TSAE Journal Vol.16

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”

1วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 14 ฉบบท 1 มกราคม - ธนวาคม 2551

เจาของ : สมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย

สำนกงาน : กองสงเสรมวศวกรรมเกษตร กรมสงเสรมการเกษตร แขวงลาดยาว จตจกร กรงเทพฯ 10900โทร. 0 2940 6183 โทรสาร 0 2940 6185 www.tsae.saia

กองบรรณาธการวชาการ

บรรณาธการ

รศ.พนย ทองสวสดวงศ

กองบรรณาธการ

รศ.ดร.จราภรณ เบญจประกายรตน ดร. สมชาย ชวนอดม

ดร. อนชต ฉำสงห อ.นเรนทร บญสง

นายไมตร ปรชา นายณรงค ปญญา

ว า ร ส า ร ส ม า ค ม ว ศ ว ก ร ร ม เ ก ษ ต ร แ ห ง ป ร ะ เ ท ศ ไ ท ยTHAI SOCIETY OF AGRICULTURAL ENGINEERING JOURNAL ISSN 1685-408Xปท 16 ฉบบท 1 มกราคม - ธนวาคม 2553 ( Volume 16 No. 1 January - December 2010)

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย เปนวารสารเผยแพรผลงานวจยดานวศวกรรมเกษตร

บทความทลงตพมพจะตองผานการพจารณาจากผทรงคณวฒทมความเชยวชาญในแตละสาขาวชาของ�

วศวกรรมเกษตร และไมมชอหรอเกยวของในผลงานวจยนน จำนวน 2 ทานตอ 1 ผลงานวจย

เพอเปนการสนบสนนใหวารสารนสามารถจดทำไดอยางตอเนอง เจาของผลงานทไดรบการคดเลอกลง�

ตพมพ จะตองจายเงนเพอสนบสนนการจดทำวารสาร 250 บาท/หนา

ศาสตราจารย ดร.สรนทร พงศศภสมทธ

ศาสตราจารย ดร.อรรถพล นมหอม

ศาสตราจารย ดร.ผดงศกด รตนเดโช

รองศาสตราจารย ดร. ธวชชย ทวาวรรณวงศ

รองศาสตราจารย ดร. วนต ชนสวรรณ

ผชวยศาสตราจารย ดร. วเชยร ปลมกมล

ผชวยศาสตราจารย ดร.สมโภชน สดาจนทร

ผชวยศาสตราจารย ดร.เสร วงสพเชษฐ

ผชวยศาสตราจารย ดร. สมชาย ชวนอดม

ศาสตราจารย ดร.สมชาต โสภณรณฤทธ

ศาสตราจารย ดร.สมชาต ฉนทศรวรรณ

รองศาสตราจารย ดร. ปานมนส สรสมบรณ

รองศาสตราจารย ดร.ธญญา นยมาภา

รองศาสตราจารย ดร.สมพนธ ไชยเทพ

รองศาสตราจารย ดร.จราภรณ เบญจประกายรตน

รองศาสตราจารย สาทป รตนภาสกร

ดร.ชศกด ชวประดษฐ

ดร. อนชต ฉำสงห

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”

2 Thai Society of Agricultural Engineering Journal, Vol. 14 No. 1, January - December 2008

กรรมการกลางและวชาการ

รศ.ดร.สมยศ เชญอกษร รศ.ดร.ธญญา นยมาภา รศ.ดร.ธญญะ เกยรตวฒน

รศ.ดร.ปานมนส ศรสมบรณ ผศ.ภรต กญชร ณ อยธยา ดร.วสนต จอมภกดดร.ชศกด ชวประดษฐ ผศ.ดร.อนพนธ เทดวงศวรกล รศ.สาทป รตนภาสกรผศ.ดร.สมโภชน สดาจนทร ผศ.ดร.เสร วงสพเชษฐ ดร.ชยพล แกวประกายแสงกลรศ.ดร.สมพนธ ไชยเทพ รศ.ดร.วชย ศรบญลอ ผศ.เธยรชย สนดษฎนายไพศาล พนพง ผศ.ฉตรชาย ศภจารรกษ รศ.กตตพงษ วฒจำนงดร.สมเกยรต เฮงนรนดร รศ.ผดงศกด วานชชง รศ.จราภรณ เบญจประกายรตนรศ.ดร.รงเรอง กาลศรศลป ผศ.ดร.ศวลกษณ ปฐวรตน ผศ.ดร.วนรฐ อบดลลากาซมรศ.รงสน โสธรวทย ดร.ประเทอง อษาบรสทธ รศ.มานพ ตนตรบณฑตยผศ.ดร.สเนตร สบคา รศ.ใจทพย วานชชง นายชนะธช หยกอบลนายจารวฒน มงคลธนทรรศ ดร.ไมตร แนวพนช นายอคคพล เสนาณรงคนายวบลย เทเพนทร นายสภาษต เสงยมพงศ ดร.อนชต ฉำสงหนายวระชย เชาวชาญกจ นายนรเชษฐ ฉตรมนตร นายไมตร ปรชาดร.สมชาย ชวนอดม นายสมศกด องกรวฒนานกล นางสาวพนดา บษปฤกษนายมลฑล แสงประไพทพย นางสาวระพ พรหมภ นายพฒนศกด ฮนตระกลนายมรกต กลบด นายนเรศวร ชนอนทรมน นายขนศร ทองยอยนายสรสทธ บญรกชาต นายบญสง หนองนา นางสาวศระษา เจงสขสวสดนางสาววไลวรรณ สอนพล นางสาวนฤมล ลดาวลย ณ อยธยาหวหนาภาควชาและสาขาวศวกรรมเกษตรของสถาบนการศกษาทกแหงของประเทศ

คณะกรรมการ

สมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทยประจำป พ.ศ. 2552-2554

ทปรกษาศ.ดร.สมชาต โสภณรณฤทธ ศ.ดร.อรรถพล นมหอม Prof.Dr. Chin Chen Hsieh

Prof. Dr.Vilas M. Salokhe รศ.ดร.ธวชชย ทวาวรรณวงศ รศ.ดร.วนต ชนสวรรณ

นายวกรม วชรคปต นายทรงศกด วงศภมวฒน นายสรเวทย กฤษณะเศรณ

ดร.สภาพ เออวงศกล นายสมชย ไกรครฑร นายปราโมทย คลายเนตร

นายสวทย เทดเทพพทกษ นายชนะธช หยกอบล

กรรมการบรหาร

นายกสมาคมฯ นางดาเรศร กตตโยภาส

อปนายก ผศ.ดร.วระชย อาจหาญ

ประธานฝายวชาการ ศ.ดร. สมชาต โสภณรณฤทธ

ผชวยประธานฝายวชาการ ผศ.ดร.ศวลกษณ ปฐวรตน

เลขาธการ นายณรงค ปญญา

เหรญญก นางสาวฐตกานต กลมพสต

นายทะเบยน นายชรวรรธก มนกจ

ผชวยนายทะเบยน นายไพรช หตราชภกด

สาราณยกร รศ. พนย ทองสวสดวงศ

ปฏคม นายนเรสน รงสมนตศร

ประชาสมพนธ นางสาวนฤมล ลดาวลย ณ อยธยา

สารสนเทศ นายประเสรฐ วเศษสวรรณ

พฒนาโครงการ นางสาววไลวรรณ สอนพล

ประสานความรวมมอ นายอนรกษ เรอนหลา

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


1) ผชวยศาสตราจารย, ดร. 2) รองศาสตราจารย ดร. ภาควชาวศวกรรมเกษตร คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน จ.ขอนแกน

1) Assistant Professor Dr. 2) Associate Professor Dr., Dept. of Agricultural Engineering, Faculty of Engineering,

Khon Kaen University, Khon Kaen 40002, Thailand

ความสญเสยจากการเกบเกยวขาวโดยใชเครองเกยวนวดRice Harvesting Losses Due to Use of Combine Harvesters

สมชาย ชวนอดม1) วนต ชนสวรรณ2)

Somchai Chuan-udom1) Winit Chinsuwan2)

AbstractThe objective of this study was to study harvesting losses of rice using combine harvesters. Khao Dok Mali 105 and

Chainat 1 varieties were evaluated by random tests of 13 and 15 combine harvesters respectively. For Khao Dok Mali 105 variety,

total losses was 3.16%. Header losses was 58.94% of the total losses of Khao Dok Mali 105 variety. For Chainat 1 variety, total

losses was 6.81% or approximately double of losses of Khao Dok Mali 105 variety. Separating in threshing unit caused 87.59% of

the total losses of Chainat 1 variety.

Keyword: combine harvester, harvesting losses, rice

บทคดยอการศกษานมวตถประสงคเพอศกษาความสญเสยจากการเกบเกยวขาวโดยใชเครองเกยวนวด ทำการศกษากบขาว 2 พนธ

คอ พนธขาวดอกมะล 105 และพนธชยนาท 1 โดยทำการสมตรวจวดเครองเกยวนวดสำหรบขาวทงสองพนธจำนวน 13 เครอง และ

15 เครอง ตามลำดบ ผลการศกษาพบวา สำหรบขาวพนธขาวดอกมะล 105 มความสญเสยรวมเฉลยเทากบ 3.16 เปอรเซนต โดยรอย

ละ 58.94 ของความสญเสยรวมเกดจากการเกยว สำหรบขาวพนธชยนาท 1 มความสญเสยรวมเฉลย 6.81 เปอรเซนต หรอประมาณ

สองเทาของขาวพนธขาวดอกมะล 105 โดยรอยละ 87.59 ของความสญเสยรวมเกดจากการคดแยกเมลดออกจากฟางในชดนวด สวน

ความสะอาดของผลผลตและปรมาณเมลดแตกหกมคาใกลเคยงกน

คำสำคญ: เครองเกยวนวด, ความสญเสยจากเกบเกยว, ขาว

คำนำขาวเปนพชเศรษฐกจทสำคญของประเทศไทย โดยม

ผลผลตรวมประมาณปละ 30 ลานตนขาวเปลอก คดเปนมลคา

ประมาณปละ 300,000 ลานบาท (สำนกงานเศรษฐกจการเกษตร,

2551) ในการผลตขาว ขนตอนการเกบเกยวเปนขนตอนทสำคญ

ทสงผลตอทงปรมาณและคณภาพของผลผลต ถามความสญเสย

จากการเกบเกยวมากกจะสงผลเสยหายตอเศรษฐกจของ

ประเทศ โดยขาวเปลอกทสญเสยไปกบการเกบเกยวทกๆ หนง

เปอรเซนตจะทำใหประเทศไทยสญเสยรายไดประมาณ 3,000

ลานบาท การลดความสญเสยจากการเกบเกยวจงเปนสงท

จำเปนอยางยง และปจจบนเครองเกยวนวดกำลงมบทบาทท

สำคญในการเกบเกยวขาวและใชงานกนอยางแพรหลายไปทว

ทกภมภาคของประเทศไทย ซงคาดวามเครองเกยวนวดใชงาน

ในปจจบนประมาณ 10,000 เครอง (วนต, 2553)

ในการศกษาทผานมาไดมการประเมนความสญเสยจาก

การใชเครองเกยวนวดสำหรบเกบเกยวขาวหอมมะลซงเปน

ขาวนาปพนธพนเมอง ป 2541 ในพนททงกลารองไหมความ

สญเสยโดยเฉลย 4.81 เปอรเซนต โดยรอยละ 70 ของความ

สญเสยรวมเกดจากการเกยว (วนต และคณะ, 2542) ซงผลของ

ความสญเสยแตกตางจากการประเมนความสญเสยสำหรบ

ขาวนาปรง ป 2544 ในพนทภาคเหนอ ภาคกลาง และภาคตะวน

ออกเฉยงเหนอ พบวา มความสญเสยจากการใชเครองเกยวนวด

เฉลย 6.25 เปอรเซนต โดยรอยละ 85 เปนความสญเสยจากการ

คดแยกและทำความสะอาด เนองจากพนธขาวนาปรงทเกอบทง

หมดเปนพนธลกผสมเมลดหลดรวงยากกวาขาวพนธพนเมอง

(วนต และคณะ, 2545)

