การพัฒนาการอบแห้งพริกไทยจันทบุรีด้วยเทคนิคฟลูอิไดซ์เบดโดย ...old.rmutto.ac.th/fileupload/Wannasa

97

วารสารวิจัย ปีที่ 9 ฉบับที่ 2 กรกฎาคม - ธันวาคม 2559http://ird.rmutto.ac.th

การพัฒนาการอบแห้งพริกไทยจันทบุรีด้วยเทคนิคฟลูอิไดซ์เบดโดยใช้ลมร้อน

The Development of Drying of Chanthaburi Pepper

by Fluidized Bed Technique Using Hot Air Application

สุรพงษ์ โซ่ทอง* และ ไกรสร รวยป้อม*

อาจารย์ สาขาวิชาเทคโนโลยีเครื่องกล คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรมการเกษตร มหาวิทยาเทคโนโลยีราชมงคลตะวันออก* E-mail: [email protected] โทร. 081-1552547

บทคัดย่อ งานวจัิยนีม้วีตัถุประสงค์เพ่ือศกึษาการอบแห้งเมลด็พริกไทยด้วยเทคนคิฟลอูไิดซ์เบดโดยใช้ลมร้อนเป็นตวักลาง

ในการอบแห้งที่อุณหภูมิ 80, 100 และ 120 องศาเซลเซียส ที่ความสูงของเบดเมล็ดพริกไทย 6 เซนติเมตร ความเร็วของ

อากาศร้อน 4.07, 4.27 และ 4.35 เมตรต่อวินาที ใช้ระยะเวลาในการอบแห้ง 14.67, 10.33 และ 7 นาที ตามล�าดับ จาก

ผลการศกึษาพบว่าทีอ่ณุหภมูอิบแห้ง 80, 100 และ 120 องศาเซลเซยีส สามารถลดความชืน้ของเมล็ดพรกิไทยจาก 70.04

เปอร์เซ็นต์ (มาตรฐานแห้ง) ลงเหลือ 22.37, 16.84 และ 14.29 เปอร์เซ็นต์ (มาตรฐานแห้ง) ตามล�าดับ เมื่อพิจารณา

อัตราการระเหยน�้าจะมีค่าเพิ่มข้ึนตามอุณหภูมิที่เพิ่มสูงขึ้น ค่าการใช้พลังงานไฟฟ้าพบว่าที่อุณหภูมิอบแห้ง 120 องศา

เซลเซียส มีค่าสูงสุดคือ 11.31 กิโลวัตต์ฮาว ที่ 100 องศาเซลเซียส มีค่า 11.10 กิโลวัตต์ฮาว และ 80 องศาเซลเซียส

มีค่าต�่าสุดคือ 10.88 กิโลวัตต์ฮาว ส่วนค่าการใช้พลังงานรวม พบว่าที่อุณหภูมิอบแห้ง 120 องศาเซลเซียส มีค่าสูงสุดคือ

40.72 เมกกะจูลต่อชั่วโมง ที่ 100 องศาเซลเซียส มีค่า 39.96 เมกกะจูลต่อชั่วโมง และ 80 องศาเซลเซียส มีค่าต�่าสุดคือ

39.17 เมกกะจูลต่อชั่วโมง และพลังงานจ�าเพาะของการอบแห้งมีค่าลดลงตามอุณหภูมิการอบแห้งและก�าลังผลิตที่เพิ่ม

สูงขึ้น โดยมีค่าเท่ากับ 14.84, 9.58 และ 5.41 เมกกะจูลต่อกิโลกรัมน�้า ที่การอบแห้งอุณหภูมิ 80, 100 และ 120 องศา

เซลเซียส ตามล�าดับ

ค�าส�าคัญ: การอบแห้ง ฟลูอิไดซ์เบด ลมร้อน เมล็ดพริกไทย

Abstract The purpose of this research was to study the drying of Chanthaburi pepper by fluidized bed

technique using hot air as a drying medium. This pre-treatment process resulted in the chanthaburi

pepper moisture content of 70.04 % (d.b.). The drying conditions were set at a bed height of 6 cm, a

hot air velocity of 4.07, 4.27 and 4.35 m/s, drying temperatures of 80, 100 and 120 oC, and the period

time of 14.67, 10.33 and 7 minutes, respectively. The experimental results showed that the final

moisture contents of the Chanthaburi pepper were approximately 22.37, 16.84 and 14.29 % (d.b.)

respectively. According to the evaporation rate, the rate would increase as the temperature rose. In

the use of electric power it was found that at the drying temperature of 120°C, 100°C, and 80°C

the highest value was 11.31 kWh, 11.10 kWh, and 10.88 kWh, respectively. It showed that the total

energy used in the drying process at the temperature of 120 °C, 100 °C, 80°C, the highest values were

40.72 MJ/h, 39.96 MJ/h, and 39.17 MJ/h, respectively. Thus, the specific energy consumption of the

drying temperature decreased along with the drying capacity and rising with the values of 14.84, 9.58

and 5.41 MJ/kg-H2O, and the drying temperatures of 80,100 and 120°C, respectively.

