การพฒนาแบบจาลองทางคณตศาสตรของกระบวนการอบแหงดวยตอบแหง แบบลมรอน: กรณศกษา: ปลาบดแผนอบแหง

Mathematical Model of Drying Process in Hot Air Dryer: Case Study: Dried Minced Fish Sheet

พสฐ วงศสงาศร Pisit Wongsa-Ngasri เบญจวรรณ ธรรมธนารกษ Benjawan Thumthanaruk

สทธวฒน แซฮอ Suttiwat Sae-Hor

กองวจยและพฒนาอตสาหกรรมสตวนา Fishery Technological Development Division กรมประมง Department of Fisheries กระทรวงเกษตรและสหกรณ Ministry of Agriculture and Cooperatives

เอกสารวชาการฉบบท ๕/๒๕๕๘ Technical Paper No. 5/2015

การพฒนาแบบจาลองทางคณตศาสตรของกระบวนการอบแหงดวยตอบแหง แบบลมรอน: กรณศกษา :ปลาบดแผนอบแหง

Mathematical Model of Drying Process in Hot Air Dryer: Case Study: Dried Minced Fish Sheet

พสฐ วงศสงาศร Pisit Wongsa-Ngasri เบญจวรรณ ธรรมธนารกษ Benjawan Thumthanaruk

สทธวฒน แซฮอ Suttiwat Sae-Hor กองวจยและพฒนาอตสาหกรรมสตวนา Fishery Technological Development Division กรมประมง Department of Fisheries ๒๕๕๘ 2015

รหสทะเบยนวจย 52-0807-52080

เอกสารวชาการฉบบท ๕/๒๕๕๘ Technical Paper No. 5/2015

iiสารบาญ

หนา บทคดยอ 1 Abstract 2 คานา 3 วตถประสงค 6 อปกรณและวธการทดลอง 6

1. วตถดบ 6 2. เครองมอและอปกรณ 6 3. วธการทดลอง 7

ผลการทดลองและวจารณผล 12 1. การศกษากระบวนการเตรยมตวอยางแมงกะพรนและการผลตโปรตนไฮโดรไลเซท 16

จากแมงกะพรนกอนการอบแหง 2. การศกษาสภาวะทเหมาะสมในกระบวนการผลตผงโปรตนจากแมงกะพรนไฮโดรไลเซท 27

ดวยวธอบแหงแบบพนฝอย 3. การศกษาคณภาพทางเคมกายภาพและจลนทรยของผงโปรตนจากแมงกะพรน 33

และศกษาการเกบรกษา สรปผลการทดลอง 35 ขอเสนอแนะ 37 เอกสารอางอง 37 ภาคผนวก 41

iiiสารบาญภาพ

ภาพท หนา

1 คาเฉลยปรมาณผลผลต (%Yield) ของแมงกะพรนหนงสวนรม 12 2 คาเฉลยปรมาณผลผลต (%Yield) ของแมงกะพรนหนงสวนขา 13 3 คาเฉลยปรมาณผลผลต (%Yield) ของแมงกะพรนลอดชองสวนรม 13 4 คาเฉลยปรมาณผลผลต (%Yield) ของแมงกะพรนลอดชองสวนขา 14 5 โปรตนทละลายนาไดจากแมงกะพรนหนงสวนรม 15 6 โปรตนทละลายนาไดจากแมงกะพรนหนงสวนขา 15 7 โปรตนทละลายนาไดจากแมงกะพรนลอดชองสวนรม 16 8 โปรตนทละลายนาไดจากแมงกะพรนลอดชองสวนขา 16 9 pH ของโปรตนไฮโดรไลเซทจากแมงกะพรนหนงสวนรม 17 10 pH ของโปรตนไฮโดรไลเซทจากแมงกะพรนหนงสวนขา 17 11 pH ของโปรตนไฮโดรไลเซทจากแมงกะพรนลอดชองสวนรม 18 12 pH ของโปรตนไฮโดรไลเซทจากแมงกะพรนลอดชองสวนขา 18 13 % DH ของโปรตนไฮโดรไลเซทจากแมงกะพรนหนงสวนรม (RB) 19 14 % DH ของโปรตนไฮโดรไลเซทจากแมงกะพรนหนงสวนขา (RL) 20 15 % DH ของโปรตนไฮโดรไลเซทจากแมงกะพรนลอดชองสวนรม (LB) 20 16 % DH ของโปรตนไฮโดรไลเซทจากแมงกะพรนลอดชองสวนขา (LL) 21

ivสารบาญตาราง

ตารางท หนา

1 คา L* ของโปรตนไฮโดรไลเซทของแมงกะพรนหนง สวนรม 22 2 คา L* ของโปรตนไฮโดรไลเซทของแมงกะพรนหนง สวนขา 22 3 คาL*ของโปรตนไฮโดรไลเซทของแมงกะพรนลอดชองสวนรม 22 4 คาL*ของโปรตนไฮโดรไลเซทของแมงกะพรนลอดชองสวนขา 23 5 คา b* ของโปรตนไฮโดรไลเซทของแมงกะพรนหนง สวนรม 23 6 คา b* ของโปรตนไฮโดรไลเซทของแมงกะพรนหนง สวนขา 23 7 คา b* ของโปรตนไฮโดรไลเซทของแมงกะพรนลอดชอง สวนรม 24 8 คา b* ของโปรตนไฮโดรไลเซทของแมงกะพรนลอดชอง สวนขา 24 9 องคประกอบของกรดอะมโนในวตถดบแมงกะพรนหนงและลอดชอง 26

สวนรมและขา (g/100 g ตวอยาง) 10 ความสมพนธระหวางอณหภมขาเขาและความเขมขนมอลโตเดกซตรนตอ 28

รอยละผลผลตของผงโปรตนจากแมงกะพรนหนง 11 ความสมพนธระหวางอณหภมขาเขาและความเขมขนมอลโตเดกซตรนตอ 28

รอยละผลผลตของผงโปรตนจากแมงกะพรนลอดชอง 12 ปรมาณความชนของผงโปรตนจากแมงกะพรนหนง 30 13 ปรมาณความชนของผงโปรตนจากแมงกะพรนลอดชอง 30 14 ผลความสมพนธของอณหภมขาเขาและความเขมขนมอลโตเดกซตรนตอ 32

ความสามารถในกละลายท 25 องศาเซลเซยส ของผงโปรตนจากแมงกะพรนหนง 15 ผลความสมพนธของอณหภมขาเขาและความเขมขนมอลโตเดกซตรนตอ 32

ความสามารถในกละลายท 25 องศาเซลเซยส ของผงโปรตนจากแมงกะพรนลอดชอง 16 องคประกอบทางเคมของผงโปรตนจากแมงกะพรน 33 17 ปรมาณความชนและ aw ของผงโปรตนจากแมงกะพรนทเกบรกษาเปนเวลา 3 เดอน 34 18 การวเคราะหปรมาณจลนทรยของผงโปรตนจากแมงกะพรนเมอเกบรกษาเปนเวลา 3 เดอน 35