การศกษาขางตนเปนการศกษาความสญเสยรวม เครอง

เกยวนวดมการทำงานทสำคญทสงผลตอความสญเสย 4 สวน คอ

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


สวนการเกยวของชดหวเกยว สวนการนวด และการคดแยกเมลด

ออกจากฟางของชดนวด และสวนการทำความสะอาดของชด

ทำความสะอาด ถามการศกษาเพอเกบแยกความสญเสยจากสวน

ตางๆ ใหชดเจนกจะสามารถปรบปรงและหรอดดแปลงอปกรณ

นนๆ เพอลดความสญเสยจากการเกบเกยวตอไป นอกจากนใน

ชวง 5 ปทผาน ไดมการขยายการใชงานเครองเกยวนวดมากยง

ขน จงควรมการศกษาความสญเสยจากการใชเครองเกยวนวด

เปนระยะเพอดแนวโนมสำหรบใชเปนขอมลในการสงเสรม

อบรม และหรอเผยแพรการใชงานเครองเกยวนวดทถกตองตอ

ไป ดงนน การศกษานจงมวตถประสงคเพอศกษาความสญเสย

จากการเกบเกยวขาวโดยใชเครองเกยวนวด

อปกรณและวธการการศกษานดำเนนการสมตรวจวดความสญเสยจากการ

เกบเกยวขาวโดยใชเครองเกยวนวด พรอมทงความสะอาดของ

ผลผลต และปรมาณเมลดแตกหก โดยการศกษากบขาวขาวดอก

มะล 105 ชวงเดอนพฤศจกายน 2549 ในพนททงกลารองไห

จำนวน 13 เครอง สวนขาวพนธชยนาท 1 ทำการศกษาใน

ชวงเดอนพฤษภาคม 2549 พนทชลประทานจงหวดขอนแกน

กาฬสนธ และมหาสารคาม

การตรวจวดความสญเสยทำการเกบความสญเสยจากการ

เกยวโดยการเกบเมลดทรวงเนองจากการเกยว (ภาพท 1) สวน

ชดนวดทำการเกบวสดทถกขบออกมาโดยใชถงตาขายรองรบ

วสด และถงตาขายอกหนงถงรองรบวสดทถกขบออกมาจากชอง

ทำความสะอาด (ภาพท 2) จากนนในสวนของวสดทถกขบออก

จากชดนวดทำการแยกฟางออกเพอหาเมลดทตดรวงเปนความ

สญเสยจากการนวด และเมลดทหลดออกจากรวงแลวแตถกขบ

ทงออกมาเปนความสญเสยจากการคดแยกเมลดออกจากฟาง

สวนวสดทถกขบออกมาจากชองทำความสะอาดกแยกเมลดออก

มาเปนความสญเสยจากการทำความสะอาด ในการทดสอบได

ทดสอบจำนวน 3 ซำ โดยในแตละซำใหเครองเกยวนวดขาว

ปฏบตงานเปนระยะทางไมนอยกวา 15 เมตร เพอใหเครองมการ

ทำงานทสมำเสมอ กอนการเกบขอมลเปนระยะทาง 10 เมตร

ผลและวจารณจากการตรวจวดความสญเสยจากการเกบเกยวดวยเครอง

เกยวนวดขาว ความสะอาดของผลผลต และปรมาณเมลดแตกหก

สำหรบขาวพนธขาวดอกมะล 105 ของเครองเกยวนวดขาวยหอ

ตางๆ จำนวน 13 ยหอ ในเขตทงกลารองไห ซงขาวททดสอบม

อายในชวง 30 ถง 42 วนหลงการออกดอก ความหนาแนนตน

ขาวเฉลยระหวาง 230,400 ถง 480,000 ตนตอไร มความสงตน

ขาวเฉลยในชวง 82.8 ถง 108.4 เซนตเมตร มมเอยงตนขาวเฉลย

ระหวาง 14.4 ถง 31.7 องศาจากแนวดง โดยมนำหนกวสดตอ

หนวยพนทเฉลยระหวาง 0.48 ถง 0.90 กโลกรมตอตารางเมตร

ความชนของเมลดเฉลยในชวง 16.21 ถง 28.44 เปอรเซนตฐาน

เปยก ความชนของฟางเฉลยระหวาง 56.97 ถง 66.89 เปอรเซนต

ฐานเปยก ผลผลตรวมระหวาง 308 ถง 448 กโลกรมตอไร ดง

แสดงในตารางท 1

การตรวจวดความสญเสยจากระบบการนวดสำหรบขาว

พนธชยนาท 1 ของเครองเกยวนวดขาวยหอตางๆ จำนวน 15

ยหอ ในเขตพนทจงหวดกาฬสนธ ขอนแกน และมหาสารคาม

ซงขาวททดสอบมอายการปลกในชวง 107 ถง 120 วน ความหนา

แนนตนขาวเฉลยระหวาง 621,867 ถง 1,169,067 ตนตอไร ม

ความสงตนขาวเฉลยในชวง 66.9 ถง 80.0 เซนตเมตร มมเอยง

ตนขาวเฉลยระหวาง 10.6 ถง 19.7 องศาจากแนวดง ความชน

ของเมลดเฉลยในชวง 22.20 ถง 30.42 เปอรเซนตฐานเปยก

ความชนของฟางเฉลยระหวาง 57.84 ถง 69.27 เปอรเซนตฐาน

เปยก ผลผลตรวมระหวาง 640 ถง 940 กโลกรมตอไร ดงแสดง

ในตารางท 2

จากการตรวจวดความสญเสยจากการเกบเกยวโดยใช

เครองเกยวนวดสำหรบขาวพนธขาวดอกมะล 105 พบวา มความ

ภาพท 1 การหาความสญเสยจากการเกยว

ภาพท 2 การหาความสญเสยจากชดนวดและชดทำความสะอาด

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ตารางท 1 สภาพขาวททำการตรวจวดความสญเสยจากการเกบเกยวโดยใชเครองเกยวนวด สำหรบขาวพนธขาวดอกมะล 105

จำนวนวน ความหนาแนน ความสง มมเอยง อตราสวน ความชน ความชน ผลผลต

เครองท หลงออกดอก ตนขาว ตนขาว ตนขาว เมลดตอฟาง เมลด ฟาง รวม

(วน) (ตน/ไร) (ซม.) (องศาจากแนวดง) (%wb) (%wb) (กก./ไร)

1 30 446,933 100.3 14.6 28.19 65.60 0.85 326

2 30 278,400 102.0 20.0 25.21 63.21 0.98 360

3 35 230,400 104.0 18.6 25.89 65.72 0.81 359

4 35 344,533 104.3 24.0 25.69 66.61 0.54 448

5 35 453,333 103.6 14.4 23.40 66.69 0.82 409

6 35 264,533 89.6 22.8 22.72 65.32 0.78 388

7 38 366,933 96.4 28.8 21.61 62.10 0.41 390

8 38 327,467 94.4 30.4 23.55 66.89 0.78 311

9 30 387,200 93.9 27.1 28.44 64.71 0.81 370

10 34 425,600 108.4 22.2 25.89 65.66 0.71 424

11 40 278,400 96.8 22.1 16.26 60.57 0.38 308

12 42 480,000 84.9 31.7 16.21 56.97 0.73 344

13 42 418,133 82.8 29.6 16.24 58.01 0.69 380

ตารางท 2 สภาพขาวททำการตรวจวดความสญเสยจากการเกบเกยวโดยใชเครองเกยวนวด สำหรบขาวพนธชยนาท 1

จำนวนวน ความหนาแนน ความสง มมเอยง อตราสวน ความชน ความชน ผลผลต

เครองท หลงออกดอก ตนขาว ตนขาว ตนขาว เมลดตอฟาง เมลด ฟาง รวม

(วน) (ตน/ไร) (ซม.) (องศาจากแนวดง) (%wb) (%wb) (กก./ไร)

1 107 697,600 70.9 10.6 29.24 67.15 0.68 640

2 110 913,067 69.8 13.9 25.65 69.27 0.66 678

3 110 1,169,067 75.8 15.4 28.30 66.63 0.66 835

4 110 688,000 66.9 16.0 26.60 65.23 0.67 704

5 119 970,667 71.8 14.8 23.75 63.80 1.07 849

6 119 992,000 73.1 19.7 23.39 66.34 0.53 876

7 110 621,867 68.5 15.9 30.42 63.20 0.44 699

8 120 776,533 79.9 16.3 23.04 59.29 0.43 702

9 118 642,133 78.1 14.8 29.23 69.17 0.37 730

10 119 940,800 79.5 17.4 23.45 64.41 0.91 940

11 119 730,667 76.1 14.4 29.38 59.28 0.62 693

12 118 804,267 69.6 16.8 22.20 57.84 1.01 873

13 119 922,667 68.4 13.9 26.45 58.54 0.98 698

14 109 808,533 80.0 16.3 27.80 66.52 0.73 763

15 119 775,467 69.6 15.8 26.10 62.50 0.92 816

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ตารางท 3 ความสญเสยจากการเกบเกยวขาวโดยใชเครองเกยวนวดขาว สำหรบขาวพนธขาว

ดอกมะล 105

เครอง ความสญเสยจากเครองเกยวนวด (%) ความ เมลด

ท การเกยว การนวด การคดแยกฯ การทำความ รวม สะอาด แตกหก

สะอาด (%) (%)

1 1.08 0.001 0.73 0.16 1.97 95.10 0.032

2 0.96 0.007 1.18 0.14 2.29 97.56 0.014

3 2.84 0.000 0.62 0.02 3.48 97.28 0.028

4 1.29 0.000 1.53 0.30 3.12 98.69 0.024

5 1.38 0.001 0.87 0.08 2.33 98.99 0.007

6 1.55 0.014 1.10 0.07 2.73 97.83 0.028

7 1.37 0.002 1.15 0.19 2.71 98.69 0.119

8 1.89 0.000 1.19 0.16 3.25 96.24 0.022

9 1.62 0.000 1.48 0.91 4.00 96.35 0.075

10 1.59 0.000 1.28 0.44 3.30 97.53 0.032

11 3.20 0.004 1.37 0.23 4.80 95.01 0.024

12 3.51 0.000 0.82 0.09 4.43 96.76 0.049

13 1.93 0.000 0.70 0.01 2.64 97.64 0.032

เฉลย 1.86 0.002 1.08 0.22 3.16 97.21 0.037

ตารางท 4 ความสญเสยจากการเกบเกยวขาวโดยใชเครองเกยวนวดขาว สำหรบขาวพนธชยนาท

เครอง ความสญเสยจากเครองเกยวนวด (%) ความ เมลดท การเกยว การนวด การคดแยกฯ การทำความ รวม สะอาด แตกหก

สะอาด (%) (%)

1 0.18 0.928 8.61 0.22 9.94 95.01 0.0322 0.48 0.191 3.57 0.08 4.32 95.41 0.1413 0.09 0.006 12.56 0.12 12.77 95.59 0.0424 0.42 0.157 5.50 0.06 6.13 95.50 0.0165 0.32 0.008 3.26 0.04 3.62 96.74 0.2176 0.25 0.070 2.70 0.02 3.05 94.91 0.0327 0.23 0.748 7.93 0.08 8.99 97.20 0.0418 0.49 0.066 3.96 0.21 4.73 96.82 0.0989 0.37 0.018 4.56 0.37 5.32 98.43 0.07110 0.19 0.016 2.93 0.08 3.21 98.00 0.11711 0.20 0.116 6.39 0.09 6.79 96.61 0.05212 0.75 0.352 4.34 1.72 7.17 98.35 0.02013 0.05 0.566 4.75 0.02 5.39 96.91 0.02114 0.67 0.124 8.15 0.23 9.17 95.83 0.01615 0.17 0.113 10.27 0.99 11.55 95.01 0.053

เฉลย 0.32 0.232 5.97 0.29 6.81 96.42 0.065

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


สญเสยจากการเกยวระหวาง 0.96 ถง 3.51 เปอรเซนต หรอม

คาเฉลยเทากบ 1.86 เปอรเซนต ความสญเสยจากการนวดมคา

ในชวง 0.000 ถง 0.007 เปอรเซนต หรอมคาเฉลยเทากบ 0.002

เปอรเซนต ความสญเสยจากการคดแยกเมลดออกจากฟางม

คาระหวาง 0.62 ถง 1.53 เปอรเซนต หรอมคาเฉลยเทากบ 1.08

เปอรเซนต ความสญเสยจากการทำความสะอาดมคาในชวง 0.01

ถง 0.91 เปอรเซนต หรอมคาเฉลยเทากบ 0.22 เปอรเซนต คด

เปนความสญเสยรวมมคาระหวาง 1.97 ถง 4.80 เปอรเซนต หรอ

มคาเฉลยเทากบ 3.16 เปอรเซนต สวนเปอรเซนตความสะอาด

ของผลผลตมคาในชวง 95.01 ถง 98.99 เปอรเซนต หรอมคาเฉลย

เทากบ 97.21 เปอรเซนต สำหรบปรมาณเมลดแตกหกมคา

ระหวาง 0.007 ถง 0.119 เปอรเซนต หรอมคาเฉลยเทากบ 0.037

ดงแสดงในตารางท 3

สวนความสญเสยสำหรบขาวพนธชยนาท 1 พบวา มความ

สญเสยจากการเกยวระหวาง 0.05 ถง 0.75 เปอรเซนต หรอม

คาเฉลยเทากบ 0.32 เปอรเซนต ความสญเสยจากการนวดมคา

ในชวง 0.006 ถง 0.928 เปอรเซนต หรอมคาเฉลยเทากบ 0.232

เปอรเซนต ความสญเสยจากการคดแยกเมลดออกจากฟางมคา

ระหวาง 2.70 ถง 12.56 เปอรเซนต หรอมคาเฉลยเทากบ 5.97

เปอรเซนต ความสญเสยจากการทำความสะอาดมคาในชวง 0.02

ถง 1.72 เปอรเซนต หรอมคาเฉลยเทากบ 0.29 เปอรเซนต คด

เปนความสญเสยรวมมคาระหวาง 3.05 ถง 12.77 เปอรเซนต หรอ

มคาเฉลยเทากบ 6.81 เปอรเซนต หรอประมาณสองเทาของขาว

พนธขาวดอกมะล 105 สวนเปอรเซนตความสะอาดของผลผลต

มคาในชวง 94.91 ถง 98.43 เปอรเซนต หรอมคาเฉลยเทากบ

96.42 เปอรเซนต สำหรบปรมาณเมลดแตกหกมคาระหวาง 0.016

ถง 0.217 เปอรเซนต หรอมคาเฉลยเทากบ 0.065 ดงแสดงใน

ตารางท 4

เมอนำผลความสญเสยมาเทยบรอยละของความสญเสย

รวมสำหรบขาวแตละพนธ ดงแสดงในตารางท 5 พบวา สำหรบ

ขาวพนธขาวดอกมะล 105 ความสญเสยรอยละ 58.94 ของความ

สญเสยรวมสำหรบขาวพนธขาวดอกมะล 105 เกดจากการ

หวเกยว รองลงมาเปนความสญเสยจากการคดแยกเมลดออก

จากฟางและการทำความสะอาดรอยละ 34.17 และ 6.82 ของ

ความสญเสยรวมสำหรบขาวพนธขาวดอกมะล 105 ตามลำดบ

สวนความสญเสยจากการนวดมคานอยทสดคอรอยละ 0.07 ของ

ความสญเสยรวมสำหรบขาวพนธขาวดอกมะล 105 ซงผลแตก

ตางจากขาวพนธชยนาท 1 ทมความสญเสยจากการคดแยกเมลด

ออกจากฟางมากทสดคอรอยละ 87.59 ของความสญเสยรวม

สำหรบขาวพนธชยนาท 1 รองลงมาเปนความสญเสยจากการ

เกยวและการทำความสะอาดรอยละ 4.77 และ 4.27 ของความสญ

เสยรวมสำหรบขาวพนธชยนาท 1 ตามลำดบ และความสญเสย

จากการนวดมคานอยทสดคอรอยละ 3.41 ของความสญเสยรวม

สำหรบขาวพนธชยนาท 1 ทงนเนองมาจากคณสมบตของพนธ

ขาวทขาวพนธขาวดอกมะล 105 ซงเปนขาวพนธพนเมองทม

การรวงหลนงายเมอสกแกหรอขาวพนธนวดงายจงทำใหมความ

สญเสยสวนใหญมาจากการเกยว สวนขาวพนธชยนาท 1 เปน

ขาวพนธลกผสมทมการรวงหลนยากกวาเมอสกแกหรอขาวพนธ

นวดยากกวาพนธพนเมอง (วนต และคณะ, 2546) จงทำใหม

ความสญเสยสวนใหญเกดจากชดนวดททำการนวดและคดแยก

เมลดออกจากฟางซงมผลประมาณรอยละ 90 ของความสญเสย

รวมสำหรบขาวพนธชยนาท 1

นอกจากนอาจมสาเหตมาจากในชวงฤดกาลเกบเกยว

ขาวนาปของประเทศไทยทสวนใหญเปนขาวพนธเมองโดย

เฉพาะในพนทภาคเหนอและภาคตะวนออกเฉยงเหนอทมการ

เพาะปลกขาวพนธขาวดอกมะล 105 กนเปนสวนใหญ มการสก

แกของผลผลตในชวงเวลาใกลเคยงกนจงทำใหเครองเกยวนวด

เกบเกยวขาวไมทนในชวงเวลาทเหมาะสมคอ 25 ถง 35 วนหลง

การออกดอก (วนต และคณะ, 2540) เหนไดวามเครองเกยวนวด

ทเกบเกยวหลงชวงเวลาทเหมาะสม 7 เครอง จากทงหมด 13

เครอง (ตารางท 1) แสดงวามเครองเกยวนวดใชงานในพนททง

กลารองไหยงไมเพยงพอจงสงผลใหเกบเกยวขาวทความชน

ตารางท 5 การเปรยบเทยบความสญเสยเนองจากการทำงานของสวนตางๆ ของเครองเกยวนวด

พนธขาวดอกมะล 105 พนธชยนาท 1

(%) (% ของความ (%) (% ของความ

สญเสยรวม) สญเสยรวม)