Keywords : Drying, Fluidized bed, Hot air, Pepper

98

วารสารวิจัย ปีที่ 9 ฉบับที่ 2 กรกฎาคม - ธันวาคม 2559 http://ird.rmutto.ac.th

1. บทน�า พริกไทยเป็นพืชเครื่องเทศที่มีความส�าคัญของประเทศในแถบเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ พบปลูกมากในประเทศ

อนิโดนเีซยี ประเทศไทย และประเทศศรีลงักา ในประเทศไทยปลกูเป็นพชืเศรษฐกิจทางภาคตะวนัออก แถบจงัหวดัจนัทบรุี

ระยอง ตราด และหลายๆ จังหวัดในภาคใต้ ซึ่งผลผลิตพริกไทยที่ส่งออกจะอยู่ในรูปของพริกไทยด�า พริกไทยขาว และ

พริกไทยป่น ตลาดต่างประเทศท่ีส�าคัญคือ เยอรมัน เกาหลี ออสเตรเลีย สหรัฐอเมริกา และญี่ปุ่น พริกไทยจึงเป็นพืช

เศรษฐกิจชนดิหนึง่ทีส่�าคญัของประเทศไทย ผลผลติท่ีผลติได้ มทีัง้การน�ามาบรโิภคในประเทศและส่งออกไปยงัต่างประเทศ

แต่มกัพบปัญหาอย่างหนึง่คอืภายหลงัการเกีย่วผลผลติคอืเรือ่งความชืน้ของพรกิไทยทีม่ปีรมิาณค่อนข้างสงู ทีส่่งผลต่อวธิี

การลดความชื้นของพริกไทยที่เกษตรกรต้องใช้ระยะเวลาในการลดความชื้น การผลิตพริกไทยแบบเดิมจะน�าพริกไทยสด

มาตากแดดเป็นพริกไทยแห้ง จะได้พริกไทยด�า แต่ถ้ามีการขัดสีเปลือกออกจะได้พริกไทยขาวตามที่ตลาดต้องการ

การผลิตแบบเดิมต้องอาศัยแสงแดด การท�าแห้งต้องใช้เวลานาน 4-5 วันเป็นอย่างน้อย และต้องอาศัยสภาวะอากาศ

นอกจากนั้นพริกไทยแห้งท่ีได้ยังมีการปนเปื้อนจากสิ่งแวดล้อมได้ ในงานวิจัยนี้จะใช้การอบแห้งพริกไทยด้วยเทคนิค

ฟลูอิไดซ์เบดโดยใช้อากาศร้อน ที่จะสามารถลดระยะเวลาและขั้นตอนในการตากแห้งพริกไทยลงได้ ท�าให้ลดระยะเวลา

และขัน้ตอนในการลดความชืน้ของพรกิไทยและลดการปนเป้ือนจะสิง่แวดล้อม ท�าให้เกษตรกรสามารถผลติได้จ�านวนมาก

และเก็บรักษาผลผลิตไว้ขายในช่วงที่พริกไทยมีราคาสูง

วัตถุประสงค์ของการวิจัย 1. เพื่อออกแบบและสร้างเครื่องต้นแบบอบแห้งพริกไทยด้วยเทคนิคฟลูอิไดซ์เบดโดยใช้อากาศร้อน

2. เพื่อทดสอบความสามารถและการวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์เครื่องต้นแบบอบแห้งพริกไทยด้วยเทคนิค

ฟลูอิไดซ์เบดโดยใช้อากาศร้อน

2. วิธีการด�าเนินการวิจัย 1. ทดสอบการท�างานของระบบเครื่องอบแห้ง

หลังจากด�าเนินการสร้างเครื่องอบแห้งต้นแบบเสร็จเรียบร้อยแล้ว เพื่อให้อุปกรณ์ต่าง ๆ ของระบบ

เครื่องอบแห้งสามารถท�างานได้อย่างถูกต้องตามเงื่อนไขที่ได้ออกแบบไว้ โดยมีขั้นตอนการทดสอบดังนี้

1.1 ทดลองเปิดเครือ่งอบแห้งขณะทีไ่ม่มภีาระ (เมล็ดพรกิไทย) โดยใช้อากาศแวดล้อม แล้วสังเกตดลัูกษณะ

การท�างานของอุปกรณ์ต่างๆ ของระบบเครื่องอบแห้ง เพื่อดูว่าสามารถท�างานได้ถูกต้องตรงตามที่ได้ออกแบบไว้หรือไม่

และตรวจสอบรอยรั่วที่บริเวณรอยต่อ

1.2 เปิดชุดอุปกรณ์ให้ความร้อน (heater) และทดลองปรับอุณหภูมิต่างๆ ตามเงื่อนไขการทดสอบ และวัด

ความเร็วของไอน�้าร้อนยวดยิ่งในท่อด้วย Pitot static tube manometer วัดความดันตกคร่อม (Pressure drop) ของ

ระบบอบแห้ง ด้วย U-tube manometer

1.3 วดัอณุหภมูทิีต่�าแหน่งต่างๆ ของเครือ่งอบแห้ง (ดงัภาพที ่1) ด้วยเทอร์โมคัปเป้ิลชนิด K ต่อเข้ากบัเคร่ือง

บันทึกอุณหภูมิ (Data logger) วัดความเร็วของอากาศร้อน (ดังภาพที่ 2) ใช้ Pitot static tube manometer วัดการใช้

กระแสไฟฟ้าด้วย Clamp on meter ที่มอเตอร์ขับพัดลมและวัดการใช้พลังงานไฟฟ้าของชุดอุปกรณ์ให้ความร้อนโดย