การพฒนาแบบจาลองทางคณตศาสตรของกระบวนการอบแหงดวยตอบแหง แบบลมรอน: กรณศกษา :ปลาบดแผนอบแหง

พสฐ วงศสงาศร*๑ สเมธ สพชญางกร๑ สนย พยอมแจมศร๒และ สรเมษ ชโลวฒนะ๒

๑กลมนวตกรรมผลตภณฑสตวนาเชงพาณชย กองพฒนาอตสาหกรรมสตวนา กรมประมง ๒กลมวจยและพฒนาผลตภณฑสตวนา กองพฒนาอตสาหกรรมสตวนา กรมประมง

บทคดยอ

งานวจยนมวตถประสงค เพอพฒนาแบบจาลองทางคณตศาสตรของกระบวนการผลตปลาบดแผนอบแหง โดยวเคราะหหา Desorption Isotherm ของการอบแหงปลาบดแผน และศกษาจลพลศาสตรของการอบแหง (Drying kinetics) แปรอณหภมในการอบ 3 ระดบ (45, 55 และ 60 องศาเซลเซยส) และพฒนาแบบจาลองทางคณตศาสตรของกระบวนการอบแหง ไดสมการทางคณตศาสตรการอบแหงของแผนบดแผนในตอบลมรอนสามารถแบงไดเปนสองชวง คอ ชวงการอบแหงทมอตราการอบแหงแบบคงท (Constant Drying Rate Period) และการอบแหงทมอตราการอบแหงแบบลดลง (Falling Drying Rate Period)

ชวงการอบแหงทมอตราการอบแหงแบบคงทเปนชวงทความชนสงกวา 7 decimal d.b. มความถกตองใกลเคยงกบคาทไดจากการทดลองคอนขางสงของทกอณหภมในการอบแหง (45 55 และ 60oC) และมคา experimental mass-transfer coefficients, kp ของการอบแหงท อณหภม 45 55 และ 60oC เทากบ 9.027x10-8 1.266x10-7 1.290x10-7 kg/m2 s. Pa ตามลาดบ โดยมคาเฉลยของทง 3 อณหภมเทากบ 1.153x10-7 kg/m2 s. Pa

ชวงการอบแหงทมอตราการอบแหงแบบลดลง จะไดคา Dm ทอณหภมในการอบแหง 45 55 60oC เทากบ 1.85E-14, 2.50E-14, และ 3.60E-14 m2/s ตามลาดบ และเมอพจารณาคา Dm ของแตละอณหภม พบวา คา Dm ลดลงเมอคา Bim เพมขน และ ทคา Bim เทากน คา Dm จะเพมขนเมออณหภมในการอบแหงเพมขน โดย internal conductive resistance ภายในอาหาร มผลมากกวา external convective resistance และเมอนาคา Dm มาหาความสมพนธกบคาอณหภมในการอบแหง ดวยสมการของ Arrhenius พบวา คา Activation energy (Ea) มคาเทากบ 37.09 kJ/mol และมคา r2 ทคอนขางสงท 0.9357

คาสาคญ ปลาบดแผน การพฒนาผลตภณฑ การพฒนากระบวนการผลต การอบแหง *ผรบผดชอบ: เกษตรกลาง จตจกร กรงเทพฯ ๑๐๙๐๐ โทร: ๐-๒๙๔๐-๖๑๓๐-๔๕ ตอ ๔๓๑๕ Email: fluke_w2001@yahoo.com, pisitw@fisheries.go.th

2

Mathematical Model of Drying Process in Hot Air Dryer: Case Study: Dried Minced Fish Sheet

Pisit Wongsa-Ngasri1*,Sumate Supichayangure1, Sunee Payomjamsri2 and Soramate

Chalowattana 2 1Innovative Technology of Fish and Fishery Products in Commercials Unit,

2Fish Processing and Product Development Unit ,

Abstract

The objectives of this study were to develop a mathematical model of drying process for the product. The desorption isotherm and drying kinetics of minced fish sheet product were studied. Drying temperatures were varied to 45, 55 and 60 degree celcius, resulting to drying process model. The drying equations comprised of 2 ranges, constant drying rate period and falling drying rate period.

The constant drying rate period started from the beginning of drying process until the moisture content reached 7 decimal (dry basis) which was highly accurate at every experimental temperatures (45, 55 and 60 degree celcius) and the experimental mass-transfer coefficients, kp were 9.027x10-8 1.266x10-7 1.290x10-7 kg/m2 s. Pa at 45, 55 and 60 degree celcius, respectively. The average kp of all 3 temperatures was 1.153x10-7 kg/m2 s. Pa.

At the falling drying rate period, the diffusion coefficient (Dm) values at 45, 55 and 60 degree celcius were 1.85E-14, 2.50E-14, และ 3.60E-14 m2/s, respectively. For each temperature, the Dm increased when Biot number (Bim) increased and at the same Bim value, the Dm increased when drying temperature increased. This showed that the internal conductive resistance had more impact to the mass-transfer rate than the external convective resistance. The Arrhenius expression was fitted to the experimental values of Dm as a function of 1/Temperatue. The Activation energy (Ea) was 37.09 kJ/mol with r2 at 0.9357. Key words: Minced fish sheet, Product development, Process development, Drying *Corresponding author: Kaset-klang Chatuchak, Bangkok 10900 Tel: 0-2940-6130-45 ext. 4315 Email: fluke_w2001@yahoo.com, pisitw@fisheries.go.th

3

บทนา

นาเปนองคประกอบทสาคญของอาหารและในอาหารสวนใหญ จะมนาเปนองคประกอบทมาก

ทสด โดยเฉพาะอยางยงในผกและผลไม ซงนาจะมสวนทาใหเกดกระบวนการเสอมเสยทางจลนทรยและปฏกรยาทางเคมได (Fennema, 1996) ดงนนเพอทจะควบคมการเสอมเสยทางจลนทรยและปฏกรยาทางเคมของอาหาร ความชนในอาหารจาเปนตองถกกาจดออกในปรมาณทมากพอ จนกระทงถงระดบททาใหคา water activity ของอาหารมคาอยในชวงทสามารถยบยงการเจรญเตบโตของเชอจลนทรยและทาใหปฏกรยาทางเคมตางๆ อยในระดบตาทสด