ความสญเสยจากการเกยว 1.86 58.94 0.32 4.77

ความสญเสยจากการนวด 0.002 0.07 0.232 3.41

ความสญเสยจากการคดแยกเมลดออกจากฟาง 1.08 34.17 5.97 87.59

ความสญเสยจากการทำความสะอาด 0.22 6.82 0.29 4.24

ความสญเสยรวม 3.16 100.00 6.81 100.00

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


คอนขางตำทยงทำใหเมลดหลดรวงไดงาย จงควรสงเสรมใหม

เครองเกยวนวดใชงานในฤดเกบเกยวขาวนาปในพนททงกลา

รองไหใหมากขน สวนขาวพนธชยนาท 1 ทเกบเกยวในพนท

จงหวดขอนแกน กาฬสนธ และมหาสารคาม เปนชวงฤดนาปรง

ทมพนทเกบเกยวไมมากเทากบฤดนาปประกอบกบขาวพนธน

เปนขาวพนธไมไวแสงมอายการเกบเกยวนบจากวนปลกชดเจน

ในชวง 110 ถง 120 วน จงทำใหเกษตรกรวางแผนในการเกบ

เกยวใหไมตองเกบเกยวพรอมกน จงทำใหมเครองเกยวนวด

เพยงพอในการใชงาน นอกจากนยงมบางรายทเกบเกยวกอน

ชวงเวลาทเหมาะสมเพอใหทนกบราคาของผลผลตทเปลยน

แปลงในแตละวนจงทำใหเกบเกยวขาวทความชนคอนขางสงท

ยงทำใหการนวดและคดแยกเมลดออกจากฟางในชดนวดกระทำ

ไดยาก (สมชาย และวนต, 2551)

สำหรบความสะอาดของผลผลต และเมลดแตกหกจากการ

ใชเครองเกยวนวดขาวสำหรบขาวทงสองพนธมคาใกลเคยงกน

สรปผลการศกษาความสญเสยจากการใชเครองเกยวนวดขาวสำหรบขาว

พนธชยนาท 1 มคาสงกวาพนธขาวดอกมะล 105 ประมาณสอง

เทา โดยความสญเสยสวนใหญสำหรบขาวพนธชยนาท 1 เกด

จากการตดแยกเมลดออกจากฟางในชดนวด สวนขาวพนธขาว

ดอกมะล 105 ความสญเสยสวนใหญเกดจากการเกยวของชดหว

เกยว ดงนนในการศกษาเพอพฒนาการใชงานเครองเกยวนวด

ขาวในการเกบเกยวขาวพนธขาวดอกมะล 105 หรอขาวพนธพน

เมอง ควรเนนศกษาในสวนของชดหวเกยว สวนการเกบเกยว

ขาวพนธชยนาท 1 หรอขาวพนธลกผสม ควรเนนศกษาในสวน

ของชดนวดโดยเฉพาะในกระบวนการคดแยกเมลดออกจากฟาง

กตตกรรมประกาศขอขอบคณ ศนยนวตกรรมเทคโนโลยหลงการเกบเกยว

และ ศนยวจยเครองจกรกลเกษตรและวทยาการหลงการเกบ

เกยว มหาวทยาลยขอนแกน ทใหการสนบสนนการวจยน

เอกสารอางองวนต ชนสวรรณ. 2553. การศกษาประเมนประสทธภาพเครอง

เกยวนวดขาวเพอลดความสญเสยและเพมศกยภาพใน

การสงออก. รายงานโครงการวจยฉบบสมบรณ เสนอตอ

สำนกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงชาต

(สวทช.)

วนต ชนสวรรณ, นพนธ ปองจนทร, สมชาย ชวนอดม และ

วราจต พยอม. 2546. ผลของอตราการปอนและความเรว

ลกนวดทมตอสมรรถนะการนวดของเครองนวดขาวแบบ

ไหลตามแกน. วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหง

ประเทศไทย. 10(1):9-14.

วนต ชนสวรรณ, สมชาย ชวนอดม และวราจต พยอม. 2545. การ

ประเมนความสญเสยจากการเกบเกยวขาว. วารสาร

สมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย. 9(1): 14-19.

วนต ชนสวรรณ, สมชาย ชวนอดม, วส อดมเพทายกล,

วราจต พยอม และณรงค ปญญา. 2542. ความสญเสยใน

การเกบเกยวขาวหอมมะลโดยใชแรงงานคนและใชเครอง

เกยวนวด. วารสารวจย มข. 4(2): 4-7.

วนต ชนสวรรณ, สเนตร โมงปราณต และณรงค ปญญา. 2540.

ระยะเวลาทเหมาะสมในการเกบเกยวขาวหอมมะลโดย

ใชเครองเกยวนวด. วารสารวจย มข. 2540; 2(1): 54-63.

สมชาย ชวนอดม และวนต ชนสวรรณ. 2551. การสรางและ

ประเมนผลสมการประมาณความสญเสยจากระบบการ

นวดของเครองเกยวนวดขาวแบบไหลตามแกนสำหรบ

ขาวพนธชยนาท 1. ว. วจย มข. 13(2): 251-260.

สำนกงานเศรษฐกจการเกษตร. 2551. สถตการเกษตรประเทศ

ไทย ป 2550. [ออนไลน] [อางเมอ 6 มถนายน 2553] จาก

http://www.oae.go.th/oae_report/stat_agri/

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


1) ผชวยศาสตราจารย, ดร. 2) รองศาสตราจารย ดร. ภาควชาวศวกรรมเกษตร คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน จ.ขอนแกน

1) Assistant Professor Dr. 2) Associate Professor Dr., Dept. of Agricultural Engineering, Faculty of Engineering,

Khon Kaen University, Khon Kaen 40002, Thailand

บทนำขาวโพดเลยงสตวมความสำคญตออตสาหกรรมการ

เลยงสตวของไทยเปนอยางมาก ปจจบนประเทศไทยมพนท

เพาะปลกขาวโพดประมาณ 6 ลานไร ใหผลผลตกวา 4 ลานตน

คดเปนมลคาประมาณ 2.5 หมนลานบาท (สำนกงานเศรษฐกจ

การเกษตร, 2551) การกะเทาะเมลดขาวโพดเปนกจกรรมทม

ความสำคญในการผลตขาวโพด เพราะทำใหเกดความสะดวกใน

การขนยาย แปรสภาพ เกบรกษาและการซอขาย ทผานไดมการ

พฒนาเครองกะเทาะขาวโพดและมการใชแพรหลาย และใน

ปจจบนไดมการนำเครองนวดขาวแบบไหลตามแกนทนยมใช

กนมาก มาดดแปลงเพอใหสามารถนวดขาวและกะเทาะขาว

โพดได (ภาพท 1) เพอเปนการเพมการใชประโยชนของเครอง

นวดขาว

ในการใชเครองนวดขาวแบบไหลตามแกนสำหรบนวด

หรอกะเทาะพชชนดอน ควรมการปรบปรงหรอดดแปลงกลไก

ความสญเสยจากการกะเทาะขาวโพดโดยใชเครองนวดขาวแบบไหลตามแกนLosses of Corn Shelling due to the Use of Axial Flow Rice Threshers

สมชาย ชวนอดม1) วนต ชนสวรรณ2)

Somchai Chuan-Udom1) Winit Chinsuwan2)

AbstractThe objective of this study was to study losses of corn shelling due to the use of axial flow rice threshers in late rainy

season crop of 2008 and early rainy season crop of 2009, 17 and 10 units of the thresher were tested respectively. Results of the

study indicated that the average losses due to shelling, separating, and cleaning were 0.11, 0.24, and 0.08 % respectively with the

average total losses of 0.43 %. The average cleaning efficiency and grain damage were 98.54 and 1.72 % respectively. The total

losses were higher and the cleanliness was lower for the early rainy season crop compared with the other season.

Keywords: Axial Flow Rice Thresher, Corn Shelling, Loss

บทคดยอการศกษานมวตถประสงคเพอศกษาความสญเสยจากการกะเทาะขาวโพดโดยใชเครองนวดขาวแบบไหลตามแกน สำหรบ

ขาวโพดฤดปลกปลายฝน ป 2551 จำนวน 17 เครอง และขาวโพดฤดปลกตนฝน ป 2552 จำนวน 10 เครอง พบวา ความสญเสยจาก

การกะเทาะ การคดแยก การทำความสะอาดเฉลยเทากบ 0.11, 0.24 และ 0.08 เปอรเซนต ตามลำดบ โดยมความสญเสยรวมเฉลย 0.43

เปอรเซนต สวนเปอรเซนตความสะอาด และปรมาณเมลดแตกหกเฉลย 98.54 และ 1.72 เปอรเซนต ตามลำดบ ความสญเสยจากการ

กะเทาะขาวโพดสำหรบฤดปลกตนฝนมความสญเสยมากกวา และมเปอรเซนตความสะอาดตำกวาการกะเทาะขาวโพดฤดปลกปลาย

ฝน

คำสำคญ: เครองนวดขาวแบบไหลตามแกน, การกะเทาะขาวโพด, ความสญเสย

และการทำงานบางสวนของเครองตามความเหมาะสม (พนย

ทองสวสดวงศ และคณะ, 2546) จากการศกษาทผานมาไดมการ

ปรบปรงและดดแปลงเครองนวดขาวในการนวดพชชนดอนๆ

สมศกด พนจดานกลาง (2544) ไดศกษาตะแกรงนวดและความ

เรวลกนวดทมผลตอการนวดทานตะวนดวยเครองนวดขาวแบบ

ไหลตามแกน พบวา ควรใชระยะหางระหวางซตะแกรงนวด

ขนาด 19 มลลเมตรและใชความเรวลกนวดในชวง 17.27 ถง

20.42 เมตรตอวนาท ทำใหเมลดทานตะวนมความสญเสย

จากการนวดนอยกวา 1 เปอรเซนต และ เมลดแตกหกนอยกวา 1

เปอรเซนต และประสทธภาพการนวดมากกวา 99 เปอรเซนต

เสร วงสพเชษฐ (2534) ปรบปรงเครองนวดขาวแบบไหลตาม

แกนสำหรบนวดเมลดพนธปอควบา พบวา ตะแกรงนวดควรม

ความยาวไมนอยกวา 1.15 เมตร ระยะหางระหวางซตะแกรง

นวดควรอยในชวง 12 ถง 16 มลลเมตร ระยะหางระหวางปลาย

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ซนวดกบตะแกรงนวดลางระหวาง 27.5 ถง 52.5 มลลเมตร และ

ความเรวลกนวดในชวง 13 ถง 20 เมตรตอวนาท อนสรณ เวชสทธ

(2534) ปรบปรงเครองนวดขาวในการนวดถวเหลอง พบวา ควร

ใชความเรวลกนวดในชวง 10.7 ถง 14.7 เมตรตอวนาท และ

ลกนวดแบบซนวดทำใหเมลดแตกหกนอยกวาแบบแถบนวด

กองเกษตรวศวกรรมไดปรบปรงเครองนวดขาวสำหรบกะเทาะ

ถวเขยวผวมนและไดนำหลกการของเครองนวดมาพฒนาเครอง

กะเทาะถวเขยวผวมน (กจจา กจอมประเสรฐสข, 2534)

จากขอมลขางตนพบวา การศกษาการใชเครองนวดขาว

แบบไหลตามแกนสำหรบการกะเทาะขาวโพดยงมขอมลอย

คอนขางนอย ถงแมวาเกษตรกรนยมใชเครองนวดขาวสำหรบ

การกะเทาะขาวโพดบางในบางพนทแตยงมขอมลดาน

สมรรถนะการทำงานโดยเฉพาะความสญเสยอยคอนขางนอย

ดงนนการศกษานจงมวตถประสงคเพอศกษาความสญเสยจาก

การกะเทาะขาวโพดโดยใชเครองนวดขาวแบบไหลตามแกน

อปกรณและวธการการศกษานดำเนนการ โดยทำการสมตรวจวดความสญ

เสย ปรมาณเมลดแตกหก และความสะอาดของผลผลต จากการ

ใชเครองนวดขาวแบบไหลตามแกน ในสภาพการทำงานจรง

ของเกษตรกร ในพนทอำเภอภกระดง และอำเภอผาขาว จงหวด

เลย สำหรบขาวโพดฤดปลกปลายฝน ป 2551 จำนวน 17 เครอง

และขาวโพดฤดปลกตนฝน ป 2552 จำนวน 10 เครอง

กอนการทดสอบเกบขอมลความชนของเมลด ซง และ

เปลอกหมเมลด รวมทงอตราสวนเมลดตอวสดทไมใชเมลด

จำนวน 3 ซำ ในการทดสอบทำการวดความเรวลกนวด มมครบวง

เดอนจากแนวเพลาลกนวด และอตราการปอน และทำการเกบ

ตวอยางทออกมาจากชองรบผลผลต ชองขบฟาง และชองทำความ

สะอาด ดงแสดงในภาพท 2 พรอมกนเปนเวลา 10 วนาท จำนวน

3 ซำ สวนเมลดทไดจากชองรบผลผลตเกบตวอยางมา 5 กโลกรม

เพอนำมาหาเปอรเซนตความสะอาดและปรมาณเมลดแตกหก

ผลการทดลองและวจารณจากการศกษาการทำงานของเครองนวดขาวทดดแปลง

สำหรบกะเทาะขาวโพดฤดปลกปลายฝน ป 2551 เปนเครองนวด

ขาวขนาดความยาวชดนวด 5, 6, 7 และ 8 ฟต จำนวน 2, 10, 4

และ 1 เครอง ตามลำดบ สภาพการทำงานของเครองนวดใชความ

เรวลกนวด 15.6 ถง 23.5 เมตรตอวนาท มมมครบวงเดอนจาก

แนวเพลาลกนวดเฉลย 82.6 ถง 89.2 องศา ใชอตราการปอน 3.8

ถง 15.8 ตนตอชวโมง สภาพขาวโพดทกะเทาะมความชนของ

เมลด 13.50 ถง 22.70 เปอรเซนตฐานเปยก ความชนของซง

14.69 ถง 37.77 เปอรเซนตฐานเปยก ความชนของเปลอก

14.73 ถง 36.39 เปอรเซนตฐานเปยก และอตราสวนเมลดตอ

วสดทไมใชเมลด 3.46 ถง 5.71 ดงแสดงในตารางท 1

ผลการตรวจวดสำหรบขาวโพดฤดปลกปลายฝน ป 2551

ดงแสดงในตารางท 2 พบวา มความสญเสยจากการกะเทาะ 0.002

ถง 0.024 เปอรเซนต โดยมคาเฉลย 0.011 เปอรเซนต ความสญ

เสยจากการคดแยกมคาเฉลย 0.111 เปอรเซนต หรอมคา 0.005

ถง 0.755 เปอรเซนต และความสญเสยจากการทำความสะอาด

มคา 0.006 ถง 0.222 เปอรเซนต โดยมคาเฉลย 0.051 เปอรเซนต

เมอคดเปนความสญเสยรวมมคา 0.038 ถง 0.831 เปอรเซนต หรอ

มคาเฉลย 0.174 เปอรเซนต สวนเปอรเซนตความสะอาดมคา

ภาพท 1 การทดสอบเครองนวดขาวแบบไหลตามแกนสำหรบการกะเทาะขาวโพด

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


97.63 ถง 99.67 เปอรเซนต โดยมคาเฉลย 99.04 เปอรเซนต และ

ปรมาณเมลดแตกหกมคา 0.85 ถง 3.45 เปอรเซนต โดยมคาเฉลย

1.98 เปอรเซนต

สำหรบขาวโพดฤดปลกตนฝน ป 2552 ทำการ ศกษาเครอง

นวดสำหรบกะเทาะขาวโพด ขนาดความยาวชดนวด 5, 6, 7 และ

8 ฟต จำนวน 1, 6, 2 และ 1 เครอง ตามลำดบ สภาพการทำงาน

ของเครองใชความเรวลกนวด 17.0 ถง 19.4 เมตรตอวนาท มมม

ครบวงเดอนจากแนวเพลาลกนวด 82.1 ถง 86.1 องศา ใชอตรา

การปอน 9.6 ถง 16.0 ตนตอชวโมง สภาพขาวโพดทกะเทาะม

ความชนของเมลด 18.73 ถง 45.84 เปอรเซนตฐานเปยก ความ

ชนของซง 21.06 ถง 70.46 เปอรเซนตฐานเปยก ความชนของ

เปลอก 15.62 ถง 63.59 เปอรเซนตฐานเปยก และอตราสวนเมลด

ตอวสดทไมใชเมลด 1.70 ถง 2.77 (ตารางท 3)