เครื่องวัดพลังงานไฟฟ้า

2. ทดลองอบแห้งเมล็ดพริกไทยโดยใช้อากาศร้อนเวียนกลับ

ใช้เมล็ดพริกไทย เก็บในเดือนมกราคม 2559 โดยน�ามาจากเกษตรกร ที่มีความชื้นก่อนการอบแห้ง 70.04

%(d.b.) ดังภาพที่ 3 และน�าตัวอย่างเมล็ดพริกไทยด�าที่ขายตามตลาด ดังภาพที่ 4 น�ามาวัดความชื้นเพื่อเปรียบเทียบ

ความชื้นกับการทดลองอบแห้งเมล็ดพริกไทยด้วยเครื่องอบแห้งแบบฟลูอิไดซ์เบดโดยอากาศร้อนเวียนกลับ มีขั้นตอน

การทดลองดังนี้

99


ภาพที่ 1 การวัดอุณหภูมิที่ต�าแหน่งต่างๆ ของเครื่องอบแห้ง

ภาพที่ 2 การวัดความเร็วของอากาศร้อน

ภาพที่ 3 เมล็ดพริกไทยความชื้นก่อนการอบแห้ง 70.04 %(d.b.)

ภาพท่ี 1 การวัดอุณหภูมิท่ีตําแหนงตางๆ ของเครื่องอบแหง

ภาพท่ี 2 การวัดความเร็วของอากาศรอน

ภาพท่ี 3 เมล็ดพริกไทยความช้ืนกอนการอบแหง 70.04 %(d.b.)

1.ท่อนาํอากาศร้อนกลบั

2.ใตแ้ผน่กระจายลม 3.บนแผน่กระจายลม

5.กระจก

4.ท่อออกจากหอ้งอบแหง้

2.บนแผน่กระจายลม

1.ใตแ้ผน่กระจายลม







5.กระจก










5.กระจก





100


ภาพที่ 4 ลักษณะเมล็ดพริกไทยด�าที่ขายตามตลาด ความชื้น 15%(d.b.)

2.1 เริม่เดนิเครือ่งอบแห้ง ปรบัตัง้อณุหภมิูอบแห้งไว้ที ่80 oC เมือ่เครือ่งอบแห้งท�างานเข้าสูส่ภาวะสม�า่เสมอ

แล้วจึงเริ่มใส่เมล็ดพริกเข้าไปในห้องอบแห้ง โดยท�าการอบแห้งเมล็ดพริกไทยครั้งละ 1.35 kg ต่อครั้งแล้วทดลองสุ่มวัด

ค่าความชืน้ของเมลด็พรกิเพือ่จะได้เวลาทีเ่หมาะสมในแต่ละอณุหภูมทิีใ่ช้ในการอบแห้งเพือ่น�าเวลาไปหาค่าความสามารถ

เชิงวัสดุของเครื่องอบแห้งวัดความเร็วของอากาศร้อน ดังภาพที่ 5 วัดอุณหภูมิที่ต�าแหน่งต่าง ๆ ของเครื่องอบแห้ง วัดการ

ใช้กระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์ขับพัดลมและวัดการใช้พลังงานไฟฟ้าของชุดอุปกรณ์ให้ความร้อนและวัดความดันตกคร่อม

ระหว่างบนแผ่นกระจายลมและใต้แผ่นกระจายลมภายในห้องอบแห้ง

ภาพท่ี 4 ลักษณะเมล็ดพริกไทยดําท่ีขายตามตลาด ความช้ืน 15%(d.b.)

2.1 เริ่มเดินเครื่องอบแหง ปรับตั้งอุณหภูมิอบแหงไวท่ี 80 oC เมื่อเครื่องอบแหงทํางานเขาสูสภาวะสม่ําเสมอ แลวจึงเริ่มใสเมล็ดพริกเขาไปในหองอบแหง โดยทําการอบแหงเมล็ดพริกไทยครั้งละ 1.35 kg ตอครั้งแลวทดลองสุมวัดคาความช้ืนของเมล็ดพริกเพ่ือจะไดเวลาท่ีเหมาะสมในแตละอุณหภูมิท่ีใชในการอบแหงเพ่ือนําเวลาไปหาคาความสามารถเชิงวัสดุของเครื่องอบแหงวัดความเร็วของอากาศรอน ดังภาพท่ี 5 วัดอุณหภูมิท่ีตําแหนงตาง ๆ ของเครื่องอบแหง วัดการใชกระแสไฟฟาท่ีมอเตอรขับพัดลมและวัดการใชพลังงานไฟฟาของชุดอุปกรณใหความรอนและวัดความดันตกครอมระหวางบนแผนกระจายลมและใตแผนกระจายลมภายในหองอบแหง


2.2 ปลอยใหเครื่องอบแหงทํางานในสภาวะคงท่ี ดังภาพท่ี 6 และจับเวลาการอบแหง

ภาพท่ี 4 ลักษณะเมล็ดพริกไทยดําท่ีขายตามตลาด ความช้ืน 15%(d.b.)

