของอินฟราเรด โดยที่การอบแห้งที่อุณหภูมิและกำลังของอินฟราเรดสูงขึ้นส่งผล ทำให้อัตราการอบแห้งมีค่าเพิ่มขึ้น นอกจากนี้การวิเคราะห์ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ความชื้น ประสิทธิผล พบว่า ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ความชื้นประสิทธิผลขึ้นอยู่กับอุณหภูมิสำหรับการอบแห้งขมิ้นชันด้วยลมร้อน และอัตราส่วนของน้ำหนักของตัวอย่างต่อกำลังของอินฟราเรดสำหรับการอบแห้งขมิ้นชันด้วยรังสีอินฟราเรดตามรูปแบบสมการของ Arrheniusโดยที่ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ความชื้นประสิทธิผลมีค่าสูงขึ้นเมื่อเพิ่มอุณหภูมิและกำลังของอินฟราเรด ผลการวิเคราะห์แบบจำลองการอบแห้งชั้นบางขมิ้นชัน สรุปได้ว่า แบบจำลองของ Two Term สามารถทำนายผลจลนพลศาสตร์การอบแห้งของขมิ้นชันด้วยลมร้อนได้ดีที่สุด ในส่วนของการอบแห้งด้วยรังสีอินฟราเรดและการอบแห้งด้วยลมร้อนร่วมกับรังสีอินฟราเรด พบว่า แบบจำลองของ Midilli et al. สามารถใช้อธิบายผลการทดลองได้เป็นอย่างดี ในส่วนของการวิเคราะห์ค่าความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะที่ใช้ในการอบแห้งขมิ้นชัน พบว่า ค่าความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะมีค่าลดลงเมื่อเพิ่มกำลังอินฟราเรด แต่มีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มอุณหภูมิลมร้อนขณะที่การอบแห้งด้วยรังสีอินฟราเรดมีค่าความสิ้นเปลืองพลังงานจำเพาะต่ำเมื่อเปรียบเทียบกับสภาวะการอบแห้งอื่น ๆ สำหรับการวิเคราะห์ค่าสีของขมิ้นชันภายหลังการอบแห้ง พบว่า สภาวะการอบแห้งด้วยลมร้อนและลมร้อนร่วมกับรังสีอินฟราเรดให้ค่าความสว่าง (L*) ค่าความเป็นสีเหลือง (b*) และค่าความเป็นสีแดง (a*) ใกล้เคียงกันและไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p > 0.05) สำหรับการอบแห้งด้วยรังสีอินฟราเรดการเพิ่มอุณหภูมิอบแห้งทำให้ค่าความสว่าง (L*)และค่าความเป็นสีแดง (a*) มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นในขณะที่ค่าความเป็นสีเหลือง (b*) มีค่าไม่แตกต่างกันอย่างไรก็ดีสภาวะการอบแห้งขมิ้นชันด้วยลมร้อนและลมร้อนร่วมกับรังสีอินฟราเรดมีค่าการ เปลี่ยนแปลงของสีโดยรวม (ΔE) น้อยกว่าสภาวะการอบแห้งด้วยรังสีอินฟราเรด