สำหรบขาวโพดฤดปลกตนฝน ป 2552 พบวา มความสญ

เสยจากการกะเทาะ 0.060 ถง 0.426 เปอรเซนต โดยมคาเฉลย

0.218 เปอรเซนต ความสญเสยจากการคดแยกมคาเฉลย 0.360

เปอรเซนต โดยมคา 0.131 ถง 0.790 เปอรเซนต และความสญ

เสยจากการทำความสะอาดมคา 0.063 ถง 0.159 เปอรเซนต โดย

มคาเฉลย 0.110 เปอรเซนต เมอคดเปนความสญเสยรวมมคา

0.326 ถง 1.334 เปอรเซนต หรอมคาเฉลย 0.682 เปอรเซนต สวน

เปอรเซนตความสะอาดมคา 97.23 ถง 98.67 เปอรเซนต โดยม

คาเฉลย 98.04 เปอรเซนต และปรมาณเมลดแตกหกมคา 0.79 ถง

1.91 เปอรเซนต โดยมคาเฉลย 1.46 เปอรเซนต ดงแสดงใน

ตารางท 4

เมอเฉลยความสญเสยทงสองฤดเพาะปลกพบวา มความ

สญเสยจากการกะเทาะเฉลย 0.115 เปอรเซนต ความสญเสยจาก

การคดแยกเฉลย 0.236 เปอรเซนต และความสญเสยจากการ

ทำความสะอาดเฉลย 0.081 เปอรเซนต เมอคดเปนความสญเสย

รวมเฉลย 0.431 เปอรเซนต สวนเปอรเซนตความสะอาดเฉลย

98.54 เปอรเซนต และปรมาณเมลดแตกหกเฉลย 1.72 เปอรเซนต

ดงแสดงในตารางท 5

จากตารางท 5 เมอเปรยบเทยบความสญเสย เปอรเซนต

ความสะอาด และปรมาณเมลดแตกหกสำหรบขาวโพด 2 ฤดปลก

พบวา ความสญเสยจากการกะเทาะ จากการคดแยก จากการ

ทำความสะอาด และความสญเสยรวม สำหรบขาวโพดฤดกาล

ปลกตนฝนมคามากกวาขาวโพดฤดกาลปลกปลายฝนอยางมนย

ตารางท 1 สภาพการทำงานของเครองนวดและสภาพขาวโพดททำการศกษา สำหรบขาวโพดฤดปลกปลายฝน ป 2551

ความยาว ความเรว มมครบวงเดอน อตราการ ความชน (% ฐานเปยก) อตราสวนเมลด

ชดนวด เครองท ลกนวด จากแนวเพลาลกนวด ปอนเมลด ตอวสดทไมใชเมลด

(ฟต) (เมตร/วนาท) (องศา) (ตน/ชวโมง) เมลด ซง เปลอก

5 1 19.2 87.8 8.9 14.68 16.82 20.35 5.28

5 2 23.5 88.0 9.2 16.06 16.48 25.47 5.01

6 1 17.4 88.0 8.0 15.08 17.01 17.88 4.78

6 2 17.5 87.0 8.2 16.84 20.05 14.73 3.71

6 3 15.7 85.8 3.8 15.61 16.70 16.49 3.63

6 4 15.6 89.2 8.0 22.70 37.77 26.69 3.55

6 5 16.4 86.4 11.3 17.65 23.87 16.72 3.64

6 6 19.4 82.6 10.3 13.50 14.69 20.06 4.60

6 7 17.1 88.0 8.9 16.91 23.57 36.39 5.40

6 8 19.0 87.0 5.9 18.88 25.00 26.12 4.79

6 9 18.3 87.0 11.1 16.19 19.18 19.92 4.28

6 10 16.5 89.2 11.3 18.65 24.75 29.59 4.79

7 1 17.0 86.5 11.6 15.35 18.06 19.03 4.53

7 2 19.0 87.7 15.8 17.15 24.03 22.13 4.90

7 3 18.9 84.7 11.7 21.70 32.26 17.43 3.46

7 4 18.4 87.8 9.9 14.62 16.08 17.37 5.71

8 1 16.9 84.6 12.1 14.54 14.83 18.52 5.06

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


สำคญทางสถต ดงแสดงในตารางท 5 ทงนเนองมาจากขาวโพด

ในฤดกาลปลกตนฝนมความชนทงของเมลด ซง และเปลอกทสง

กวาขาวโพดในฤดกาลปลกปลายฝน ซงความชนนเปนอปสรรค

อยางมากในการกะเทาะและคดแยกในชดนวด สงผลใหมความ

สญเสยในสวนนสงกวา นอกจากนความชนทสงทงของเมลด

ซง และเปลอก ทำใหจำเปนตองใชความเรวลมทสงในการ

ทำความสะอาดซงสงผลตอความสญเสยจากการทำความสะอาด

ทสงตามไปดวย สำหรบเปอรเซนตความสะอาด พบวา ขาวโพด

ฤดกาลปลกปลายฝนมคามากกวาขาวโพดฤดกาลปลกตน

ฝนอยางมนยสำคญทางสถต ทงนเนองมาจากผลจากความชน

ของทงเมลด ซง และเปลอกทสงกวาของขาวโพดฤดกาลปลกตน

ฝนทำใหประสทธภาพการทำความสะอาดของชดทำความ

สะอาดทำไดไมดเทากบขาวโพดในฤดกาลปลกปลายฝนทม

ความชนทงของเมลด ซง และเปลอกนอยกวา ขาวโพดฤดกาล

ปลกตนฝน สวนปรมาณเมลดแตกหกสำหรบขาวโพดทง 2 ฤด

กาลปลกไมมความแตกตางกนในทางสถต แตมแนวโนมวาขาว

โพดฤดกาลปลกตนฝนมปรมาณเมลดแตกหกนอยกวาขาวโพด

ฤดกาลปลกปลายฝน ทงนอาจเนองมาจากผลจากความชนของ

เมลดทสงมผลตอปรมาณเมลดแตกหก เพราะวาเมลดทมความ

ชนสงกวาจะมความยดหยนคอนขางสงกวาตอการถกฟาดตหรอ

ขดสมากกวาเมลดทมความชนตำ (สมชาย และ วนต, 2549) จงสง

ผลตอปรมาณเมลดแตกหกทมคาตำไปดวย

จากการสำรวจพบวาเกษตรกรเจาของเครองนวดขาวได

ซอเครองนวดขาวมอสองมาทำการดดแปลงภายในชดนวด โดย

การเปลยนซตะแกรงนวดลางจากเดมทมขนาด 9 มลลเมตร ให

มขนาดใหญขนเปน 12 หรอ 15 มลลเมตร เพอลดการชำรดหรอ

หกในขณะทำการกะเทาะขาวโพดของซตะแกรงนวด โดยม

ระยะชองวางระหวางซตะแกรงนวด 18 ถง 20 มลลเมตร ในสวน

ของลกนวดไดทำการดดแปลงโดยการเปลยนซนวดใหมความ

ยาวลดลงจาก 100 มลลเมตร (4 นว) เปนขนาดความยาว 65 ถง

ตารางท 2 ความสญเสยจากการกะเทาะขาวโพดโดยใชเครองนวดขาวแบบไหลตามแกน สำหรบขาวโพด

ฤดปลกปลายฝน ป 2551

ความยาว ความสญเสย (%) ปรมาณเมลด

ชดนวด เครองท กะเทาะ คดแยก ทำความสะอาด รวม

ความสะอาด แตกหก

(ฟต) (%) (%)

5 1 0.006 0.020 0.017 0.043 99.33 1.15

5 2 0.002 0.005 0.036 0.043 99.35 1.54

6 1 0.008 0.027 0.074 0.109 99.33 1.00

6 2 0.018 0.116 0.124 0.258 98.29 2.30

6 3 0.023 0.182 0.012 0.217 99.21 2.26

6 4 0.006 0.017 0.016 0.038 98.54 2.35

6 5 0.011 0.136 0.006 0.153 97.63 1.54

6 6 0.024 0.755 0.052 0.831 99.35 1.51

6 7 0.019 0.039 0.083 0.141 98.76 2.37

6 8 0.017 0.094 0.222 0.332 99.67 1.53

6 9 0.009 0.115 0.028 0.152 99.50 3.45

6 10 0.013 0.027 0.010 0.050 98.24 2.12

7 1 0.010 0.059 0.064 0.133 99.47 2.50

7 2 0.011 0.042 0.039 0.092 99.64 3.07

7 3 0.003 0.189 0.011 0.203 98.86 2.77

7 4 0.003 0.015 0.043 0.060 99.40 1.28

8 1 0.007 0.052 0.039 0.098 99.08 0.85

เฉลย 0.011 0.111 0.051 0.174 99.04 1.98

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ตารางท 3 สภาพการทำงานของเครองนวดและสภาพขาวโพดททำการศกษา สำหรบขาวโพดฤดปลกตนฝน ป 2552

ความยาว ความเรว มมครบวงเดอน อตราการ ความชน (% ฐานเปยก) อตราสวนเมลด

ชดนวด เครองท ลกนวด จากแนวเพลาลกนวด ปอนเมลด ตอวสดทไมใชเมลด

(ฟต) (เมตร/วนาท) (องศา) (ตน/ชวโมง) เมลด ซง เปลอก

5 1 19.4 82.8 12.5 29.98 53.51 35.04 2.00

6 1 17.5 85.8 16.0 31.58 55.92 37.37 1.91

6 2 17.6 82.1 9.6 27.82 49.07 27.03 2.66

6 3 19.2 86.1 10.4 45.84 70.46 63.59 1.70

6 4 18.2 84.2 10.2 18.73 21.06 15.62 2.14

6 5 17.6 86.1 10.0 23.60 38.55 21.91 2.77

6 6 18.0 84.4 13.3 24.61 41.09 25.28 2.56

7 1 18.5 84.5 15.2 26.54 45.18 25.83 2.56

7 2 19.0 84.2 10.7 20.88 27.32 22.33 2.01

8 1 17.0 84.5 11.3 38.86 60.96 55.15 1.74

ตารางท 4 ความสญเสยจากการกะเทาะขาวโพดโดยใชเครองนวดขาวแบบไหลตามแกน สำหรบขาวโพด

ฤดปลก ตนฝน ป 2552

ความยาว ความสญเสย (%) ปรมาณเมลด

ชดนวด เครองท กะเทาะ คดแยก ทำความสะอาด รวม

ความสะอาด แตกหก

(ฟต) (%) (%)

5 1 0.395 0.761 0.077 1.232 97.71 1.64

6 1 0.292 0.173 0.063 0.528 97.27 0.83

6 2 0.426 0.790 0.118 1.334 98.41 1.10

6 3 0.065 0.162 0.100 0.326 97.93 1.64

6 4 0.204 0.350 0.159 0.714 98.67 1.91

6 5 0.060 0.131 0.146 0.336 98.29 1.58

6 6 0.160 0.294 0.097 0.550 98.52 1.65

7 1 0.248 0.427 0.075 0.750 97.67 1.76

7 2 0.186 0.360 0.132 0.677 98.42 1.91

8 1 0.317 0.552 0.100 0.969 97.23 0.79

เฉลย 0.218 0.360 0.110 0.687 98.04 1.46

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


75 มลลเมตร (2.5 ถง 3 นว) เพอเพมระยะหางระหวางตะแกรง

นวดลางกบปลายซนวดเพอใหฝกขาวโพดถกซนวดขดสกบ

ตะแกรงนวดลาง นอกจากนยงถอดซนวดในลกษณะถอดซเวน

ซตลอดความยาวของลกนวดเพอลดแรงตานในขณะกะเทาะ

ในสวนของความสญเสยจากการทำความสะอาดมคา

นอยเชนเดยวกนโดยมคาความสญเสยเฉลย 0.081 เปอรเซนต

อปกรณ ในสวนนเกษตรสวนใหญไมไดมการดดแปลง มเพยง

บางรายเทานนทไดดดแปลงโดยการเปลยนตะแกรงทำความ

สะอาดจากขนาดของรตะแกรง 15 มลลเมตร (5 หน) เปน 19

มลลเมตร (6 หน)

จากการสอบถามเกษตรเจาของเครองนวดขาวแบบไหล

ตามแกนทไดทำการดดแปลงเพอใหสามารถกะเทาะขาวโพดได

พบวา เครองนวดขาวทไดทำการดดแปลงสามารถนวดขาวโดย

เจาของเครองตะเวนรบจางนวดขาวนาป ในลกษณะเหมาจายตอ

หนวยของผลผลต ทงขาวนาไรและขาวนาสวน ในชวงกลาง

เดอนตลาคมถงตนธนวาคม หลงจากนนจะทำการปรบเครอง

เพอใหสามารถกะเทาะขาวโพดไดโดยการปรบมมครบวงเดอน

จากแนวเพลาลกนวดใหมมมเกอบตงฉากกบเพลาลกนวด เพอ

ชะลอการไหลของฝกขาวโพดเปนการเพมเวลาในการกะเทาะ

และการคดแยกภายในชดนวด สวนชดทำความสะอาดจะทำการ

ปรบแตเพยงปรมาณลม เนองจากเมลดขาวโพดหนกกวาเมลด

ขาว ฉะนนในการทำงานเกษตรกรจะปรบโดยการเปดชองรบลม

ใหกวางขนเพมปรมาณลมสำหรบทำความสะอาด และวสดท

ตองทำความสะอาดประกอบดวยเมลดขาวโพด เศษซง และ

เปลอก เนองจากเศษซง และเปลอก มความหนาแนนนอยกวา

เมลดขาวโพดมาก ดงนนในการทำความสะอาดจงสามารถแยก

เศษซงและเปลอกออกจากเมลดขาวโพดไดคอนขางด จงทำให

ผลผลตสวนใหญทไดมเปอรเซนตความสะอาดสงกวา 99

เปอรเซนต และใชรบจางกะเทาะขาวโพดโดยมลกษณะการรบ

จางเชนเดยวกบการนวดขาว คอในรปแบบเหมาจายตอหนวย

ของผลผลต

ในสวนของปรมาณเมลดแตกหกซงมคาเฉลย 1.72

เปอรเซนต เกษตรกรเจาของขาวโพดใหสมภาษณวาไมมผลตอ

การขายขาวโพด เนองจากภายหลงการกะเทาะเกษตรกรจะนำ

ไปขายทนท ดงนนขาวโพดทแตกหกจงยงไมมเชอราเขาทำลาย

จงมผลตอการขายขาวโพดคอนขางนอย

สรปจากการศกษาพบวา ความสญเสยจากการกะเทาะเฉลย

0.061 เปอรเซนต ความสญเสยจากการคดแยกเฉลย 0.236

เปอรเซนต และความสญเสยจากการทำความสะอาดเฉลย 0.081

เปอรเซนต เมอคดเปนความสญเสยรวมเฉลย 0.431 เปอรเซนต

สวนเปอรเซนตความสะอาดเฉลย 98.54 เปอรเซนต และปรมาณ

เมลดแตกหกเฉลย 1.72 เปอรเซนต

ความสญเสยจากการกะเทาะขาวโพดสำหรบฤดปลกตน

ฝนมความสญเสยมากกวา มเปอรเซนตความสะอาดตำกวาการ

กะเทาะขาวโพดฤดปลกปลายฝน

คำขอบคณผวจยขอขอบคณกองทนวจยคณะวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยขอนแกน ทใหทนสนบสนนงานวจย และและ

ศนยวจยเครองจกรกลเกษตรและวทยาการหลงการเกบเกยว

ทใหการสนบสนนอปกรณและสถานทในการวจย

เอกสารอางองกจจา อมประเสรฐสข. 2534. การศกษาปจจยทมผลตอ

สมรรถนะของเครองกะเทาะถวเขยวผวมนแบบไหล

ตามแกน. [วทยานพนธปรญญาวศวกรรมศาสตร

ตารางท 5 การเปรยบเทยบความสญเสย เปอรเซนตความสะอาด และปรมาณเมลดแตกหก จากการกะเทาะขาว

โพดโดยใชเครองนวดขาวแบบไหลตามแกน ระหวางขาวโพดฤดปลกปลายฝน ป 2551 และขาวโพด

ฤดปลกตนฝน ป 2552

ฤดปลก ความสญเสย (%) ความสะอาด ปรมาณเมลด

กะเทาะ คดแยก ทำความสะอาด รวม (%) แตกหก (%)

ปลายฝน ป 2551 0.011 a 0.111 a 0.051 a 0.174 a 99.04 a 1.98 a

ตนฝน ป 2552 0.218 b 0.360 b 0.110 b 0.687 b 98.04 b 1.46 a

เฉลย 0.115 0.236 0.081 0.431 98.54 1.72

หมายเหต : ตวอกษรทเหมอนกนในแตละคอลมนหมายถงไมแตกตางทางสถต โดยใชคา LSD ทระดบนยสำคญ

5%

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


มหาบณฑต สาขาวชาเครองจกรกลเกษตร]. ขอนแกน:

บณฑตวทยาลย มหาวทยาลย ขอนแกน.