2.1 เริ่มเดินเครื่องอบแหง ปรับตั้งอุณหภูมิอบแหงไวท่ี 80 oC เมื่อเครื่องอบแหงทํางานเขาสูสภาวะสม่ําเสมอ แลวจึงเริ่มใสเมล็ดพริกเขาไปในหองอบแหง โดยทําการอบแหงเมล็ดพริกไทยครั้งละ 1.35 kg ตอครั้งแลวทดลองสุมวัดคาความช้ืนของเมล็ดพริกเพ่ือจะไดเวลาท่ีเหมาะสมในแตละอุณหภูมิท่ีใชในการอบแหงเพ่ือนําเวลาไปหาคาความสามารถเชิงวัสดุของเครื่องอบแหงวัดความเร็วของอากาศรอน ดังภาพท่ี 5 วัดอุณหภูมิท่ีตําแหนงตาง ๆ ของเครื่องอบแหง วัดการใชกระแสไฟฟาท่ีมอเตอรขับพัดลมและวัดการใชพลังงานไฟฟาของชุดอุปกรณใหความรอนและวัดความดันตกครอมระหวางบนแผนกระจายลมและใตแผนกระจายลมภายในหองอบแหง


2.2 ปลอยใหเครื่องอบแหงทํางานในสภาวะคงท่ี ดังภาพท่ี 6 และจับเวลาการอบแหง

ภาพที่ 5 การวัดความเร็วของอากาศร้อน

2.2 ปล่อยให้เครื่องอบแห้งท�างานในสภาวะคงที่ ดังภาพที่ 6 และจับเวลาการอบแห้ง

ภาพที่ 6 ลักษณะของเกิดฟลูอิไดซ์เบด

ภาพท่ี 6 ลักษณะของเกิดฟลูอิไดซเบด

2.3 นําตัวอยางของเมล็ดพริกไทยท่ีผานการอบแหงแลวไปหาความช้ืนดวยตูอบไฟฟา (Hot air oven) ท่ีอุณหภูมิ 103 oC เปนเวลา 72 h

2.4 นําเมล็ดพริกไทยท่ีเหลือไปลดความช้ืนโดยการผึ่งลมธรรมชาติใหเหลือความช้ืนประมาณ 15%(d.b.) 2.5 ปรับตั้งอุณหภูมิอบแหงของอากาศรอนไวท่ี 100 และ120 oC และดําเนินการทดสอบตามขอท่ี 2.1-2.4 ตามลําดับ

3. การตรวจวัดความช้ืน

สุมเก็บตัวอยางเมล็ดพริกไทยกอนและหลังการอบแหงจากการทดลองมาตัวอยางละ 3 ตัวอยางบรรจุลงในกระปองอลูมิเนียมท่ีใชสําหรับวัดความช้ืน ช่ังนํ้าหนักดวยเครื่องช่ังแบบดิจิตอล ความละเอียด 0.01 g จากน้ันนําไปเขาตูอบไฟฟา (Hot air oven) ท่ีอุณหภูมิ 103°C เปนเวลา 72 h จึงนํามาออกมาใสโถแกวบรรจุสารดูดความช้ืน ปดสนิทท้ิงไวใหเย็น จากน้ันนําไปช่ังและบันทึก ขอมูลท่ีไดจะนําไปคํานวณหาความช้ืนจากสมการท่ี (1) และ (2) (วิวัฒน, 2548) ดังน้ี

Mdb = (W-d)/d (1) Mwd = (W-d)/ W (2)

เมื่อ Mdb คือ ความช้ืนเศษสวนมาตรฐานแหง, kgwater/kgdry matter Mwd คือ ความช้ืนเศษสวนมาตรฐานเปยก, kgwater/kgdry matter W คือ นํ้าหนักท่ีเวลาใดๆ, kg d คือ นํ้าหนักแหง,kg

3. ผลการทดลอง

ผลการทดลองจะแบงออกเปน 3 สวน คือการทดสอบสมรรถนะ ผลการทดสอบปริมาณความช้ืนของเมล็ดพริกไทยและการวิเคราะหทางเศรษฐศาสตร โดยการทดสอบสมรรถนะเครื่องอบแหงไดแกกําลังการผลิตความสามารถในการระเหยนํ้าและการสิ้นเปลืองพลังงาน มีรายละเอียดดังน้ี

1. การทดสอบสมรรถนะเครื่องอบแหง ไดผลการทดสอบดังตารางท่ี 1

101


2.3 น�าตัวอย่างของเมล็ดพริกไทยที่ผ่านการอบแห้งแล้วไปหาความชื้นด้วยตู้อบไฟฟ้า (Hot air oven) ที่

อุณหภูมิ 103 oC เป็นเวลา 72 h

2.4 น�าเมล็ดพริกไทยที่เหลือไปลดความชื้นโดยการผึ่งลมธรรมชาติให้เหลือความชื้นประมาณ 15%(d.b.)