ปลาเปนสนคาทสาคญตวหนงของประเทศไทย มการจบ เพาะเลยงและแปรรปเปนผลตภณฑตางๆ มากมายเพอเพมมลคาของสนคาและใหมความหลากหลายมากขน โดยเฉพาะอยางยงในระดบผลตภณฑสตวนาพนเมอง ทงนขนอยกบลกษณะของปลาทใชเปนวตถดบ แหลงทผลต ภมปญญาพนบาน รวมถงวฒนธรรมในการบรโภคของแตละทองถน อยางไรกตาม เนองดวยปญหาราคานามนทสงขนและยงคงมแนวโนมทจะสงขนในอนาคต ทาใหตนทนการจบและการผลตสงขน ดงนน วธการใดๆ ทสามารถ ลดตนทนการผลต หรอ เพมมลคาของสนคาได จะชวยในการแกปญหาดงกลาวได

ปลาบดแผน เปนอกทางเลอกหนงทสามารถเพมมลคาของปลาได ปลาบดแผนจะมลกษณะทกรอบ มสนาตาลทอง ซงมแบบอยางมาจาก หมแผน โดยสามารถผลตไดจากปลาหลายชนด เชน ปลา mackerel ชนดลาตวสน (Rastrelliger brachysoma) ปลา round scad (Decapterus maruadsi) เปนตน และมการผสมเครองเทศตางๆ ลงไปเพอเพมกลนและรสชาตของปลาบดแผน

นอกจากน ในระดบอตสาหกรรมขนาดกลางและขนาดยอม ซงเกดจากการรวมกลมของชาวบานในพนทและผลตสนคาอนมพนฐานมาจากภมปญญาชาวบาน มการรายงานวา สนคายงมปญหาในเรองความไมสมาเสมอของคณภาพ อนเนองมาจากการควบคมการผลตในขนตอนตางๆ ผประกอบการขาดความรทเกยวของในการแปรรปอาหารอบแหง ยงมการควบคมในระหวางกระบวนการแปรรปทไมไดใชหลกทางวชาการมากนก โดยสวนใหญจะอาศยประสบการณอนเกดจากการลองผดลองถก ทาใหเกดการสญเสย ทงทางดานเวลา ตนทนของวตถดบและพลงงานทตองเสยไป นอกจากน เมอวตถดบมการเปลยนแปลงไปทงในดานกายภาพ เคม หรอ ชวเคม หรอ มความตองการผลตภณฑใหม หรอ สตรอาหารเปลยนไป การควบคมกระบวนการอบแหง จะเปลยนแปลงไป จะเกดปญหาการควบคมปจจยการผลตทเหมาะสม โดยเฉพาะอยางยง เวลาในการอบแหง อนมผลโดยตรงตอคาความชนของผลตภณฑสดทาย ซงใชในการควบคมคา water activity อกขนหนง สงผลตอคณภาพและความปลอดภยของอาหาร ทาใหตองหา optimal conditions ในการอบแหงของผลตภณฑนนๆ ใหมทกครง

กระบวนการอบแหงเปนวธการถนอมอาหารทเกาแกทสดวธหนง ซงเปนการปรบลดปรมาณนาในผลตภณฑอาหารใหมคาตาจนกระทงไมสามารถเกดการเสอมเสยทางจลนทรยได รวมทง เพอลดโอกาสในการเสอมเสยของอาหารอนเนองมาจากสาเหตอนทไมไดเกดจากจลนทรย เชน ปฏกรยาทางเคมและชวเคม เปนตน จดประสงคในการอบแหง นอกเหนอจากการถนอมรกษาอาหาร ใหมอายการเกบรกษาทยนยาวขนแลว การ

4

อบแหงยงชวยลดนาหนกและปรมาตรของผลตภณฑ ทาใหสามารถขนสงและเกบรกษาไดในปรมาณทมากขนและมประสทธภาพ และในบางครง การอบแหง ยงชวยใหเกดความสะดวกในการบรโภคและนาไปใชตอผบรโภค

การอบแหงเปนการนาเอาความชนออกจากตวอาหาร ซงตองทาขนในลกษณะทใหเกดผลกระทบตอคณภาพของผลตภณฑนอยทสด ในบางกรณ การอบแหงตองคานงถงการคนตวของผลตภณฑอบแหง (Rehydration) เมอมการทาใหผลตภณฑคนตวแลว อาหารควรมคณภาพใกลเคยงกบลกษณะเดมกอนการผานการอบแหงมากทสด เพอทจะบรรลวตถประสงคตาง ๆ ของการอบแหงนน การถายเทความรอนและมวล (Heat and mass transfer) ภายในตวผลตภณฑอาหารตองเกดขนอยางเหมาะสม การออกแบบกระบวนการอบแหง จาเปนตองวเคราะหการถายเทความรอนและมวลทเกดขน รวมทงตองเขาใจกระบวนการตางๆ ทเกดขนในการอบแหงเพอทจะไดประสทธภาพสงสดและไดผลตภณฑทมคณภาพตามทตองการ

ในอดต การทาแหงสวนใหญจะทาโดยการตากแดดซงเกยวของกบการแผรงสความรอน เปนวธการทงายและประหยดพลงงาน ในปจจบน ถงแมวาวธการทาแหงจะมกระบวนการใหมๆ เกดขน เชน การอบแหงโดยใชลมรอน (hot air drying) การทาแหงโดยใชคลนไมโครเวฟ (microwave heating), osmotic dehydration และ การทาแหงแบบแชเยอกแขง (freeze drying) แตการอบแหงแบบเกากยงคงใชกนอยในปจจบน (Salengke, 2000)

โดยทวไปแลว อตราการกาจดความชนออกจากผกและผลไมในระหวางการอบแหงจะมคาคอนขางตา สาหรบการทาแหงของผกและผลไมโดยใชอากาศรอน (hot air drying) คาคงทของการแพรของความชนจะมคาอยในชวงประมาณ 10-10 m2/s ซงเปนคาทตา ทาใหการอบแหงมประสทธภาพตาและคณภาพของอาหารทไดตาลง ดงนนการควบคมอตราการกาจดความชนจงมความสาคญในการอบแหง (Saravacos and Charm, 1962; Saravacos and Raouzeos, 1986)

กระบวนการอบแหง เปนกระบวนการแปรรปทใชกนอยางแพรหลายในสนคาผลตภณฑประมงพนเมอง เนองจากราคาเครองอบแหงไมสงมาก ประดษฐไดงาย ไมสลบซบซอน ซงในความเปนจรงแลว กระบวนการอบแหง เปนกระบวนการทคอนขางซบซอน ตองอาศยความรหลากหลายสาขาในการควบคมกระบวนการผลต เนองจากมปจจยทสาคญหลายตวทมผลตอการอบแหง เชน ปรมาณความชนของอาหารกอนและหลงการอบแหง คาการนาความรอน (thermal conductivity) ของตวอาหารทเปลยนแปลงตามอณหภมท เปลยนไประหวางการอบแหง การแลกเปลยนความรอนแบบการนาและการพา (conductive and convective heat transfer) คาพนทผวและความหนาของอาหารในการเกดการแลกเปลยนความรอน คาการพาความรอนของอากาศรอนภายในเครองอบแหง รวมถงอณหภม ความชน และ ความเรวของลมทใชในการอบแหง นอกจากน ยงตองอาศยความรเรองการแพร (mass transfer) ของนาจากตวอาหารสอากาศ เปนตน จากปจจยทกลาวมาทงหมด จะเหนไดวา ในการควบคมการอบแหงจาเปนตองทราบคาของปจจยตางๆ รวมถงผลของการเปลยนแปลงของคาเหลานตอผลตภณฑสดทาย ซงในปจจบน ผผลตสนคาผลตภณฑอบแหงใชความเคยชนและประสบการณในการควบคมการผลต ทาใหตองใชวธการลองผดลองถกกวาจะไดสนคาออกมา ทาใหสญเสยเวลาและทรพยสนเงนทอง และกอาจจะไมไดสนคาสดทายทมคณภาพไมดเทาทควรจะเปน