พนย ทองสวสดวงศ และคณะ. 2546. คมอการใชเครองนวดขาว

เกษตรพฒนา. พมพครงท [มปท].

สมชาย ชวนอดม และวนต ชนสวรรณ. 2549. การสรางสมการ

เพอประเมนความสญเสยจากระบบการนวดของเครอง

เกยวนวดขาวแบบไหลตามแกนสำหรบขาวหอมมะล.

ว.วทยาศาสตรเกษตร. 37(2): 109-116.

สมศกด พนจดานกลาง. 2544. การศกษาตะแกรงนวดและความ

เรวเชงเสนปลายซนวดทมผลตอการนวดทานตะวนดวย

เครองนวดแบบไหลตามแกน [วทยานพนธปรญญา

วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาเครองจกร

กลเกษตร]. ขอนแกน: บณฑตวทยาลย มหาวทยาลย

ขอนแกน.

สำนกงานเศรษฐกจการเกษตร. 2551. สถตการเกษตรของ

ประเทศไทย ป 2550. [ออนไลน อางเมอ 20 สงหาคม

2552] จาก http://www.oae.go.th/ statistic/ yearbook50/

เสร วงสพเชษฐ. 2534. การศกษาแนวทางการปรบปรงเครองนวด

ขาวแบบไหลตามแกนสำหรบนวดเมลดพนธปอควบา

[วทยานพนธปรญญาวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขา

วชาเครองจกรกลเกษตร]. ขอนแกน: บณฑตวทยาลย

มหาวทยาลยขอนแกน.

อนสรณ เวชสทธ. 2534. การศกษาเปรยบเทยบการนวดถวเหลอง

ดวยเครองนวดแบบไหลตามแกน โดยใชซเหลกกลม

และแถบเหลกลกฟก [วทยานพนธปรญญาวศวกรรม

ศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาเครองจกรกลเกษตร].

ขอนแกน: บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยขอนแกน.

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


1) คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยมหาสารคาม ต.ขามเรยง อ.กนทรวชย จ.มหาสารคาม 44150

Faculty of Engineering, Mahasarakham University, Kantarawichai, Mahasarakham 44150

คำนำปจจบนเกษตรกรมการใชเครองเกยวนวดในการเกบเกยว

ขาวกนอยางแพรหลายมากขน ขาวเปลอกทเกบเกยวจงมความ

ชนคอนขางสงซงอาจมากกวา 30 เปอรเซนตมาตรฐานเปยก

(%wb.) จำเปนตองมการอบแหงเพอรกษาคณภาพสำหรบการ

เกบรกษาหรอจำหนาย ซงโดยทวไปการตากบนลานถอเปนวธท

เกษตรกรรวมถงผประกอบการลานรบซอขาวเปลอกและโรงส

นยมมากทสด อยางไรกด วธดงกลาวเหมาะสำหรบขาวเปลอก

มความชนไมสงมากซงอาศยระยะเวลาตากสนๆ แตหากขาว

เปลอกมความชนสง หรอสภาวะอากาศไมเอออำนวย อาจตองใช

เครองอบแหงในการแกไขปญหาดงกลาว ซงโดยปกตจะ

พบเฉพาะในโรงสและลานรบซอขาวเปลอกเทานนเนองจาก

เครองจกรมราคาสง

ปญหาและขอจำกดของกระบวนการอบแหงในระดบ

การอบแหงขาวเปลอกโดยใชรงสอนฟราเรดและกาซรอนปลอยทง

จากหวเผาอนฟราเรดPaddy Drying Using Infrared Ray followed with Exhausted Gas from Infrared Burner

จกรมาส เลาหวณช1)

Juckamas Laohavanich1)

บทคดยอการทดสอบอบแหงขาวเปลอกโดยใชรงสอนฟราเรดและนำกาซรอนจากการเผาไหมของหวเผาอนฟราเรดกลบมาใชอบ

แหงตอ โดยทดสอบทระดบ ความยาวคลนสงสดของรงสอนฟราเรด 2.97 2.70 และ 2.47 ไมครอน และใชขาวเปลอกทมความชน

เรมตน 20 25 และ 30 เปอรเซนตมาตรฐานเปยก ผลการศกษาพบวาสามารถอบแหงขาวเปลอกในระยะเวลาสนๆ ไดดในทกระดบ

ของความชนเรมตนททดสอบ โดยในกรณคาความยาวคลนสงสดของรงสอนฟราเรดมากกวา 2.70 ไมครอน จะเหมาะสำหรบใชอบ

แหงขาวเปลอกทมความชนตำ สวนคาความยาวคลนทนอยกวานนจะเหมาะสำหรบใชอบแหงทขาวเปลอกความชนสง ซงเงอนไข

ดงกลาวพบวาคณภาพการสทงตนขาวและความขาวของขาวเปลอกจากการทำนายมคณภาพใกลเคยงกบขาวอางอง

คำสำคญ: การอบแหงขาวเปลอก รงสอนฟราเรด คณภาพการส

AbstractPaddy drying by infrared drying followed with exhausted gas from gas-fired infrared burner was tested at maximum

infrared peak wavelength (IR) of 2.97, 2.70 and 2.47 microns. The initial moisture contents of paddy (Mc_in) were 20, 25 and 30%

wet basis. The results found that paddy was dried in shortly time in each Mc_in condition. Incase of IR higher than 2.70 microns

was appropriate for paddy drying at low Mc_in, but the lower IR was suitable for paddy drying at high Mc_in. These drying

conditions had similar qualities of head rice yield and whiteness close to reference paddy from prediction.

Keywords: Paddy drying, Infrared, Milling qualities

เกษตรกรนน อาจสามารถลดหรอบรรเทาไดโดยการใชเครองมอ

อบแหงขนาดเลกทเหมาะสมกบปรมาณการผลตของเกษตรกร

เอง ซงพบวามการพฒนาเครองอบแหงขนาดเลกอยพอสมควร

อาท Soponronnarit et al. (1998) ไดพฒนา Mobile fluidized bed

paddy dryer มความสามารถในการอบแหงประมาณ 2.5-4 ตน

ขาวเปลอก แตยงคงประสบปญหาการใชงานจากราคานำมน

เชอเพลงทปรบตวสงขนอยางตอเนองอกทงอปกรณในการผลต

ลมรอนมขนาดคอนขางใหญ เชนเดยวกบ ใจทพย วานชชง และ

คณะ (2546) ทพฒนาเครองอบแหงเมลดขาวเปลอกแบบไหล

ตอเนอง เพอตองการแกปญหาขอจำกดดานความสามารถใน

การอบแหง รวมถง โมไนย ไกรฤกษ (2551) ซงไดพฒนาเครอง

อบแหงขาวเปลอกตนแบบขนาดเลกโดยใชคลนไมโครเวฟ ซง

เหมาะสำหรบเกษตรกรเปนตน

การอบแหงดวยการแผรงสอนฟราเรด เปนอกเทคโนโลย

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ทางเลอกหนงทอาจเหมาะสมสำหรบเงอนไขการอบแหงขาว

เปลอกในระดบเกษตรกร เนองจากมอปกรณทไมซบซอน งาย

ตอการประยกตใชรวมกบเทคนคการอบแหงดวยลมรอน หรอ

รวมกบการใชรงสไมโครเวฟ อาศยคณสมบตของรงสความรอน

(Thermal Radiation) สามารถถายโอนความรอนใหกบผววสด

โดยตรง และสามารถทะลผานเขาไปในเนอวสดไดระดบหนง

โดยไมตองอาศยตวกลางสงผานความรอน (Ozisik, 1985;

Mujamdar, 1995) จงชวยใหขาวเปลอกมอณหภมสงขนไดใน

ระยะเวลาอนสน อกทงยงสามารถเพมอณหภมภายในเนอเมลด

ไดในเวลาเดยวกน ซงเปนเงอนไขททำใหเกดการอบแหงได

ดขน (Nindo et al., 1995; Abe and Afzal, 1997; Amaratunga et

al., 2005) โดย Laohavanich and Wongpichet (2007) ได

พฒนาการอบแหงขาวเปลอกดวย Gas-fired Infrared Dryer

(GID) ทใชแกสปโตรเลยมเหลวเปนเชอเพลงกำเนดความรอน

เพอใหแผนเซรามก ของหวเผาอนฟราเรดรอนและแผรงสออก

มา โดยพบวาสามารถอบแหงขาวเปลอกความชนสงใหเหลอ

ประมาณ 13-16 % มาตรฐานเปยกไดในระยะเวลาเพยง 3-5 นาท

นอกจากนนยงพบวากาซรอนจากการเผาไหมแผนเซรามคยง

คงมอณหภมสง ซงนาจะเปนประโยชนหากนำมาใชอกใน

การอบแหงขาวเปลอก

การวจยครงนเปนการศกษาวธการอบแหงขาวเปลอกโดย

นำกาซรอนจากการเผาไหมของหวเผา กลบมาใชในการอบแหง

ตอจากการใชรงสอนฟราเรด เพอใหทราบถงการเปลยนแปลง

ของความชนขาวเปลอกในระหวางการอบแหงและตรวจวด

คณภาพการสของขาวเปลอกภายหลงการอบแหง สำหรบเปน

แนวทางในการพฒนาเครองอบแหงดวยรงสอนฟราเรดขนาด

เลกสำหรบเกษตรกรตอไป

อปกรณและวธการ1) เครองมอและอปกรณสำคญทใชในการทดลองและตรวจ

สอบคณภาพการสขาว

1.1 ชดทดสอบการอบแหงขาวเปลอกสองขนตอนโดยใช

รงสอนฟราเรดและกาซรอนปลอยทงจากหวเผาอนฟราเรด

เพอทดสอบการอบแหงขาวเปลอกดวยรงสอนฟราเรด

และนำกาซรอนปลอยทงกลบมาใชในการลดความชนอกครง

หนงจงไดออกแบบสรางเครองมอสำหรบใชในการทดสอบ

(ภาพท 1) ประกอบดวย โครงสำหรบตดตงชดเบอร

เนอรอนฟราเรดซงอยดานบน สวนดานลางเปนฐานทตดตง

มอเตอรสนสำหรบใชในการเขยาชดอปกรณอบแหงทประกอบ

ดวยสองสวนคอชดอบแหงดวยรงสอนฟราเรดทออกแบบเปน

ตะแกรงรและแบงเปนชองๆ ตดตงเอยงเลกนอยใหขาวเปลอก

ไหลไดดขน โดยตะแกรงจะตดตงอยใตหวเผาอนฟราเรด 400

มม. ซงเปนระยะทรงสกระจายสมำเสมอด สวนดานลางของ

ตะแกรงจะเปนสวนของอปกรณอบแหงทใชลมรอนจากการเผา

ไหมแผนเซรามคของเบอรเนอรอนฟราเรดซงมการควบคม

อณหภมโดย Temperature controller โดยตดตงโบลเวอรดดกาซ

รอนจากดานบนมาผานชดตะแกรงซกแซก โดยในการทดสอบ

ขาวเปลอกในถงดานบนจะถกปอนเขาตะแกรงเขยาเขาเครอง

อบแหงดวยรงสอนฟราเรดขาวเปลอกจากขนตอนการอบแหง

ดวยรงสอนฟราเรดจะไหลลงมาผานตะแกรงซกแซกและไหล

ภาพท 1 ชดทดสอบการอบแหงขาวเปลอกโดยใชรงสอนฟราเรดและกาซรอนปลอยทงจากหวเผาอนฟราเรด

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ออกทางดานลาง โดยเวลาในการใหอบแหงเพอประเมนผลการ

เปลยนแปลงทเกดขนกบเมลดขาวเปลอกในทงสองขนตอน

จะทดสอบทอปกรณละ 1 นาทตอเนองกน ซงออกแบบโดย

พจารณาจากขนาดของหวเผา ความยาวและมมของตะแกรงรท

ตดตงบนฐานสน และพจารณาเชนเดยวกบผลการศกษาเรองการ

ออกแบบพนทอบแหงทเหมาะสมสำหรบ Gas-fired infrared

burner ของ Laohavanich et al. (2007)

1.2 ตอบลมรอนสำหรบหาความชนตวอยางขาวเปลอก

1.3 Data logger (YOKOGAWA model DX200) สำหรบ

วดและเกบขอมลอณหภมตางๆ

1.4 อปกรณตรวจสอบคณภาพขาว ไดแก เครองกะเทาะ

ขาวเปลอก เครองขดขาว และเครองวดความขาว โดยทดสอบตาม

วธมาตรฐานของกรมการขาว กระทรวงเกษตรและสหกรณ

2) วธการศกษา

2.1 เงอนไขและวธการทดสอบ

ขนตอนการทดสอบเรมตนจากนำขาวเปลอกทระดบ

ความชนเรมตนตางๆ (Mc_in) จำนวน 2 กก.ใสในถงปอนดาน

บนเพอปอนขาวเปลอกเขาตะแกรงเขยาในอปกรณอบแหงดวย

รงสอนฟราเรด และไหลลงสตะแกรงซกแซก ของอปกรณอบ

แหงจากกาซรอนปลอยทงจากหวเผาอนฟราเรด โดยททางออก

ดานลางจะทำการสมตวอยางขาวเปลอกหลงจากผานการอบแหง

ทงสองขนตอน (Mc_out) จำนวน 3 ซำเพอหาความชนและวด

อณหภมของเมลด (GT) จากนนนำขาวเปลอกไปตากผงไวให

แหง แลวเกบรกษาไว 7 วนกอนนำไปตรวจสอบคณภาพการส

ปจจยทศกษาในการทดสอบอบแหงดวยรงสอนฟราเรด

และ ดวยกาซรอนปลอยทงจากหวเผาอนฟราเรด ประกอบดวย

ความชนเรมตนของขาวเปลอก (Mc_in) 3 ระดบไดแก 20 25 และ

30 เปอรเซนตมาตรฐานเปยก (%wb.) ระดบความยาวคลนสงสด

ของหวเผาอนฟราเรด (Maximum peak wavelength, IR) 3 ระดบ

ไดแก 2.97 2.70 และ 2.47 ไมครอน (มคาอณหภมของผวเบอร

เนอรเทากบ 700 800 และ 900 ?C ตามลำดบ ซงสามารถคำนวณ

ความสมพนธของความยาวคลนสงสดกบอณหภมไดจาก Wien's

displacement law)