2.5 ปรบัตัง้อณุหภมูอิบแห้งของอากาศร้อนไว้ที ่100 และ120 oC และด�าเนนิการทดสอบตามข้อที ่2.1-2.4

ตามล�าดับ

3. การตรวจวัดความชื้น

สุ่มเก็บตัวอย่างเมล็ดพริกไทยก่อนและหลังการอบแห้งจากการทดลองมาตัวอย่างละ 3 ตัวอย่าง บรรจุ

ลงในกระป๋องอลูมิเนียมที่ใช้ส�าหรับวัดความชื้น ชั่งน�้าหนักด้วยเครื่องชั่งแบบดิจิตอล ความละเอียด 0.01 g จากนั้นน�าไป

เข้าตู้อบไฟฟ้า (Hot air oven) ที่อุณหภูมิ 103°C เป็นเวลา 72 h จึงน�ามาออกมาใส่โถแก้วบรรจุสารดูดความชื้น ปิดสนิท

ทิ้งไว้ให้เย็น จากนั้นน�าไปชั่งและบันทึก ข้อมูลที่ได้จะน�าไปค�านวณหาความชื้นจากสมการที่ (1) และ (2) (วิวัฒน์, 2548)

ดังนี้

Mdb

= (W-d)/d (1)

Mwd

= (W-d)/ W (2)

เมื่อ Mdb

คือ ความชื้นเศษส่วนมาตรฐานแห้ง, kgwater/kgdry matter

Mwd

คือ ความชื้นเศษส่วนมาตรฐานเปียก, kgwater/kgdry matter

W คือ น�้าหนักที่เวลาใดๆ, kg

d คือ น�้าหนักแห้ง, kg

3. ผลการทดลอง ผลการทดลองจะแบ่งออกเป็น 3 ส่วน คือการทดสอบสมรรถนะ ผลการทดสอบปริมาณความชื้นของเมล็ด

พรกิไทยและการวเิคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์ โดยการทดสอบสมรรถนะเครือ่งอบแห้ง ได้แก่ ก�าลงัการผลติ ความสามารถ

ในการระเหยน�้าและการสิ้นเปลืองพลังงาน มีรายละเอียดดังนี้

1. การทดสอบสมรรถนะเครื่องอบแห้ง ได้ผลการทดสอบดังตารางที่ 1

ตารางที่ 1 ผลการทดสอบสมรรถนะเครื่องอบแห้ง

เงื่อนไข สมรรถนะ ปริมาณความชื้น อัตราการ การใช้พลังงาน การใช้พลังงาน การใช้พลังงาน

การอบแห้ง ของเครื่อง ระเหยน�้า ไฟฟ้า รวม จ�าเพาะ

(oC) (kg/h) (%d.b.) (kg-H2O/h) (kWh) (MJ/h) (MJ/kg-H

2O)

80 5.53 22.37 2.64 10.88 39.17 14.84

100 7.85 16.84 4.17 11.10 39.96 9.58

120 13.50 14.29 7.52 11.31 40.72 5.41

เมือ่น�าเมลด็พรกิไทยทีม่คีวามชืน้เริม่ต้นเฉลีย่ 70.04 %d.b. น�ามาอบแห้งด้วยเครือ่งอบแห้งฟลอูไิดซ์เบดโดยใช้

อากาศร้อนเวยีนกลับ จนกระทัง่เหลอืความชืน้สดุท้ายอยูใ่นช่วง 14.29 - 22.37 % (d.b.) ดงัภาพที ่7, 8 และ 9 ทีอ่ณุหภูมิ

อบแห้ง 80 100 และ 120 oC เครื่องอบแห้งมีอัตราการผลิตเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิอบแห้งที่สูงขึ้นที่ 120 oC มีค่าสูงสุดคือ

13.50 kg/h ที่ 100 oC มีค่า 7.85 kg/h และที่ 80 oC มีค่า 5.53 kg/h อัตราการระเหยน�้าจะมีค่าเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่

เพิ่มสูงขึ้น ค่าการใช้พลังงานไฟฟ้าพบว่าที่อุณหภูมิอบแห้ง 120 oC มีค่าสูงสุดคือ 11.31 kWh ที่ 100 oC มีค่า 11.10 kWh

102


และ 80 oC มค่ีาต�า่สดุคอื 10.88 kWh ส่วนค่าการใช้พลงังานรวมทีใ่ช้ในการอบแห้งเมลด็พรกิไทยพบว่าทีอ่ณุหภมูอิบแห้ง

120 oC มีค่าสูงสุดคือ 40.72 MJ/h ที่ 100 oC มีค่า 39.96 MJ/h และ 80 oC มีค่าต�่าสุดคือ 39.17 MJ/h และเมื่อพิจารณา

การใช้พลังงานในกระบวนการอบแห้งพบว่า พลังงานจ�าเพาะ (specific energy consumption) ของการอบแห้ง

มีค่าลดลงตามอุณหภูมิการอบแห้งและก�าลังผลิตที่เพิ่มสูงขึ้น โดยมีค่าเท่ากับ 14.84, 9.58 และ 5.41 MJ/kg-H2O

ที่การอบแห้งที่อุณหภูมิ 80 100 และ 120 oC ตามล�าดับ เนื่องจากอุณหภูมิอบแห้งที่สูงสามารถระเหยน�้าได้มากกว่าที่

อุณหภูมิต�่ากว่า (สุรพงษ์ และไกรสร, 2559)

ภาพที่ 7 ลักษณะเมล็ดพริกไทยที่ผ่านการอบแห้งที่อุณหภูมิ 80 oC



ตารางท่ี 1 ผลการทดสอบสมรรถนะเครื่องอบแหง เง่ือนไข

การอบแหง (oC)

สมรรถนะของเคร่ือง (kg/h)

ปริมาณความช้ืน

(%d.b.)