5

ดงนน การใชแบบจาลองทางคณตศาสตร (Mathematical model) ทนาเชอถอ จะเปนทางหนงทสามารถชวยแกปญหาเหลานได เพอใหมการควบคมการผลตทงายและมประสทธภาพมากยงขน ทาใหไดผลตภณฑอบแหงทมคณภาพดขน โดยในงานวจยน จะใชปลาบดแผนอบแหงเปนกรณศกษาเรมตน เนองจากปลาบดแผนมความเปนเนอเดยวกนพอสมควร (Homogeneous) และสามารถควบคมความหนาและพนทผวในการแลกเปลยนความรอนและการแพรของนาไดสมาเสมอ ซงจะทาใหงายในการพฒนาแบบจาลองทางคณตศาสตรของกระบวนการอบแหง ซงสามารถนาแบบจาลองทางคณตศาสตรดงกลาว ไปพฒนาใชกบสนคาผลตภณฑประมงอบแหงทมลกษณะทซบซอนมากขนตอไป

ประโยชนทคาดวาจะไดรบจากงานวจยน คอ ทาใหไดแบบจาลองทางคณตศาสตรทใชในการควบคมการผลตปลาแผนอบแหงท เหมาะสมในเชงพาณชย นอกจากน ยงสามารถนาแบบจาลองทางคณตศาสตรดงกลาวไปประยกตปรบใชกบสนคาผลตภณฑประมงอบแหงตางๆ ทมลกษณะใกลเคยงกน ได เพอใช กบโรงงานอตสาหกรรมประมงขนาดกลางและขนาดยอมในการเพมมลคาสนคาประมง รวมทงลดการสญเสยอนเกดจากการผลตทมประสทธภาพตาในเรองของการควบคมกระบวนการอบแหง

วตถประสงค

เพอพฒนาแบบจาลองทางคณตศาสตรของกระบวนการผลตปลาบดแผนอบแหง

การเตรยมวตถดบและผลตปลาบดแผนอบแหง

นาปลาดกสดทงตวขนาด 3 ตวตอกโลกรม มาตดหวเอาไสพงออก ลางนาใหสะอาด แลเนอปลาเปนชนตามความยาวของลาตวปลา ลอกหนงและเอากางกลางออก ใหเหลอเฉพาะสวนเนอปลาแล นาไปผลตปลาบดแผนอบแหงตามสตรพนฐานตอไป

สตรพนฐานของปลาบดแผนอบแหงทอดกรอบ ประกอบดวยเนอปลาดกบดเปนสวนประกอบหลก นาตาลทราย ซอวขาว พรกไทย ยหรา และเมลดผกช (เพญศรและคณะ, 2549) นาปลามาแลเอาสวนเนอจากลาตวทง 2 ขาง ลอกหนง เอากระดกออก ลางดวยนาเกลอ 4 % และลางตามดวยนาเปลา ผงใหสะเดดนา นามาบดละเอยด ชงนาหนกปลา นาเครองปรงและเครองเทศตามอตราสวนมาผสมกบเนอปลาบด นวดใหเปนเนอเดยวกนประมาณ 10 นาทดวยเครองนวด วางเนอปลาทนวดแลวประมาณ 50 กรมบนถงพลาสตกโพลโพรพลนทตดไว รดเปนแผนบางโดยใชเฟรมททาจาก stainless steel ชวยใหไดความหนาประมาณ 1 มลลเมตร ลอกแผนพลาสตกดานบนจากแผนปลาทรดไว นาไปอบแหงในตอบลมรอน ทอณหภม 45 ºC เปนเวลา 4 ชวโมง โดยพลกดานของแผนปลาทก 2 ชวโมง ตดแผนปลาอบแหงเปนชนสเหลยมขนาด 1.5 x 1.5 นว บรรจสญญากาศในถงพลาสตก เมอตองการจะทดสอบผลตภณฑ นาแผนปลาอบแหงทบรรจสญญากาศมาทอดดวยนามนพชในกระทะไฟฟาทมระบบควบคมอณหภม ทอณหภมประมาณ 215ºC เปนเวลา 2-5 วนาท นาปลาบดแผนทอดกรอบขนมาสะเดดนามนและวางไวทอณหภมหอง เพอรอทดสอบตอไป (แผนภมท 1 และภาพท 1)

6

7

เนอปลาแล

ลอกหนงปลาและเอากางออก

ลางนาเกลอ 4% และลางดวยนา

บดเนอปลาดวยเครองบดอาหาร

ผสมสวนผสมตางๆ

นวดใหเขากนประมาณ 10 นาท

นาสวนผสมนาหนก 50 กรม รดใหเปนแผนสเหลยมขนาดประมาณ 7 x 11 นว หนาประมาณ 1 มลลเมตร

อบในตอบลมรอน (Tray drier) ทอณหภม 45 ºC นาน 4 ชวโมง

ตดเปนชนสเหลยมขนาด 1.5x1.5 นว

ทอดดวยนามน ทอณหภมประมาณ 215 องศาเซลเซยส เวลาประมาณ 2-5 วนาท

ปลาบดแผนอบแหงทอดกรอบ

8

แผนภมท 1 ขนตอนการผลตปลาบดแผนอบแหงทอดกรอบ

9

แลเนอปลาดก ลอกหนง ลางเนอปลาดวยนาเกลอและลางนา บดใหละเอยด ผสมเครองปรงรส

นวดใหเปนเนอเดยวกน รดเปนแผนบาง อบใหแหง โดยใชตอบลมรอนแบบถาด ตดเปนแผนสเหลยม

ทอดใหสก ไดปลาบดแผนสนาตาล วางผงลมและสะเดดนามน บรรจลงในถงอลมเนยม-ฟอยด

ภาพท 1 ขนตอนการทาปลาบดแผนอบแหงทอดกรอบ

10

11

อปกรณและวธการทดลอง

1. วเคราะหหาปรมาณความชนและคา water activity (aw) ของปลาบดแผนกอนการอบแหง

วสดและอปกรณ วตถดบและสวนผสม ผลตปลาบดแผนอบแหงโดยใชวตถดบและสวนผสมตามสตรทดดแปลงจากสตรทเคยผลตภายในกอง