สำหรบการเตรยมตวอยางขาวเปลอกทดสอบ นนจะนำ

เมลดขาวเปลอกททำความสะอาดคดแยกสงเจอปนออก แลวเพม

ความชน (Rewetting) ดวยการผสมนำคลกเคลาใหเขากนแลว

นำเขาเกบไวในหองควบคมทอณหภม 4 - 7?C เปนเวลา 7 วน

เพอใหไดเมลดขาวเปลอกมความชนตามระดบทตองการ โดย

กอนการทดสอบ จะนำขาวเปลอกออกมาวางไวในสภาพ

อณหภมหอง เพอปรบอณหภมเมลดใหเทากบอณหภมอากาศ

แวดลอม แลวสมหาความชนเรมตนกอนการทดสอบโดยสม

ตวอยางจำนวน 3 ซำ ตามวธการมาตรฐาน ASAE Moisture

Measurement: Grains and Seeds, Method S352.2 แลวคำนวณ

หาความชนตอไป

2.2 การวเคราะหผลการอบแหงขาวเปลอก

ผลการทดสอบอบแหงทงสองขนตอน จะแสดงในคาของ

คาความชนขาวเปลอกทลดลงและอณหภมเมลดหลงจากผาน

การอบแหง รวมถงคาอณหภมหวเผาและกาซรอนทใชอบแหง

สวนคณภาพขาวเปลอก จะแสดงดวยคารอยละของตนขาว ขาว

หก รำ และคาความขาว โดยคาการเปลยนแปลงของตวแปรดง

กลาวจะนำมาอธบายดวยเทคนคการวเคราะหพนผวตอบสนอง

(Response Surface Methodology, RSM) ซงเปนการวเคราะห

การถดถอยของขอมลเพอสรางแบบจำลองแสดงผลตอบสนอง

ตอการเปลยนแปลง จากการกระทำของปจจยทดสอบระดบตางๆ

โดยคาตอบสนองทสงเกต (Response variable, Y) จะมความ

สมพนธแปรผนตามตวแปรตางๆ ทศกษา (Working variables,

xi, i= 1,…,n) ซงจะแสดงความสมพนธในลกษณะสมการเชง

เสนโคงกำลงสอง หรอ Quadratic equation (Khuri, Cornell,

1987) ดงน

2

01 1 1 1

n n n n

i i ii ij i ji i i j i

Y a a x a x a x x= = = = +

= + + +∑ ∑ ∑ ∑ (1)

เมอ a0 คอ คาคงท, a

i คอ คาคงทของผลเชงเสนตรง

(Linear effects), aii คาคงทของผลเชงเสนโคง (Quadratic ef-

fects) และ aij คาคงทของผลของปฏกรยาสมพนธ (Interaction

effect)

ในการวเคราะหการถดถอย ตวแปรทศกษาทกตว (Xi)

จะถกปรบใหเปนคารหส (Coded value, xi) มคาปจจยตำสดและ

สงสดอยระหวาง -1 ถง 1 จาก

( )

( ) (min)

i i mean

i

i mean i

X Xx

X X

−=

− (2)

เมอ Xi

หมายถง ปจจยทศกษาซงเปนตวแปรตนม

จำนวนเทากบ i ปจจย

Xi(mean)

หมายถง คาเฉลยของปจจย i นนๆ คำนวณจาก

คาระดบสงสดและตำสด

Xi(min)

หมายถง คาระดบตำสดของปจจย i

ดงนน ในการทดสอบน คาความชนเรมตนในการศกษา

(Mc_in) คอ 20 25 และ 30 %wb. จะปรบเปนคารหส -1 0 และ

1 ตามลำดบ เชนเดยวกบคาความยาวคลนสงสด (IR) 2.97 2.70

และ 2.47 ไมครอน จะปรบคาเปนคารหส -1 0 และ 1 เพอ

วเคราะหการถดถอยตอไป

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ผลการทดลองและวจารณ1. การเปลยนแปลงของความชนและอณหภมเมลดของขาว

เปลอก

ความชนเรมตนของขาวเปลอก (Mc_in) และ ระดบความ

ยาวคลนสงสดของรงสอนฟราเรด (IR) ทแปรคา 3 ระดบ เพอ

ทดสอบการอบแหงขาวเปลอกสองขนตอน ไดแสดงการเปลยน

แปลงของความชนขาวเปลอกภายหลงจากผานการอบแหง

(Mc_out) และอณหภมเมลดของขาวเปลอก (GT) ดงตารางท 1

รวมถงคาอณหภมอากาศปลอยทงทนำมาอบแหงขาวเปลอกใน

เงอนไขตางๆ โดยจะเหนไดวาคาอณหภมอากาศปลอยทง

แปรผกผนกบระดบความยาวคลนสงสด (IR) ททดสอบ ทงน

เนองจากระดบ IR ทมคานอยคาอณหภมทผวของหวเผาจะมคา

สงกวา โดยทระดบ IR เทากบ 2.97 2.70 และ 2.47 ไมครอน พบวา

อณหภมอากาศปลอยทงจะมคาประมาณ 50 65 และ 75 oC ตาม

ลำดบ ซงภายหลงการอบแหงพบวาลมรอนจะมอณหภมลดลง

ประมาณ 5-10 oC

การเปลยนแปลงของความชนภายหลงการอบแหง

(Mc_out) และอณหภมเมลด (GT) ซงอธบายดวยเทคนคการ

วเคราะหพนผวตอบสนอง (RSM) ตามสมการท (1) สามารถ

แสดงไดดงสมการท (2) และ (3) จากการวเคราะหการถดถอยของ

ขอมล ซงมคา R2=0.978 และ 0.995 ตามลำดบ เมอสรางกราฟ

พนผวตอบสนองลกษณะสามมตแสดงการเปลยนแปลงของ

ความชนและอณหภมจากผลของระดบปจจยททดสอบคอ ความ

ชนเรมตนและระดบความยาวคลนสงสด สามารถแสดงในภาพ

ท 2

Mc_outprd

= 22.533+(3.912 * Mc_in)-(2.328*IR)

-(0.942*IR2)-(0.985* Mc_in*IR (2)

GTprd

= 38.833-(2.062* Mc_in)+(6.583*IR)

+(4.517*IR2)-(0.450* Mc_in*IR (3)

เมอ Mc_out prd

= ความชนขาวเปลอกหลงผานการอบแหง

จากการทำนาย

GTprd

= อณหภมเมลดขาวเปลอกหลงผาน

การอบแหงจากการทำนาย

จากกราฟ จะเหนไดวาคา Mc_out จะเปลยนแปลงเนอง

จากอทธพลของ Mc_in มากกวา IR สงเกตไดจากความชน

ของกราฟทมความชนมากกวา โดยอตราการลดลงของความชน

ทกระดบททดสอบมคาใกลเคยงกนเนองจากเสนกราฟแสดง

ลกษณะเปนเสนตรง ซงเปนชวงทขาวเปลอกยงมความชนสง

โดยเฉพาะบรเวณผว คลายกบพฤตกรรมทเกดขนในการอบแหง

ขาวเปลอกความชนสงดวยลมรอน (Soponronnarit et al.,1999)

ในขณะทอตราการลดลงของความชนเมอพจารณาระดบ IR

จะเหนไดวาทระดบ IR ตำ (อณหภมหวเผาสง) มอทธพลทำให

อตราการลดลงของความชนสงกวาทระดบ IR สง (อณหภมหว

เผาตำ) เลกนอย สงเกตจากความชนของกราฟมความชนมากกวา

สวนการเปลยนแปลงของ GT ระดบของคา IR ท

ทดสอบกลบแสดงใหเหนวามอทธพลตอการเปลยนแปลงของ

Mc_out มากกวาอทธพลของ Mc_in โดยเฉพาะทระดบเทากบ

2.70 และ2.47 ไมครอน ซงสงเกตไดจากกราฟมความชนมาก

และทำใหอณหภมเมลดเพมขนถงระดบประมาณ 50 oC เมอ

ทดสอบทระดบ IR เทากบ 2.47 ไมครอน สำหรบอทธพลของ

ตารางท 1 ความชนและอณหภมของขาวเปลอกภายหลงการอบแหง

Testing conditions Testing results

Mc_in IR IR bunrner Recycled air temperature Moisture content Grain temperature

(%wb) (microns) temperature (oC) of paddy after drying (oC)

(oC) Tinlet

Toutlet

(Mc_out, %wb)

20 2.97 704 48.0 41.5 19.2 38.2

20 2.70 802 60.1 49.7 17.8 41.2

20 2.47 904 75.0 65.4 16.6 52.2

25 2.97 708 58.6 49 24.0 37.1

25 2.7 805 66.1 55.3 23.2 38.3

25 2.47 902 72.0 60.5 19.2 50.4

30 2.97 709 52.5 46 28.6 35.0

30 2.70 804 65.1 51 26.6 37.0

30 2.47 905 74.1 59.4 22.0 47.2

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ภาพท 2 พนผวตอบสนองของการเปลยนแปลงของความชนและอณหภมขาวเปลอก

Mc_in เมอทดสอบทระดบ IR เดยวกนจะเหนไดวา ระดบ

อณหภมเมลดจะเพมสงขนเมอใชคา Mc_in ตำลง

2. การเปลยนแปลงของคณภาพขาวเปลอกภายหลงการอบ

แหง

อทธพลของระดบ Mc_in และ IR ตอการเปลยนแปลง

ของคณภาพการสขาวเปลอกภายหลงการทดสอบไดแสดงดวย

คาเปอรเซนตตนขาว ขาวหก รำ และคาความขาว (ตารางท 2)

คณภาพการสของขาวเปลอกททดสอบครงนถอวาอยในเกณฑท

ไมสง เนองจากมเปอรเซนตขาวหกคอนขางมากเมอพจารณา

จากคณภาพขาวอางองซงไมผานการทดสอบอบแหง อยางไรกด

ในบางเงอนไขททำการทดสอบพบวาเปอรเซนตตนขาว และคา

ความขาวมคาเพมขนและสงกวาคาอางอง แตลกษณะการเพมขน

ตารางท 2 คณภาพการสของขาวเปลอกภายหลงการอบแหง

Testing condition Milling quality

Mc_in IR Head rice yield Broken rice Barn Whiteness

(%wb) (microns) (%) (%) (%)

20 2.97 30.6 31.1 11.8 41.7

20 2.7 30.4 30.1 11.4 43.2

20 2.47 28.2 30.7 12.2 45.2

25 2.97 33 29.3 11.4 41.1

25 2.7 32.4 31.8 9.3 39.4

25 2.47 32.5 30.8 9 39.4

30 2.97 32.3 35 9.6 38.9

30 2.7 34.3 33.2 9 36.6

30 2.47 35.1 31.6 9.9 35.1

Reference rice 32.9 28.1 8.1 40.8

ของทงสองตวชวดมแนวโนมตรงขามกน ซงสามารถแสดงให

เหนไดโดยการวเคราะหพนผวตอบสนองเชนเดยวกบการ

วเคราะหการเปลยนแปลงความชนและอณหภมเมลดในผลการ

ทดสอบทผานมา

โดยทำการวเคราะหการเปลยนแปลงของคณภาพการส

ภายหลงการอบแหง เฉพาะคาเปอรเซนตตนขาว และคาความ

ขาว แสดงคาในลกษณะสมพทธเทยบกบคาคณภาพการสของ

ขาวอางอง ไดแก คาเปอรเซนตตนขาวสมพทธ (Relative head

rice yield, RHY) และคาความขาวสมพทธ (Relative Whiteness,

RW) ตามรปสมการท (1) และแสดงคาไดดงสมการท (4) และ

(5) ซงมคา R2=0.951 และ 0.974 ตามลำดบ โดยกราฟพนผวตอบ

สนองลกษณะสามมตแสดงการเปลยนแปลงคณภาพการสได

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


แสดงดงภาพท 3

RHYprd

= 100.141+(6.368*Mc_in)-(2.492*Mc_in2)

-(1.282*IR2)+(3.965*Mc_in*IR) (4)

RWprd

= 97.44-(7.937* Mc_in)-(0.777*IR)

+(1.157*IR2)-(4.452* Mc_in*IR) (5)

เมอ RHYprd

= รอยละตนขาวสมพทธหลงผาน

การอบแหงจากการทำนาย

RWprd

= ความขาวสมพทธหลงผานการ

อบแหงจากการทำนาย

ภาพแสดงพนผวตอบสนองของ RHY มความชนในทศ

ทางทคา RHY เพมจากเงอนไขการอบแหงทระดบ MC_in เทา

กบ 20 %wb. และ IR เทากบ 2.97 ไมครอน จนมคามากกวาคา

อางอง (>100%RHY) เมอมเงอนไขการอบแหงทระดบ MC_in

เทากบ 30 %wb. และ IR เทากบ 2.47 ไมครอน แสดงใหเหนวา

ทง MC_in และIR มผลตอการเปลยนแปลงของ RHY โดยการ

ทปรมาณตนขาวมากกวาขาวอางอง เกดขนเนองจากในระหวาง

การอบแหงดวยรงสอนฟราเรด ไดเกดการเจลาตไนเซชนของ

โมเลกลแปงในเมลดขาว ทำใหเกดการจบเรยงตวกนใหมของ

อะไมโลสและอะไมโลเพคตนทำใหเมลดขาวมความแกรงขน

(Laohavanich and Wongpichet, 2007; สมชาต โสภณรณฤทธ

และคณะ, 2541) อยางไรกดการเปลยนแปลงดงกลาวจะทำใหคา

ความขาวของขาวสารลดลงอยางรวดเรวสงเกตไดจากกราฟ

แสดงคา RW มความชนสงโดยเฉพาะในเงอนไขอบแหงท

ระดบ MC_in เทากบ 30 %wb. และ IR เทากบ 2.47 ไมครอน

สวนในระดบ MC_in เทากบ 20 %wb. ทคา RW สงนนมสาเหต

จากมการแตกหกของขาวสงทำใหภายหลงขนตอนขดขาวความ

ขาวของขาวจงมคาสง ซงขาวทแตกหกมากจะสงเกตไดชดเจน

ในกราฟแสดง RHY ทเงอนไขการอบแหงทระดบ MC_in เทา

กบ 20 %wb. และ IR เทากบ 2.47 ไมครอน

สรปผลการทดลองการอบแหงโดยใชรงสอนฟราเรดและนำกาซรอนจาก

การเผาไหมของหวเผาอนฟราเรดกลบมาใชอบแหงตอ พบวา

สามารถอบแหงขาวเปลอกภายในระยะเวลาสนๆ ไดเปนอยาง

ด ในทกระดบของความชนเรมตนททดสอบ โดยคาความยาว

คลนสงสดของรงสอนฟราเรดมากกวา 2.70 ไมครอน จะเหมาะ

สำหรบใชอบแหงขาวเปลอกทมความชนตำ สวนคาความยาว

คลนทนอยกวานนจะเหมาะสำหรบใชอบแหงทขาวเปลอกความ

ชนสง ซงเงอนไขดงกลาวพบวาคณภาพการสทงตนขาวและ

ความขาวของขาวเปลอกจากการทำนายมคณภาพใกลเคยงกบ

ขาวอางอง โดยในการใชงานจรงเครองอบแหงดวยรงส

อนฟราเรดขนาดเลกทจะพฒนาขนดวยหลกการนในการลด

ความชนขาวเปลอกชวงเรมตนกอนทจะนำไปลดความชนตอ

ดวยวธการทวไป อาทเชน การตากบนลานหรอใชเครองอบแหง

ซงจะสามารถชวยลดระยะเวลาทใชในการอบแหงไดเปนอยาง

ด อนจะเปนประโยชนสำหรบเกษตรกรตอไป

คำขอบคณขอขอบคณคณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลย

มหาสารคาม ทไดสนบสนนเงนทนสำหรบการวจยครงน

เอกสารอางองสมชาต โสภณรณฤทธ, อดเทพ ทวรตนพานชย, สมบรณ

เวชกามา, งามชน คงเสร และสนนทา วงศปยชน. 2541.