อัตราการ ระเหยนํ้า

(kg-H2O /h)

การใชพลังงานไฟฟา (kWh)

การใชพลังงาน

รวม (MJ/h)

การใชพลังงานจําเพาะ (MJ/kg-H2O)

80 5.53 22.37 2.64 10.88 39.17 14.84 100 7.85 16.84 4.17 11.10 39.96 9.58 120 13.50 14.29 7.52 11.31 40.72 5.41

เมื่อนําเมล็ดพริกไทยท่ีมีความช้ืนเริ่มตนเฉลี่ย 70.04 %d.b. นํามาอบแหงดวยเครื่องอบแหงฟลูอิไดซเบดโดยใชอากาศ

รอนเวียนกลับ จนกระท่ังเหลือความช้ืนสุดทายอยูในชวง 14.29 - 22.37 % (d.b.) ดังภาพท่ี 7, 8 และ 9 ท่ีอุณหภูมิอบแหง 80 100 และ 120 oC เครื่องอบแหงมีอัตราการผลิตเพ่ิมข้ึนตามอุณหภูมิอบแหงท่ีสูงข้ึนท่ี 120 oC มีคาสูงสุดคือ 13.50 kg/h ท่ี 100 oC มีคา 7.85 kg/h และท่ี 80 oCมีคา 5.53 kg/h อัตราการระเหยนํ้าจะมีคาเพ่ิมข้ึนตามอุณหภูมิท่ีเพ่ิมสูงข้ึน คาการใชพลังงานไฟฟาพบวาท่ีอุณหภูมิอบแหง 120 oC มีคาสูงสุดคือ 11.31 kWh ท่ี 100 oC มีคา 11.10 kWh และ 80 oC มีคาต่ําสุดคือ 10.88 kWh สวนคาการใชพลังงานรวม ท่ีใชในการอบแหงเมล็ดพริกไทยพบวาท่ีอุณหภูมิอบแหง 120 oC มีคาสูงสุดคือ 40.72 MJ/h ท่ี 100 oC มีคา 39.96 MJ/h และ80 oC มีคาต่ําสุดคือ 39.17 MJ/h และเมื่อพิจารณาการใชพลังงานในกระบวนการอบแหงพบวา พลังงานจําเพาะ (specific energy consumption) ของการอบแหงมีคาลดลงตามอุณหภูมิการอบแหงและกําลังผลิตท่ีเพ่ิมสูงข้ึน โดยมีคาเทากับ 14.84, 9.58 และ 5.41 MJ/kg-H2O ท่ีการอบแหงท่ีอุณหภูมิ 80 100 และ 120 oC ตามลําดับ เน่ืองจากอุณหภูมิอบแหงท่ีสูงสามารถระเหยนํ้าไดมากกวาท่ีอุณหภูมิต่ํากวา (สุรพงษ และไกรสร, 2559)

ภาพท่ี 7 ลักษณะเมล็ดพริกไทยท่ีผานการอบแหงท่ีอุณหภูมิ 80 oC



2. ปริมาณความช้ืนของเมล็ดพริกไทยท่ีผานการอบแหง จากการวัดคาความช้ืนของเมลด็พริกไทยท่ีผานการอบแหงดวยเครื่องอบแหงฟลูอิไดซเบดโดยใชอากาศรอนเวียนกลับ ไดผลดังแสดงในตารางท่ี 2

ตารางท่ี 2 ผลการทดสอบคาความช้ืนของเมล็ดพริกไทยท่ีผานการอบแหง

เง่ือนไขการทดสอบ ปริมาณความช้ืนเมล็ดพริกไทยจากเกษตรกร

(%d.b.) ปริมาณความช้ืนเมล็ดพริกไทยท่ีผานการอบแหง

(%d.b.)

80 oC 70.04 22.37 100 oC 70.04 16.84 120 oC 70.04 14.29

3. การวิเคราะหทางเศรษฐศาสตร ในการสรางเครื่องอบแหงขาวเปลือกงอกแบบฟลูอิไดซเบดโดยใชอากาศรอนเวียนกลับ ขนาด ลงทุนท้ังหมดประมาณ (คาวัสดุ+คาอุปกรณควบคุม) 125,000 บาท เลือกใชเง่ือนไขการทดสอบท่ีอุณหภูมิ



2. ปริมาณความช้ืนของเมล็ดพริกไทยท่ีผานการอบแหง จากการวัดคาความช้ืนของเมลด็พริกไทยท่ีผานการอบแหงดวยเครื่องอบแหงฟลูอิไดซเบดโดยใชอากาศรอนเวียนกลับ ไดผลดังแสดงในตารางท่ี 2

ตารางท่ี 2 ผลการทดสอบคาความช้ืนของเมล็ดพริกไทยท่ีผานการอบแหง

เง่ือนไขการทดสอบ ปริมาณความช้ืนเมล็ดพริกไทยจากเกษตรกร

(%d.b.) ปริมาณความช้ืนเมล็ดพริกไทยท่ีผานการอบแหง

(%d.b.)