พฒนาอตสาหกรรมสตวนา กรมประมง ดงน เนอปลา 79.00% นาตาลทราย 12.60% ซอวขาว 8.00% พรกไทย 0.15% ยหรา 0.13% เมลดผกช 0.12%

เครองมอและอปกรณ

1. เครองชงสารทศนยม 2 ตาแหนง (รน PL3002 ยหอ Mettler Toledo, ประเทศสวสเซอรแลนด) 2. เครองบดอาหาร (ยหอ Moulinex ประเทศฝรงเศส) 3. ตอบลมรอนแบบมพดลม (รน OF-02G ยหอ Jeio Tech ประเทศเกาหล) 4. เครองวดอณหภมและความชนสมพทธ (รน 635 ยหอ Testo, ประเทศเยอรมน) 5. เครองวด aw (รน Pawkit ยหอ Decagon, ประเทศสหรฐอเมรกา) 6. เครอง Infrared Thermometer (รน Kiray 200 ยหอ KIMO, ประเทศฝรงเศส) 7. กระทะไฟฟาทมระบบควบคมอณหภม (รน MAG HS7 ยหอ Yellow Line ประเทศเยอรมน) 8. เครองปดผนกถง (รน P-200 ยหอ Fiji Impulse ประเทศจน) 9. ถงพลาสตกชนดโพลโพรพลน 10. เครองครว ไดแก ชาม ชอน มด เขยง ตะแกรง ถาด กระดาษทชช ไมคลงแปงและกรรไกร เปนตน 11. เฟรมทผลตจาก stainless steel หนา 1 มลลเมตร (ใชเปนตวกาหนดความหนาของปลาแผน)

วธดาเนนการ

การเตรยมวตถดบและผลตปลาบดแผนอบแหง

12

นาปลาดกสดทงตวขนาด 3 ตวตอกโลกรม มาตดหวเอาไสพงออก ลางนาใหสะอาด แลเนอปลาเปนชนตามความยาวของลาตวปลา ลอกหนงและเอากางกลางออก ใหเหลอเฉพาะสวนเนอปลาแล นาไปผลตปลาบดแผนอบแหงตามสตรทแสดงขางตน

สตรของปลาบดแผนอบแหงทอดกรอบประกอบดวยเนอปลาดกบดเปนสวนประกอบหลก นาตาลทราย ซอวขาว พรกไทย ยหรา และเมลดผกช นาปลามาแลเอาสวนเนอจากลาตวทง 2 ขาง ลอกหนง เอากระดกออก ลางดวยนาเกลอ 4 % และลางตามดวยนาเปลา ผงใหสะเดดนา นามาบดละเอยด ชงนาหนกปลา นาเครองปรงและเครองเทศตามอตราสวนมาผสมกบเนอปลาบด นวดใหเปนเนอเดยวกนประมาณ 10 นาทดวยเครองนวด นาไปวเคราะหหาปรมาณความชน (AOAC, 1995) และคา water activity (aw) ดวยเครองวด aw

2. ศกษา Desorption Isotherm ของการอบแหง

ศกษาความสมพนธระหวางคา moisture content (decimal dry basis) และ คา water activity (aw) ในการอบแหงเนอปลาบดทผสมเครองปรงและเครองเทศทนวดเปนเนอเดยวกนแลว เพอใชในการหาคาความชนสดทายของการอบแหงททาใหไดคา water activity ทเหมาะสมในการเกบรกษา โดยใชเกณฑ (1) คา aw ของผลตภณฑ ตากวา 0.85 สามารถยบยงการเจรญเตบโตของเชอราและแบคทเรยทกอใหเกดโรคไดเมอเกบรกษาทอณหภมในชวงการแชเยน (refrigerated temperatures) และ (2) คา aw ของผลตภณฑ ตากวา 0.70 สามารถหยดการเจรญเตบโตของเชอจลนทรยโดยสวนใหญเปนระยะเวลานานเมอเกบรกษาทอณหภมหอง (moderate room temperatures)

วเคราะหหา Desorption Isotherm ของการอบแหงปลาบดแผนท อณหภม 39oC ดวยวธ Dynamic Dewpoint Isotherm (DDI) ซงวเคราะห ณ บรษทจารพาร เทคเซนเตอร จากด (AquaSorp Isotherm Generator, ยหอ Decagon devices, USA)

3. ศกษาจลพลศาสตรของการอบแหง (Drying kinetics)

หลงจากเตรยมตวอยางปลาบดทนวดรวมกบสวนผสมทกอยางตามสตร นาปลาบดนาหนกประมาณ 25 กรมวางในถงพลาสตกโพลโพรพลนทตดไวขนาด 5x8 นว รดเปนแผนบางโดยใชเฟรมททาจาก stainless steel ชวยใหไดความหนาประมาณ 1 มลลเมตร จานวน 15 แผน ลอกแผนพลาสตกดานบนจากแผนปลาทรดไว นาไปอบในตอบลมรอนแบบมพดลม (Forced Convection Oven) ภายในแบงเปน 3 ชน แตละชนมตะแกรงกนซงลมรอนสามารถวงผานได ทกการทดลอง มการวดคาความชนเรมตนของปลาบดแผนกอนการอบ คาความชนสมพทธของอากาศและอณหภมหอง ตงคาอณหภมในการอบ 3 ระดบ (45, 55 และ 60 องศาเซลเซยส) โดยเกบตวอยางปลาบดแผนเพอวดปรมาณความชน (moisture content) คาความชนสมพทธของอากาศภายในตอบลมรอนดวยเครองวดอณหภมและความชนสมพทธ และอณหภมทผวหนาของปลาบด

13

แผนดวยเครอง Infrared Thermometer ทกครงชวโมง นาขอมลทงหมดไปสรางกราฟการอบแหงของปลาบดแผน (Drying curve) (Fiorentini et al. 2008) ทาการทดลอง 2 ซา (แผนภมท 1 และภาพท 1)

14

เนอปลาแล

ลอกหนงปลาและเอากางออก

ลางนาเกลอ 4% และลางดวยนา

บดเนอปลาดวยเครองบดอาหาร

ผสมสวนผสมตางๆ (สตรท 4)

นวดใหเขากนประมาณ 10 นาท

นาสวนผสมนาหนก 25 กรม รดใหเปนแผนสเหลยมขนาดประมาณ 5 x 8 นว หนาประมาณ 1 มลลเมตร จานวน 15 แผน

ตอบลมรอนแบบมพดลม (Forced Convection Oven) ทอณหภม 45 55 และ 60ºC

เกบตวอยางปลาบดแผนเพอวดปรมาณความชน คาความชนสมพทธของอากาศภายในตอบลมรอน และอณหภมทผวหนาของปลาบดแผนดวยเครอง ทกครงชวโมง