ผลพลอยไดจากการอบแหงขาวเปลอกโดยใชเทคนค

ฟลอไดเซชน. วารสารราชบณฑตสถาน. 24(2): 49-64.

ใจทพย วานชชง, ผดงศกด วานชชง, คมกฤช กตตพร และคณะ.

2546. การพฒนาเครองอบแหงเมลดขาวเปลอกแบบไหล

ภาพท 3 พนผวตอบสนองของการเปลยนแปลงของเปอรเซนตตนขาวสมพทธและคาความขาวสมพทธของขาวเปลอก

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ตอเนอง. ว.วทยาศาสตรเกษตร. 34 (4-6 (พเศษ)): 130-133

Abe T. and Afzal T.M. 1997. Thin-layer infrared radiation

drying of rough rice. Journal of Agricultural Engineering

Research, 67: 289-297.

Amaratuga K.S.P, Pan Z., Zheng X. and Thompson J.F. 2005.

Comparison of drying characteristics and quality of rough

rice dried with infrared and heated air. ASAE Paper No.

056005, ASAE USA: American Society of Agricultural

Engineers, St. Joseph, MI.

Khuri A.Z. and Cornell J.A. 1987. Response surface design

and analysis. New York: Marcel Dekker.

Ozisik M.N. 1985. Heat transfer: a basic approach. New York:

McGraw-Hill.

Mujumdar A.S, editor. 1995. Handbook of industrial drying.

volume 1. New York: Marcel Dekker.

Sopanronnarit S., Rordprapat W. and Wetchacama S. 1998.

Mobile fluidized bed paddy dryer. Drying Technology.

16(7): 1501 - 1513.

Soponronnarit S., Wetchacama S., Swadisevi T. and

Poomsa-ad N. 1999. Managing moist paddy by drying,

tempering, and ambient air ventilation. Drying

Technology. 17(1&2): 335-344.

Laohavanich J., Yangyuen S. and Wongpichet S. 2009. The

Application of Response Surface Methodology for

Designing The Drying Area for Gas-Fired Infrared

Dryer. in The 20th DAAAM World Symposium

"Intelligent Manufacturing & Automation: Theory,

Practice & Education", 25-28 November 2009, Vienna

Austria.

Laohavanich J. and Wongpichet S. 2007. Drying characteristics

and milling quality aspects of paddy dried with gas-fired

infrared. Journal of Food Process Engineering. 32(3):

442-461.

Nindo CI, Kudo Y. and Bekki E. 1995. Test model for studying

sun drying of rough rice using far infrared radiation. Drying

Technology. 13(1&2): 225-238.

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


1) นสตปรญญาโท 2) อาจารย คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยมหาสารคาม อ.กนทรวชย จ.มหาสารคาม 44150

1) Graduated student, 2) Lecturer, Faculty of Engineering, Mahasarakham University, Kantarawichai, Mahasarakham 44150

3) ศาสตราจารย คณะพลงงานสงแวดลอมและวสด มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร กรงเทพฯ 10140

Professor, School Energy, Environment, and Materials, King's Mongkut's University of Technology Thonburi, Bangkok 10140

จลนพลศาสตรการอบแหง โครงสรางระดบจลภาค และลกษณะเนอสมผส

ของเผอกแผนทผานการอบแหงทสภาวะตางๆDrying Kinetics, Microstructure and Textural Characteristics of Taro Chips

undergoing Different Drying Conditions

สรนทร เนนชด1) จนดาพร จำรสเลศลกษณ1) ชลดา เนยมนย2) สมชาต โสภณรณฤทธ 3)

Sirinton Neanchat1) Jindaporn Jamradloedluk1) Chalida Niamnuy2) Somchart Soponronnarit3)

AbstractDrying medium and temperature are the key parameters affecting drying kinetics, textural characteristics and micro-

structure of dried products. Such properties might vary from material to material. In this study, taro slices with the size of 30 mm x

30 mm x 3 mm were dried by superheated steam and hot air at the temperatures of 130-170?C to compare drying kinetics, textural

properties and microstructure of the products obtained. The experimental results showed that drying medium had strong influences

on drying characteristics and properties of the taro chips. Taro slices dried by superheated steam were harder, stiffer and crispier

than those dried by hot air. Superheated steam and hot air drying provided products with the hardness of 10.76 - 14.49 N and 5.08

- 8.83 N respectively. Analysis of microstructure revealed that superheated steam drying mostly gave the product with larger

number of pores per area and bigger average pore size than hot air drying. Taro chip prepared by superheated steam and hot air

drying had the numbers of pores per area in the ranges of 89 - 166 hole/mm2 and 124 - 133 hole/mm2 and had average pore

diameters in the ranges of 19.18 - 28.45 mm and 18.27 - 18.51 mm respectively. However, compared to drying medium, drying

temperature had less effect on textural properties and microstructure of the taro chips.

Keywords : Microstructure, Texture, Hot air, Superheated steam

บทคดยออณหภมและชนดของตวกลางในการอบแหงเปนตวแปรสำคญทสงผลตอจลนพลศาสตรการอบแหง ลกษณะเนอสมผสและ

โครงสรางระดบจลภาคของผลตภณฑ ซงลกษณะทเกดขนอาจแตกตางกนไปตามชนดของผลตภณฑ งานวจยฉบบนไดศกษาการอบ

แหงเผอกแผนขนาด 30 mm x 30 mm x 3 mm ดวยไอนำรอนยวดยงและอากาศรอนทอณหภม 130-170oC โดยทำการเปรยบเทยบ

จลพลศาสตรการอบแหง โครงสรางระดบจลภาค และลกษณะเนอสมผสของเผอกแผนทไดจากการอบแหงทสภาวะตางๆ จากการ

ศกษาพบวา ตวกลางในการอบแหงเปนตวแปรทมอทธพลอยางมากตอจลนพลศาสตรการอบแหงและสมบตตางๆของผลตภณฑ โดย

เผอกแผนทผานการอบแหงดวยไอนำรอนยวดยงมคาความแขงมากกวา ความแกรงมากกวา และความกรอบมากกวาเผอกแผนทผาน

การอบแหงดวยอากาศรอน ซงการอบแหงดวยไอนำรอนยวดยงและอากาศรอนใหผลตภณฑทมคาความแขงอยในชวง 10.76 - 14.49

N และ 5.08 - 8.83 N ตามลำดบ เมอพจารณาโครงสรางระดบจลภาค พบวา สวนใหญการอบแหงดวยไอนำรอนยวดยงใหผลตภณฑ

ทมจำนวนรพรนเฉลยตอพนทมากกวา และขนาดเฉลยของรพรนใหญกวาการอบแหงดวยอากาศรอน โดยเผอกแผนทผานการอบ

แหงดวยไอนำรอนยวดยงและอากาศรอนมจำนวนรพรนอยในชวง 89 - 166 ร/พนท (mm2) และ 124 - 133 ร/พนท (mm2) และม

ขนาดเสนผานศนยกลางเฉลยอยในชวง 19.18 - 28.45 mm และ 18.27 - 18.51 mm ตามลำดบ อยางไรกตามพบวา อณหภมอบแหงม

อทธพลตอโครงสรางระดบจลภาคและลกษณะเนอสมผสนอยกวาชนดของตวกลางทใชในการอบแหง

คำสำคญ : โครงสรางระดบจลภาค, ลกษณะเนอสมผส, อากาศรอน, ไอนำรอนยวดยง

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


คำนำเผอก (Colocasia esculenta (L.) Schott) เปนพชหวซงม

การปลกอยทวไปในแถบประเทศเขตรอนและกงเขตรอน

หวเผอกประกอบไปดวยเสนใย (0.6-0.8 g/100g) โปรตน (2-6

g/100g) วตามน ฟอสฟอรส แคลเซยม และแปง (70-80 g/100g)

ดงนนจงถอเปนอาหารทใหพลงงานสง (Onwueme, 1999)

สำหรบประเทศไทยมการปลกเผอกอยแทบทวทกภาค โดยเผอก

หอมพนธเชยงใหมไดรบความนยมคอนขางมากเนองจากม

กลนหอมและมลกษณะสทสวย (สขาวปนจดมวง) จงมการนำไป

แปรรปเปนผลตภณฑหลายชนด เชน เผอก กวน เผอกฉาบ แปง

เผอก หรอใชเปนผสมในอาหารหวานประเภทตางๆ เพอเพมรส

ชาตและกลนทหอม ปจจบนเผอกยงคงเปนทตองการของตลาด

ตางประเทศ เชน ออสเตรเลย ฮองกง ญปน เนเธอรแลนด และ

มาเลเซย (มาลน พทกษ, 2539)

การอบแหงโดยทวไปมกใชอากาศเปนตวกลางในการแลก

เปลยนความรอน แตในระยะหลงเรมมการนำเอาไอนำรอน

ยวดยงมาใชในกระบวนการอบแหงมากขน เนองจากวธการอบ

แหงดงกลาวมอากาศอยในระบบนอยมากทำใหไมเกดปฏกรยา

ออกซเดชนและปฏกรยาอนๆ ทมออกซเจนเขามาเกยวของ นอก

จากนการอบแหงดวยไอนำรอนยวดยงยงสงผลดตอคณภาพบาง

ประการของผลตภณฑอบแหงดวย ปจจบนมการศกษาการอบ

แหงเนอสตวและผลตผลทางการเกษตรดวยไอนำรอนยวดยงอย

พอสมควร เชน การอบแหงเนอหม (Uengkimbuan et al., 2006),

กง (Namsanguan et al., 2004) ไก (Nathakaranakule et al.,

2007) มนฝรง (Iyota et al., 2001; Tang and Cenkowski, 2000)

ทเรยน (Jamradloedluk et al., 2007) และขาว (Rodprapat et al.,

2005) ซงโดยสวนใหญจะเปนการศกษาจลนพลศาสตรการอบ

แหงและสมบตตางๆของวสด และผลทไดจะแตกตางกนไปตาม

สภาวะการอบแหงและชนดของวสดอบแหง เมอพจารณา

คณภาพของผลตภณฑอบแหงจะเหนวา นอกจากคณภาพดานส

แลวลกษณะเนอสมผสถอเปนคณสมบตทสำคญประการหนง

ของผลตภณฑอบแหง ในระหวางกระบวนการอบแหงโดยทว

ไปมกเกดการเปลยนแปลงภายในโครงสรางของวสด ซงการ

เปลยนแปลงลกษณะโครงสรางภายในวสดจะสงผลกระทบโดย

ตรงตอลกษณะเนอสมผสของวสดในทสด ดงนน การศกษา

ความสมพนธระหวางโครงสรางระดบจลภาคและลกษณะเนอ

สมผสของผลตภณฑอบแหงจงเปนสงทนาสนใจ

งานวจยนมวตถประสงคในการศกษาอทธพลของ

อณหภมและชนดของตวกลางทใชในการอบแหงทมผลตอโครง

สรางระดบจลภาค ลกษณะเนอสมผส รวมถงจลนพลศาสตร

การอบแหงเผอกแผนพนธเชยงใหม

อปกรณและวธการการเตรยมวสด

นำเผอกหอมพนธเชยงใหมมาลางทำความสะอาด ปอก

เปลอกแลวหนตามขวางดวยเครอง Slicing machine (Savioli,

model 300S, Italy) ใหไดความหนา 3 mm จากนนนำพมพโลหะ

ขนาด 30 mm x 30 mm กดเผอกใหไดความกวางและความยาว

เทาทกำหนด แลวจงนำผลตภณฑวางบนตะแกรงสแตนเลส

จำนวน 2 ตะแกรงๆ ละ 36 ชน เพอเตรยมเขาหองอบ สำหรบ

ความชนเรมตนของผลตภณฑหาไดโดยการนำผลตภณฑไปอบ

แหงในตอบลมรอนทอณหภม 103 oC จนกระทงนำหนกคงท

(AOAC, 1984)

วธการอบแหง

เครองอบแหงทใชสำหรบการศกษาในครงนเปนเครอง

อบแหงแบบถาดซงสามารถอบแหงไดทงแบบอากาศรอนและ

ภาพท 1 ลกษณะเครองอบแหงทใชในงานวจย

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ไอนำรอนยวดยง อปกรณหลกของเครองอบแหง ไดแก

หองอบแหงซงมขนาด กวาง 40 cm ยาว 60 cm อปกรณใหความ

รอนขนาด 13 kW ควบคมดวยระบบ PID และพดลมเหวยงใบ

พดหลงโคงขนาด 3 hp (ภาพท 1) อณหภมและความเรวของตว

กลางทใชในการอบแหงเทากบ 130-170 oC และ 1 m/s ตามลำดบ

โดยจะชงนำหนกของผลตภณฑกอนนำเขาหองอบดวยเครอง

ชงนำหนก (OHAUS, Adventurer PRO, USA) สำหรบ

การอบแหงดวยอากาศรอน (HA) จะนำผลตภณฑออกมาชง

นำหนกทกๆ 5 นาท จนกระทงนำหนกของผลตภณฑคงท สวน

กรณการอบแหงดวยไอนำรอนยวดยง (SHS) ทำการ

ทดลองเหมอนในกรณการอบแหงดวยอากาศรอน แตมการเปด

Boiler เพอสงไอนำเขามาในระบบ และทำการชงนำหนกของ

เผอกแผนทเวลา 0.5 1 2 3 4 5 และตอไปทกๆ 5 นาท

จนกระทงผลตภณฑสดทายมปรมาณความชนอยในชวง 6- 9

%d.b. โดยแตละเงอนไขการอบแหงจะทำการทดลอง 2 ซำ และ

ขณะทำการอบแหงไดวดอณหภมกงกลางของผลตภณฑดวย

เทอรโมคปเปล Type K ทกๆ 1 นาท

การทดสอบลกษณะเนอสมผส

ไดทำการวเคราะหลกษณะเนอสมผสของเผอกแผน

หลงการอบแหงดวยการทดสอบแรงกดโดยใชเครองวดเนอ

สมผส (TA.XT.plus, Stable Micro Systems, UK) ซงตดตงหว

วดแบบ HDP/CFS ขนาด 6 mm ภาระ (Load cell) 1 kg โดยใชคา

ความเรวในการกดท 1 mm/s ความเรวในการยกหววดกลบท 10

mm/s ระยะทางในการกด 5 mm และคานำหนกทเรมเกบขอมล

10 g โดยในแตละสภาวะการอบแหงจะทำการทดสอบผลตภณฑ

จำนวน 70 ชน คาททำการวดและบนทกไดแก ความแขง (แรง

กดสงสด, N) ความแกรง (ความชนเรมตนของกราฟระหวางแรง

กดกบระยะทางกด, N/mm) และความกรอบ (จำนวนพก

ของกราฟระหวางแรงกดกบระยะทางกด)