80 oC 70.04 22.37 100 oC 70.04 16.84 120 oC 70.04 14.29

3. การวิเคราะหทางเศรษฐศาสตร ในการสรางเครื่องอบแหงขาวเปลือกงอกแบบฟลูอิไดซเบดโดยใชอากาศรอนเวียนกลับ ขนาด ลงทุนท้ังหมดประมาณ (คาวัสดุ+คาอุปกรณควบคุม) 125,000 บาท เลือกใชเง่ือนไขการทดสอบท่ีอุณหภูมิ

103


2. ปริมาณความชื้นของเมล็ดพริกไทยที่ผ่านการอบแห้ง

จากการวดัค่าความชืน้ของเมลด็พรกิไทยทีผ่่านการอบแห้งด้วยเครือ่งอบแห้งฟลูอไิดซ์เบดโดยใช้อากาศร้อน

เวียนกลับ ได้ผลดังแสดงในตารางที่ 2

ตารางที่ 2 ผลการทดสอบค่าความชื้นของเมล็ดพริกไทยที่ผ่านการอบแห้ง

เงื่อนไขการทดสอบ ปริมาณความชื้นเมล็ดพริกไทยจากเกษตรกร ปริมาณความชื้นเมล็ดพริกไทยที่ผ่านการอบแห้ง

(%d.b.) (%d.b.)

80 oC 70.04 22.37

100 oC 70.04 16.84

120 oC 70.04 14.29

3. การวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์ ในการสร้างเครื่องอบแห้งข้าวเปลือกงอกแบบฟลูอิไดซ์เบดโดยใช้อากาศ

ร้อนเวียนกลับ ขนาด ลงทุนทั้งหมดประมาณ (ค่าวัสดุ+ค่าอุปกรณ์ควบคุม) 125,000 บาท เลือกใช้เงื่อนไขการทดสอบที่

อุณหภูมิอบแห้ง 80 oC เพราะเมล็ดพริกไทยมีสีใกล้เคียงกับเมล็ดพริกไทยด�าที่มีขายตามตลาด จุดคุ้มทุนได้จากการน�า

เงินลงทุนหารด้วยรายได้รวมจากการขายเมล็ดพริกไทยผ่านการอบแห้งรายปี

จุดคุ้มทุน (ปี) = เงินลงทุน (บาท) / เงินรายได้รวมจากการขายข้าวกล้องงอกรายปี (บาทต่อปี) (ไพบูลย์, 2550)

= 125,000 / 655,556

= 0.19 ปี (ประมาณ 2 เดือนครึ่ง)

4. วิจารณ์ 1. อุณหภูมิอบแห้งมีค่าเพิ่มข้ึนจะท�าให้เครื่องอบแห้งมีก�าลังการผลิตเพิ่มขึ้นเนื่องจากความร้อนในระบบ

การอบแห้งมีค่าเพิ่มขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนก็จะสูงขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะท�าให้อัตราการอบ

แห้งเร็วขึ้นและจะท�าให้ได้ก�าลังการผลิตเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิอบแห้งที่มีค่าเพิ่มขึ้น

2. เมือ่พจิารณาการใช้พลงังานในกระบวนการอบแห้งพบว่า พลงังานจ�าเพาะ (specific energy consumption)

ของการอบแห้งมค่ีาลดลงตามอณุหภมูกิารอบแห้งและก�าลงัผลติทีเ่พิม่สงูขึน้ เน่ืองจากอุณหภมูอิบแห้งทีส่งูสามารถระเหย

น�้าได้มากกว่าที่อุณหภูมิต�่ากว่า

3. จุดคุ้มทุนในการสร้างเครื่องอบแห้งเท่ากับ 0.19 ปี จาก 1 ปี ท�างานแค่ 3 เดือนเท่านั้น จะพบว่าสามารถ

คืนเงินลงทุนและสร้างก�าไรให้แก่ผู้ท่ีสนใจในเครื่องอบแห้งด้วยเทคนิคฟลูอิไดซ์เบดโดยใช้อากาศร้อนเวียนกลับ ที่ใช้อบ

แห้งเมล็ดพริกไทยเพื่อน�าไปผลิตเป็นเมล็ดพริกไทยด�าที่สะอาดและทันต่อความต้องการของผู้บริโภค

4. การเปลีย่นแปลงความชืน้ของเมลด็พรกิไทยท่ีผ่านการอบแห้ง ทีอ่ณุหภูมต่ิางกนัจะให้เมล็ดพรกิไทยมคีวามช้ืน

สดุท้ายแตกต่างกนั ท้ังนีอ้าจเป็นผลเนือ่งจากลกัษณะการกระจายตวัของอณุหภมูภิายในเครือ่งอบแห้งไม่มคีวามสม�า่เสมอ

ในแต่ละช่วงเวลาของการอบแห้ง ท�าให้การถ่ายเทความร้อนให้กับเมล็ดพริกไทยมีค่าแตกต่างกันกัน

5. สีของเมล็ดพริกไทยที่อบแห้งอุณหภูมิ 80 oC มีสีที่คล้ายกับเมล็ดพริกที่ขายตามท้องตลาด ส่วนอุณหภูมิ

อบแห้งที่ 100 และ 120 oC สีของเมล็ดพริกไทยมีลักษณะเหลืองซีดปนด�า

104


5. สรุป จากการศึกษาการอบแห้งเมล็ดพริกด้วยเทคนิคฟลูอิไดซ์เบดโดยใช้อากาศร้อนที่อุณหภูมิอบแห้ง 80, 100 และ