สรางกราฟการอบแหงของปลาบดแผน (Drying curve)

15

แผนภมท 1 ขนตอนการผลตและศกษาจลพลศาสตรของปลาบดแผนอบแหง

16

แลเนอปลาดก ลอกหนง ลางเนอปลาดวยนาเกลอและลางนา บดใหละเอยด ผสมเครองปรงรส

นวดใหเปนเนอเดยวกน รดเปนแผนบาง วางบนตะแกรงเพอนาไปอบใหแหง

อบแหงโดยใชตอบลมรอนแบบมพดลมทอด เกบขอมลทกครงชวโมง

ภาพท 1 การศกษาจลพลศาสตรของการอบแหง (Drying kinetics)

4. พฒนาแบบจาลองทางคณตศาสตรของกระบวนการอบแหง โดยแบงเปน 2 ชวงคอ

1. ชวงการอบแหงทมอตราการอบแหงแบบคงท (Constant Drying Rate Period)

ซงเปนชวงเรมตนของการอบแหง ปลาบดแผนมความชนเรมตนทสง อตราการอบแหงจะมคาคอนขางคงท (Pabis, 1999) ในชวงการอบน มการใชสมมตฐานทวา ไมมคาความแตกตางของปรมาณความชนภายในชนปลาบดแผนในมตของความหนา และอตราการอบแหงถกควบคมดวยความตานทานการถายเทมวล ณ ผวของปลาบดแผน (Interfacial mass transfer resistance) ดงนน อตราการระเหยของนาในปลาบดแผนสามารถแสดงไดดวย สมาการดงน

���

����� ��� �� ��� 1

17

โดยท

��� �� = ความดนไอนาคานวณทอณหภมพนผวของการระเหยของความชน Ts (Pa)

��� = ความดนไอนาบางสวนในอากาศ (Pa)

�� = mass transfer coefficient (kg/s m2 Pa)

A = mass transfer surface area (m2)

อยางไรกตาม อตราการระเหยของนาในอาหาร โดยทวไปแลวสามารถแสดงไดในรปอตราการทาแหง (drying rate) ดงสมการท

���

����

��

�� 2

โดยท

��

�� = อตราการทาแหงของอาหาร ซงเปนคาความชนของสมการท plot ระหวางคาความชน

เฉลยของอาหาร (W) และเวลา (t)

�� = คา constant dry matter ระหวางการอบแหง

� = คาความชนเฉลยของอาหาร

เมอแทนสมการท (2) ในสมการท (1) จะไดดงสมการท (3)

����

�����

��� �� ��� 3

โดยสมมตฐานทคา ��� �� คงทไมเปลยนแปลงในชวงการอบแหงทมอตราการอบแหงแบบคงทและคา �� มคาใกลเคยงกบคา wet bulb temperature ของอากาศทใชในการอบแหง เมอทาการ integrate ในชวงการอบแหงทมการอบแหงแบบคงทและหารดวยคาปรมาณความชนเรมตน (Wo) จะไดสมการเสนตรงดงน

�

��1

�����

��� �� ���

��� 4

โดยท

�� = คาปรมาณความชนเรมตน decimal dry basis

18

� = ระยะเวลาการอบแหงตงแตเรมตนในชวงการอบแหงทมอตราการอบแหงแบบคงทจนถงอาหารมความชนวกฤต (critical moisture content, Wc) กอนทการอบแหงจะเขาสชวงการอบแหงทมอตราการอบแหงแบบลดลง

โดยจากสมการท (4) จะสามารถหาคาคงทของการถายเทมวลจากการทดลอง (mass transfer coefficient, kp) ได ซงจะสามารถนาไปใชในการออกแบบเครองมอสาหรบการอบแหงอาหารประเภทเดยวกนหรอมลกษณะใกลเคยงกนได รวมทงสามารถใชในการ simulation การอบแหงของอาหารดงกลาวไดดวย

2. ชวงการอบแหงทมอตราการอบแหงแบบลดลง (Falling Drying Rate Period)

ซงเปนชวงหลงจากสนสดชวงการอบแหงทม อตราการอบแหงแบบคงท โดยสามารถใชแบบจาลองแบบ Fickian diffusion model ในการทานายการเคลอนทภายในอาหารทมรปรางเปนแบบ slab ในชวงนได (Simal et al, 1996) ดงสมการ (5)

���

����

� ��

� � 5

โดยท

�� = คาสมประสทธของการแพรเฉลย (average diffusion coefficient) ในชวงการอบแหงทมอตราการอบแหงแบบลดลง (m2/s)

�� = คาปรมาณความชนอาหารชนด local (local moisture content) ทเวลา t-tc

� = คาความหนาเฉลยของอาหารรปทรง slab ซงแทนคาไดดวย dm

คา initial และ boundary condition ของสมการท (5) คอ

t t��� ��0 x ��

x 0���

��0� 0

� �� ��� ��

� ��� ��� �� ��� t

0 6

แตเนองจากการทดลอง คาความชนของอาหารทวดไดเปนคาความชนเฉลยทเวลาหนง ๆ (W) จาเปนตองคานวนหาคาปรมาณความชนอาหารชนด local (WL) ซงเปนฟงคชนของความหนาของอาหารและ

19

เวลา (WL=WL (x, t)) โดยการ integrate ตลอดปรมาตรของอาหารและแกสมการแบบ analytical ตามวธของ Crank (1975) จะไดคาตอบของสมการท (5) ดงน

���� ��

�� ��

2������ ���� � �� /��

�� ��� ��� ��

�

�

7

โดยท

��� = คาปรมาณความชนแบบไรมตของอาหาร (dimensionless moisture content)

�� = คาปรมาณความชนสมดล (equilibrium moisture content)

��� = คา mass-transfer Biot number

�� = คาคาตอบลาดบท n ของสมการ trigonometric ดงน

f �� �� tan�� ��� 0 8

จะเหนไดวาคาตอบของสมการท (8) จะขนอยกบคา mass-transfer Biot number (Crapiste and Rotstein, 1997) และคาตอบ 6 ลาดบแรกของสมการท (8) สามารถหาไดจาก Crank (1975)

ผลการทดลองและวจารณผล

1. วเคราะหหาปรมาณความชนและคา water activity (aw) ของปลาบดแผนกอนการอบแหง ผลตปลาบดแผนกอนอบแหง โดยใชสวนประกอบของวตถดบและวธการตามสตรท 4 ทไดพฒนา

และปรบปรงจากการทดลองในสวนท I (ภาพท 2) พบวา มคาปรมาณความชนเฉลยท 61.78 + 0.23 % (wet basis) และ 161.67 + 1.60 % (dry basis) หรอ 16.17 decimal dry basis มคา water activity ท 0.95 และอบแหงจนไดปลาบดแผนทมคา water activity นอยกวา 0.70

20

ภาพท 2 ปลาบดแผนสตรท 4 ทรดเปนแผนกอนนาไปอบแหงในตอบลมรอน

2. ศกษา Desorption Isotherm ของการอบแหง

Desorption Isotherm ทสามารถนาไปใชประโยชนในการเกบรกษาปลาบดแผนอบแหงแสดงในภาพท 3 โดยเปนความสมพนธระหวางคาปรมาณความชนของปลาบดแผน (decimal dry basis) และ คา water activity ของปลาบดแผน ท อณ หภม 39oC ซ ง Desorption Isotherm น เปนการหาโดยว ธ Brunauer–Emmett–Teller (BET) เพราะเปนวธทเหมาะสาหรบอาหารทม solute content สง (Kaya and Kahyaoglu, 2005)

ในชวงเรมตนของ Isotherm มคา water activity ประมาณ 0.95 และคาความชนเรมตนประมาณ 16 decimal db และคอยๆ ลดลงจนมคา water activity ประมาณ 0.05 และคาความชนสดทายประมาณ 2 decimal db ซงไมไดแสดงใหเหนชวงทคา water activity คงทในชวงแรกอนเปนชวงของ constant drying rate อยางชดเจนนก ทงน ในผลตภณฑหลาย ๆ ชนด จะมชวง constant drying rate ทสนมาก จนบางครงไมสามารถพบไดจาก Isotherm (Pabis, 1999)

21

ภาพท 3 กราฟ Desorption Isotherm ของปลาบดแผนอบแหง ซงเปนความสมพนธของคาปรมาณ

ความชนทเปนฟงกชนของ water activity ในสภาวะสมดลย

3. ศกษาจลพลศาสตรของการอบแหง (Drying kinetics)

จากภาพท 4 พบวา ทงสามอณหภมของการอบแหง ในชวงแรก กราฟมรปแบบเปนเสนตรง ตงแตคา W/Wo เทากบ 1 จน ถงประมาณ W/Wo เทากบ 0.85 ซงเมอหาความสมพนธกบกราฟ Desorption Isotherm ของแตละอณหภม พบวา ท W/Wo เทากบ 0.85 จะสมพนธกบคาความชนของปลาบดแผนทประมาณ 7 decimal d.b. นอกจากน จากการทดลองหาคา We (Experimental equilibrium moisture) โดยการอบแหงปลาบดแผนจนความชนเรมคงท พบวาคา We ของการอบแหงทอณหภม 45 55 และ 60oC มคาเทากบ 0.11 0.058 และ 0.05 ตามลาดบ

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1Moi

stur

e co

nten

t (de

cimal

d.b

.)

Water activity (decimal d.b.)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 1 2 3 4 5

45C55C60C

W/W

o

Time (h)

22

ภาพท 4 คาปรมาณความชนชนด Normalized ของปลาบดแผนอบแหงซงเปนฟงกชนของ เวลา ณ อณหภมในการอบแหงท 45 55 และ 60 องศาเซลเซยส

4. พฒนาแบบจาลองทางคณตศาสตรของกระบวนการอบแหง

1. ชวงการอบแหงทมอตราการอบแหงแบบคงท (Constant Drying Rate Period)

จากการทา linear regression ในชวงแรกของการอบแหงซงเปนชวงทความชนสงกวา 7 decimal d.b. พบวาคาทไดจากสมการการทานาย (สมการท 4) มความถกตองใกลเคยงกบคาทไดจากการทดลองคอนขางสง ซงคา r2 ในการทา linear regression ของการอบแหงทอณหภม 45 55 และ 60oC มคาเทากบ 0.974 0.9429 และ 0.9811 ตามลาดบ และจากคา slope ของสมการท 4 ทาใหสามารถหาคา experimental mass-transfer coefficients, kp ของการอบแหงทอณหภม 45 55 และ 60oC มคาเทากบ 9.027x10-8 1.266x10-7 1.290x10-7 kg/m2 s. Pa ตามลาดบ โดยมคาเฉลยของทง 3 อณหภมเทากบ 1.153x10-7 kg/m2 s. Pa ซงมคาตากวาแตไมแตกตางกนมากกบผลการทดลองของ Fiorentini et al. (2008) ทไดคา kp เทากบ 1.266x10-7 kg/m2 s. Pa โดยทดลองกบแผน tomato pectic gel และมคาสงกวาผลการทดลองของ Welti-Chanes et al. (2005) ทไดคา kp เทากบ 0.829x10-7 kg/m2 s. Pa โดยทดลองกบแผนแบบ flat plates

2. ชวงการอบแหงทมอตราการอบแหงแบบลดลง (Falling Drying Rate Period)

การอบแหงในชวงทมอตราแบบลดลงเรมตนเมอปรมาณความชนลดลงถงประมาณ 7 decimal d.b. จนกระทงไดความชนสดทาย (ภาพท 3 และ 4)

คา Diffusion coefficient (Dm) คานวณไดจากการทา optimization ดวยโปรแกรม Solver ใน Excel version 2007 เพอหาคา Dm ทเหมาะสมสาหรบคา Mass-transfer Biot number (Bim) ทคาตางๆ โดยคาความหนาเฉลยของปลาบดแผนทมรปรางเปนแบบ slab มคาเทากบ 1x10-3 m ในการคานวณชวง falling drying rate อาศย Shrinkage model โดยมการใชสมมตฐานวา การลดลงของปรมาตรของอาหารมคาเทากบปรมาตรของนาทระเหยไป ซง model นเหมาะทจะใชกบวสดทอยใน rubbery region (Roos, 1995) และนามาประยกตใชกบปลาบดแผนเนองจากมลกษณะของการเปนเจล โดยใชเปน one-dimensional shrinkage ทมการถายเทความรอนในทศทางตามความหนาของปลาบดแผนซงแนะนาโดย Kechaou et al. (1987)

จาก สมการท 7 และ 8 แบบจาลองถกสรางขนในทกอณหภมการอบแหง (45 55 60oC) โดยการแปรผนคา Biot number ตงแตคา 0.5 1 2 และ 5 และใหโปรแกรม Solver คานวณหาคา Dm ทเหมาะสม