120 oC ความเร็วอากาศร้อน 4.07, 4.27 และ 4.35 m/s ตามล�าดับ ความสูงเบด 6 cm. ความชื้นของเมล็ดพริกไทย

ก่อนอบแห้ง 70.04 % (d.b.) เมื่อน�ามาอบแห้งพบว่าที่อุณหภูมิอบแห้ง 80, 100 และ 120 oC เครื่องอบแห้งสามารถลด

ความชื้นของเมล็ดพริกไทยเหลือความชื้นสุดท้าย 22.37, 16.84 และ 14.29 % (d.b.) ตามล�าดับ ก�าลังการผลิตอุณหภูมิ

อบแห้งที ่120 oC มค่ีาสูงสดุคอื 13.50 kg/h ที ่100 oC มค่ีา 7.85 kg/h และที ่80 oC มค่ีา 5.53 kg/h อตัราการระเหยน�า้

จะมค่ีาเพิม่ขึน้ตามอณุหภมูทีิเ่พิม่สงูข้ึน ค่าการใช้พลงังานไฟฟ้าพบว่าทีอุ่ณหภมูอิบแห้ง 120 oC มค่ีาสงูสดุคอื 11.31 kWh

ที่ 100 oC มีค่า 11.10 kWh และ 80 oC มีค่าต�่าสุดคือ 10.88 kWh ส่วนค่าการใช้พลังงานรวม พบว่าที่อุณหภูมิอบแห้ง

120 oC มีค่าสูงสุดคือ 40.72 MJ/h ที่ 100 oC มีค่า 39.96MJ/h และ 80 oC มีค่าต�่าสุดคือ 39.17 MJ/h และเมื่อพิจารณา

การใช้พลงังานในกระบวนการอบแห้งพบว่า พลงังานจ�าเพาะของการอบแห้งมค่ีาลดลงตามอณุหภูมกิารอบแห้งและก�าลัง

ผลิตที่เพิ่มสูงขึ้น โดยมีค่าเท่ากับ 14.84 9.58 และ 5.41 MJ/kg-H2O ที่การอบแห้งที่อุณหภูมิ 80, 100 และ 120 oC

ตามล�าดับ เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการผลิตเมล็ดพริกไทยด�าแบบดั้งเดิมซึ่งใช้เวลาเป็นเวลา 4 วัน ในการตากแดด

งานวิจัยนี้จะสามารถลดขั้นตอนและระยะเวลาในการผลิตเมล็ดพริกไทยด�าลงได้มาก

ข้อเสนอแนะ 1. ควรน�าเมล็ดพริกไทยท่ีผ่านการอบแห้งท่ีอุณหภูมิ 80 oC ไปผึ่งลมตามธรรมชาติอีกเพราะอาจมีความชื้น

เหลืออยู่ ซึ่งจะท�าให้เกิดราได้

2. ควรมีศึกษาการน�าความร้อนจากก๊าซหุงต้มมาใช้แทนระบบการให้ความร้อนด้วยไฟฟ้าจะท�าให้ประหยัด

ค่าใช้จ่าย

3. ควรเพิ่มขนาดห้องอบแห้งให้มีขนาดใหญ่กว่าเดิมเพื่อเพิ่มก�าลังการผลิต

4. ควรเปลี่ยนแผ่นกระจายลมให้มีขนาดใหญ่กว่าเดิม

5. เมล็ดพริกไทยควรท�าความสะอาดเอาสิ่งเจือปนออกก่อนๆ น�ามาทดสอบ

6. กิตติกรรมประกาศ การวจิยัเรือ่ง การพฒันาการอบแห้งพรกิไทยสายพันธ์ุจันทบรุด้ีวยเทคนคิฟลอูไิดซ์เบดโดยใช้อากาศร้อนส�าหรบั

เกษตรกร ส�าเร็จได้เนื่องจากความอนุเคราะห์ทุนอุดหนุนจากงบประมาณแผ่นดิน มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคล

ตะวันออก ในสาขาวิชาการและกลุ่มวิชาท่ีท�าวิจัย เกษตรศาสตร์และชีววิทยา (วิศวกรรมและเครื่องจักรกลเกษตร)

ปีงบประมาณ 2558

7. เอกสารอ้างอิงไพบูลย์ แย้มเผื่อน. 2550. เศรษฐศาตสร์วิศวกรรม. บริษัทซีเอ็ดยูเคชั่นจ�ากัด (มหาชน). กรุงเทพฯ.

วิวัฒน์ ตัณฑะพาณิชกุล. 2548. เทคโนโลยีอบแห้งในอุตสาหกรรมอาหาร, ส�านักพิมพ์ ส.ส.ท. สมาคมส่งเสริม (ไทย –

ญี่ปุ่น), 183 หน้า.

สุรพงษ์ โซ่ทอง และ ไกรสร รวยป้อม. 2559. รายงานการวิจัยเรื่อง การพัฒนาการอบแห้งพริกไทยสายพันธุ์จันทบุร ี

ด้วยเทคนิคฟลูอิไดซ์เบดโดยใช้อากาศร้อนส�าหรับเกษตรกร. คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรมการเกษตร

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลตะวันออก.

Documents

การพัฒนาการอบแห้งพริกไทยจันทบุรีด้วยเทคนิคฟลูอิไดซ์เบดโดย ...old.rmutto.ac.th/fileupload/Wannasa