23

ของแตละคา สาหรบทกคาของ Biot number ในทกอณหภมการอบแหง โดยใชคา Sum of square of the deviations (MSS) ทเปรยบเทยบระหวางคาความชนทไดจากการทดลองและคาความชนทไดจากการคานวณโดยโปรแกรม เปนดชน ซงจะเลอกคา Bim ทมคา MSS นอยทสดในทกอณหภมการอบเปนคาทเหมาะสมทสด และจากการทา optimization จะได ณ คา Bim ท 5.0 เพราะมคา Sum of MSS ตาทสดในทกอณหภมของการอบแหง โดยจะไดคา Dm ทอณหภมในการอบแหง 45 55 60oC เทากบ 1.85E-14, 2.50E-14, และ 3.60E-14 m2/s ตามลาดบ จากผลท ได สะทอนใหเหนวาทง internal conductive resistance ภายในอาหารและ external convective resistance ทผวหนาของอาหาร มผลตอการถายเทมวลจากการระเหยของนาของปลาบดแผนในชวงการอบแหงแบบ Falling rate โดย internal conductive resistance ภายในอาหาร มผลมากกวา external convective resistance ดงแสดงในตารางท 1 และเมอพจารณาคา Dm ของแตละอณหภม พบวา คา Dm ลดลงเมอคา Bim เพมขน และ ทคา Bim เทากน คา Dm จะเพมขนเมออณหภมในการอบแหงเพมขน

ตารางท 1 คา Diffusion coefficients ทผานการทา optimization ทคา mass-transfer Biot number ตางๆ ณ อณหภมการอบแหงท 45 55 และ 60oC

45oC 55oC 60oC Sum of

MSS Bim Dm (m2/s) MSS Dm (m2/s) MSS Dm (m2/s) MSS 0.5 1.00E-13 1.268424 2.10E-13 1.126221 3.20E-13 1.107368 3.502013 1 7.89E-14 1.269218 1.30E-13 1.127065 2.40E-13 1.109316 3.505599 2 3.02E-14 1.268350 7.60E-14 1.126848 9.32E-14 1.107531 3.502729 5 1.85E-14 1.267245 2.50E-14 1.122585 3.60E-14 1.105684 3.497652

เมอนาคา Dm มาหาความสมพนธกบคาอณหภมในการอบแหง สามารถแสดงไดดวยสมการของ Arrhenius ซงเปนสมการความสมพนธของคา ln Dm และ 1/T ดงสมการท 9

�� �� ������

�� 9

และเมอสรางเปนกราฟจะแสดงไดดวยภาพท 5 โดยคา Do มคาเทากบ 2.22x10-8 m2/s และคา Activation energy (Ea) มคาเทากบ 37.09 kJ/mol คาคงทของแกส (R) เทากบ 8.314x10-3 kJ/mol.K และมคา r2 ทคอนขางสงท 0.9357 คา Activation energy สะทอนถงพลงงานของการจบพนธะของนาในปลาบดแผนอบแหง ซงมคาสอดคลองกบผลการทดลองของ Gaston et al. (2004) และ Fiorentini et al. (2008)

24

ภาพท 5 Natural logarithm ของคา Diffusion coefficients ของนาในปลาบดแผนอบแห

ในชวงการอบแหงทมอตราการอบแหงแบบลดลง

สรปผลการทดลอง

สมการทางคณตศาสตรการอบแหงของแผนบดแผนในตอบลมรอนสามารถแบงไดเปนสองชวง คอ ชวงการอบแหงทมอตราการอบแหงแบบคงท (Constant Drying Rate Period) และการอบแหงทมอตราการอบแหงแบบลดลง (Falling Drying Rate Period)

ชวงการอบแหงทมอตราการอบแหงแบบคงทเปนชวงทความชนสงกวา 7 decimal d.b. มความถกตองใกลเคยงกบคาทไดจากการทดลองคอนขางสงของทกอณหภมในการอบแหง (45 55 และ 60oC) และมคา experimental mass-transfer coefficients, kp ของการอบแหงท อณหภม 45 55 และ 60oC เทากบ 9.027x10-8 1.266x10-7 1.290x10-7 kg/m2 s. Pa ตามลาดบ โดยมคาเฉลยของทง 3 อณหภมเทากบ 1.153x10-7 kg/m2 s. Pa

ชวงการอบแหงทมอตราการอบแหงแบบลดลง จะไดคา Dm ทอณหภมในการอบแหง 45 55 60oC เทากบ 1.85E-14, 2.50E-14, และ 3.60E-14 m2/s ตามลาดบ และเมอพจารณาคา Dm ของแตละอณหภม พบวา คา Dm ลดลงเมอคา Bim เพมขน และ ทคา Bim เทากน คา Dm จะเพมขนเมออณหภมในการอบแหงเพมขน โดย internal conductive resistance ภายในอาหาร มผลมากกวา external convective resistance และเมอนาคา Dm มาหาความสมพนธกบคาอณหภมในการอบแหง ดวยสมการของ Arrhenius พบวา คา Activation energy (Ea) มคาเทากบ 37.09 kJ/mol และมคา r2 ทคอนขางสงท 0.9357

y = ‐4461.1x ‐ 17.623

R² = 0.9357

‐31.7

‐31.6

‐31.5

‐31.4

‐31.3

‐31.2

‐31.1

‐31

‐30.9

0.00295 0.003 0.00305 0.0031 0.00315 0.0032

ln Dm (m

2/s)

1/T (K‐1)

25

เอกสารอางอง AOAC. 1995. Official methods of analysis. Vol. 2. 16th Ed., Chapter 35 and 39. Washington, D.C. Crank, J. 1975. The mathematics of diffusion. 2nd Edition. Oxford Clarendon Press. Oxford, UK.

414 pp. Crapiste, G.H. and E. Rotstein. 1997. Design and performance evaluation of dryer. In: Valentas,

K.J., E. Rotstein and R.P. Singh. (eds), Handbook of Food Engineering Practice 4th Edition. CRC Press. New York. Pp 125-165.

Fiorentini, C., E. Leiva Díaz, and S. A. Giner. 2008. A mass-transfer model for the drying of an innovative tomato gel. Food Science and Technology International 14(1): 39-46.

Gaston, A. L. , Abalone, R. M. , Giner, S. A. , and Bruce, D. M. 2004. Effect of modelling assumptions on the effective water diffusivity in wheat. Biosystems Engineering, 88( 2) : 175-185.

Kaya, S. and T. Kahyaoglu. 2005. Thermodynamic properties and sorption equilibrium of pestil (grape leather). J Food Engineering. 71: 200-207.

Kechaou, N., M. A. Roques, and J. F. Lambert. 1987. Diffusion in shrinking media: The case of drying of gels. Physical properties of foods-2, Part. 1: Diffusion, paper 4.

Pabis, S. 1999. The initial phase of convection drying of vegetables and mushrooms and the effect of shrinkage. J Agricultural Engineering Research. 72: 187-195.

Roos, Y.H. 1995. Phase transitions in foods. Academic Press. London. 349 pp. Simal, S. , A. Mulet, J. Tarrazob and C. Rosello. 1996. Drying models for green peas. Food

Chemistry. 55(2): 121-128.

Welti-Chanes, J., Vergara-Balderas, F., & Bermúdez-Aguirre, D. 2005. Transport phenomena in food engineering: basic concepts and advances.Journal of Food Engineering, 67(1), 113-128.

26