การวเคราะหโครงสรางระดบจลภาค

โครงสรางระดบจลภาคของเผอกอบกรอบทำการวเคราะห

โดยใชกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด (JEOL, model

JSM-5800LV, Tokyo, Japan) ทแรงดนไฟฟา 10 kV โดยทำการ

ศกษาทงบรเวณผวและภาคตดขวางของผลตภณฑทกำลงขยาย

1000X และ 55X ตามลำดบ สำหรบการวเคราะหลกษณะภาคตด

ขวางไดนำผลตภณฑหลงการอบแหงมาหกใหแตกแบบอสระ

กอนนำไปเคลอบทองและถายภาพ แลวจงนำภาพถายทไดไปว

เคราะหขนาดเสนผานศนยกลางเฉลยและจำนวนรพรนเฉลย

ตอพนท ดวยโปรแกรม Image analysis (Version 6.0) ตอไป

ผลการทดลองจลนพลศาสตรการอบแหง

จากลกษณะจลนพลศาสตรการอบแหงเผอกแผนดวย

อากาศรอน (HA) และไอนำรอนยวดยง (SHS) ดงแสดงในภาพ

ท 2-3 พบวา สำหรบตวกลางในการอบแหงทงสองชนด การอบ

แหงทอณหภม 170 oC สามารถลดความชนของเผอกแผนไดเรว

กวาการอบแหงทอณหภม 150 oC และ 130 oC ตามลำดบ ทงน

เนองจากการอบแหงทอณหภมสงทำใหเกดการถายเทความรอน

จากตวกลางไปยงผลตภณฑเพอใชในการระเหยนำไดมากกวา

การอบแหงทอณหภมตำ

เมอทำการเปรยบเทยบจลนพลศาสตรการอบแหงเผอก

แผนดวยอากาศรอนและไอนำรอนยวดยงทอณหภม 150 oC

(ภาพท 4) พบวา ในชวงแรกของการอบแหงเผอกแผนดวย

ไอนำรอนยวดยงจะเกดการควบแนนของไอนำทบรเวณผวของ

เผอกแผนขน จงสงผลใหอตราสวนความชน (Moisture ratio,

MR) เพมขน ในขณะทการอบแหงดวยอากาศรอนเกดการควบ

แนนบรเวณทผวของเผอกแผนนอยมาก จงทำใหในชวงแรก

ของการอบแหงการใชอากาศรอนสามารถลดความชนไดเรวกวา

การใชไอนำรอนยวดยง นอกจากนการควบแนนทเกดขนใน

กรณการอบแหงดวยไอนำรอนยวดยงยงทำใหความชนและ

อณหภมทผวของผลตภณฑมสภาวะทเหมาะสมสำหรบการเกด

Gelatinization ทำใหเมดแปง (Starch granule) เกดการหลอม

กลายเปนผวปดและเกดเปนลกษณะแผนแขง (Crust) ขน ใน

ขณะทผวดานนอกแขงตวแตดานในของผลตภณฑยงมอยความ

ชนเหลออย ทำใหความชนแพรออกจากผลตภณฑไดยากขน ดง

นนจงสงผลใหการอบแหงดวยไอนำรอนยวดยงสามารถลด

ความชนในผลตภณฑไดชากวาการอบแหงดวยอากาศรอน นอก

จากนยงพบวา สำหรบการอบแหงดวยไอนำรอนยวดยงนนใน

ชวงตนของการอบแหง (2-5 นาทแรก) อณหภมของผลตภณฑ

จะสงขนอยางรวดเรว จนถงอณหภมจดเดอดของนำ จากนน

จะคงททอณหภมนเปนระยะเวลาหนง แลวจงคอยๆเพมขน

จนมคาเขาใกลอณหภมของตวกลาง สวนอณหภมของ

ผลตภณฑทอบแหงดวยอากาศรอนจะเพมขนอยางตอเนองจนม

คาเขาใกลอณหภมของตวกลางในการอบแหง เมอพจารณาใน

ภาพรวมจะพบวา การอบแหงดวยอากาศรอนจะทำใหอณหภม

ของผลตภณฑเขาใกลอณหภมของตวกลางในการอบแหงไดเรว

กวาการอบแหงดวยไอนำรอนยวดยง

โครงสรางระดบจลภาคของผลตภณฑ

เมอนำเผอกแผนทผานการอบแหงดวยไอนำรอนยวดยง

และอากาศรอนทอณหภมตางๆไปสองดวยกลองจลทรรศน

อเลกตรอนแบบสองกราดเพอศกษาลกษณะโครงสรางระดบ

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ภาพท 4 ความสมพนธระหวางอตราสวนความชนกบเวลาในการอบแหงเผอกแผนดวยไอนำรอน

ยวดยงและอากาศรอนทอณหภม 150 oC

ภาพท 3 ความสมพนธระหวางอตราสวนความชนกบระยะเวลาในการอบแหงเผอก

แผนดวยไอนำรอนยวดยงทอณหภม 130 150 และ170oC (SHS-130oC =

การอบแหงดวยไอนำรอนยวดยงทอณหภม 130oC)

ภาพท 2 ความสมพนธระหวางอตราสวนความชนกบระยะเวลาในการอบแหงเผอกแผน

ดวยอากาศรอนทอณหภม 130 150 และ170oC (HA-130 oC = การอบแหงดวย

อากาศรอนทอณหภม 130 oC)

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


จลภาค พบวา สำหรบทกอณหภมอบแหงจะมเมดแปง (Starch

granule) เหลออยทผวของผลตภณฑซงผานการอบแหงดวย

อากาศรอนมากกวากรณทผานการอบแหงดวยไอนำรอนยวดยง

(ภาพท 5 A และ B) ทงนเนองจากวาการอบแหงดวยไอนำรอน

ยวดยงเกดการควบแนนทผวของผลตภณฑทำใหความชนและ

อณหภมสงขนอยางรวดเรว การเกด Gelatinization ของเมดแปง

จงเรวและสมบรณกวา จงทำใหไมพบเมดแปงเหลออยทผวของ

เผอกแผน เมอพจารณาภาพตดขวางของเผอกแผนทผานการอบ

แหงดวยไอนำรอนยวดยงและอากาศรอนทอณหภม 150 oC

(ภาพท 5 C และ D) พบวา การอบแหงดวยไอนำรอนยวดยงจะให

เผอกแผนทมขนาดของรพรนใหญกวาการอบแหงดวยอากาศ

รอนอยางเหนไดชดและรพรนดงกลาวยงมขนาดทไมสมำเสมอ

ภาพท 5 โครงสรางระดบจลภาคของเผอกแผนทผานการอบแหงทอณหภม 150oC

(A) ผวของเผอกทผานการอบแหงดวยอากาศรอน (B) ผวของเผอกทผานการอบแหงดวยไอนำรอนยวดยง

(C) ภาคตดขวางของเผอกทผานการอบแหงดวยอากาศรอน (D) ภาคตดขวางของเผอกทผานการอบแหงดวยไอนำรอนยวดยง

ตารางท 1 ลกษณะของรพรนทเกดขนในเผอกแผนซงผานการอบแหงท

สภาวะตางๆ

สภาวะการอบแหง ขนาดเสนผานศนยกลาง จำนวนรพรนเฉลย

เฉลยของรพรน (mm) ตอพนท(ร/mm2)

SHS -130 oC 19.18 ± 16.08 166.30 ± 27.93

SHS -150 oC 4.68 ± 22.50 165.23 ± 24.45

SHS -170 oC 28.45 ± 45.86 89.00 ± 20.58

HA -130 oC 18.27 ± 18.49 124.78 ± 75.01

HA -150 oC 18.40 ± 18.91 133.63 ± 23.23

HA -170 oC 18.51 ± 19.49 133.85 ± 29.61

SHS-130 oC = การอบแหงดวยไอนำรอนยวดยงทอณหภม 130 oC

HA-130 oC = การอบแหงดวยอากาศรอนทอณหภม 130 oC

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


อกดวย

เมอนำภาพถายภาคตดขวางของเผอกแผนซงผานการอบ

แหงทสภาวะตางๆไปวเคราะหเพอหาขนาดเสนผานศนยกลาง

เฉลยและจำนวนรพรนเฉลยตอพนท ดวยโปรแกรม Image

analysis ไดผลดงแสดงในตารางท 1 ซงจากตารางดงกลาว

จะเหนวา สวนใหญเผอกแผนทผานการอบแหงดวยไอนำรอน

ยวดยงจะมขนาดเสนผานศนยกลางเฉลยของรพรนใหญกวา

และมจำนวนรพรนเฉลยตอพนทมากกวาเผอกแผนทผานการอบ

แหงดวยอากาศรอน โดยเผอกแผนทผานการอบแหงดวยไอนำ

รอนยวดยงมขนาดเสนผานศนยกลางเฉลยและจำนวนรพรน

เฉลยตอพนทอยในชวง 19.18 - 28.45 mm และ 89 - 166 ร/mm2

ตามลำดบ ในขณะทเผอกแผนซงผานการอบแหงดวยอากาศรอน

จะมขนาดเสนผานศนยกลางเฉลยและจำนวนรพรนเฉลยตอ

พนทอยในชวง 18.27 - 18.51 mm และ 124 - 133 ร/mm2 ตาม

ลำดบ สาเหตทเปนเชนนอาจเนองจากวาการอบแหงดวยไอนำ

รอนยวดยงอณหภมของผลตภณฑจะสงถง 100 oC ในเวลาอน

รวดเรว ทำใหนำในผลตภณฑเกดการเดอดกลายเปนไอ มความ

ดนภายในวสดมากจงสงผลใหเกดรพรนขนาดใหญและจำนวน

รพรนทมากกวาการอบแหงดวยอากาศรอน (ยกเวนทอณหภม

170 oC ซงเกดรพรนขนาดใหญมากทำใหจำนวนรพรนลดลง

อยางเหนไดชด) เมอพจารณาอทธพลของอณหภมอบแหงทม

ผลตอขนาดเสนผานศนยกลางเฉลยของรพรนพบวา อณหภมท

เพมสงขนมแนวโนมใหผลตภณฑทมขนาดของรพรนใหญขน

อยางไรกตามเมอเปรยบเทยบกบอทธพลของชนดตวกลางใน

การอบแหงถอไดวาอณหภมอบแหงมอทธพลตอขนาดของร

พรนนอยกวาชนดของตวกลางในการอบแหง

การทดสอบคณภาพดานเนอสมผส

ผลการทดสอบคณภาพดานเนอสมผสของเผอกแผนหลง

การอบแหงทสภาวะตางๆแสดงในตารางท 2 ซงจากตารางดง

กลาวพบวา เผอกแผนทผานการอบแหงดวยไอนำรอนยวดยง

จะมคาความแขง ความแกรง และความกรอบมากกวาเผอกแผน

ทผานการอบแหงดวยอากาศรอนในทกชวงอณหภม ทงนเนอง

จากการอบแหงดวยไอนำรอนยวดยงใหผลตภณฑทมลกษณะ

เปนแผนแขงทผว ซงความหนาของแผนแขงทเกดขนจะเหนได

อยางชดเจนเมอเปรยบเทยบกบกรณการอบแหงดวยอากาศรอน

(ภาพท 5 C และ D) ลกษณะการเปนผวแขง (Case hardening)

ทเกดขนนสงผลกระทบโดยตรงตอคาความแขงและคาความ

แกรงของผลตภณฑ โดยจากกราฟแสดงความสมพนธระหวาง

แรงกบระยะทางในการกดของเผอกแผนทอบแหงดวยไอนำ

รอนยวดยง จะพบวา สวนใหญคาแรงกดสงสดจะเกดขนท

พกแรก (ไมไดแสดงผล) นนคอ วสดมความแขงมากทสดท

บรเวณผว ขนาดของแรงกดทสงขนในทนใดทำใหไดความชน

ของกราฟทสง ดงนนคาความแกรงจงสงดวยเชนกน ลกษณะ

การเกด Gelatinization และแผนแขงบรเวณผวของผลตภณฑท

ผานการอบแหงดวยไอนำรอนยวดยงนสงผลใหผลตภณฑม

ขนาดของรพรนทใหญและไมสมำเสมอ ซงลกษณะความแตก

ตางของรพรนดงกลาวนเองทสงผลใหเกดความแตกตางของคา

แรงกด (ระหวางทหวกดเคลอนตวลงไปในชนทดสอบ) ซงทำให

เกดพกขนในกราฟแสดงความสมพนธระหวางแรงกบระยะทาง

ในการกด ในงานวจยฉบบนไดนยามจำนวนพกเปนคาความ

กรอบ ดงนนจงอาจกลาวไดวา เผอกแผนทผานการอบแหงดวย

ไอนำรอนยวดยงมคาความกรอบมากกวาเผอกแผนทผานการอบ

แหงดวยอากาศรอน เมอพจารณาอทธพลของอณหภมทสงผลตอ

ตารางท 2 ความแขง ความแกรง และความกรอบของเผอกแผนซงผานการอบแหง

ทสภาวะตางๆ

สภาวะการอบแหง ความแขง ความแกรง ความกรอบ

(Hardness), N (Stiffness), N/mm (จำนวนพก)

SHS -130 oC 10.76 ± 3.25 19.08 ± 6.65 3 ± 1.50

SHS -150 oC 13.75 ± 4.46 23.56 ± 5.27 3 ± 1.61

SHS -170 oC 14.49 ± 4.03 24.38 ± 4.88 3 ± 1.72

HA -130 oC 5.08 ± 3.61 11.62 ± 3.40 1.80 ± 1.20

HA -150 oC 7.90 ± 3.75 13.75 ± 4.36 2.51 ± 1.48

HA -170 oC 8.83 ± 3.30 13.52 ± 4.61 2.60 ± 1.78

SHS-130 oC = การอบแหงดวยไอนำรอนยวดยงทอณหภม 130 oC

HA-130 oC = การอบแหงดวยอากาศรอนทอณหภม 130 oC

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ลกษณะเนอสมผสของผลตภณฑ พบวา ความแขงและความ

แกรงของเผอกแผนมคาสงขนเมออณหภมอบแหงสงขน

สำหรบตวกลางในการอบแหงทงสองชนด สวนคาความกรอบ

นนอณหภมอบแหงสงผลกระทบในกรณของการอบแหงดวย

อากาศรอนเทานน โดยเผอกแผนมแนวโนมกรอบมากขนเมอ

อณหภมสงขน ซงเมอพจารณาในภาพรวมพบวา ชนดของตว

กลางในการอบแหงสงผลกระทบตอคณภาพดานเนอสมผสมาก

กวาอณหภมในการอบแหง

สรปผลจากการศกษาการอบแหงเผอกแผนดวยลมรอนและไอนำ

รอนยวดยงทอณหภม 130-170 oC พบวา อณหภมและชนดของ

ตวกลางทใชในการอบแหงมอทธพลตอจลนพลศาสตรการอบ

แหง โดยความชนในผลตภณฑจะลดลงไดเรวขนเมอเพม

อณหภมในการอบแหง และในชวงอณหภมททำการศกษา

การอบแหงดวยอากาศรอนสามารถลดปรมาณความชนทมอยใน

เผอกแผนไดเรวกวาการอบแหงดวยไอนำรอนยวดยง เนองจาก

ชวงอณหภมอบแหงดงกลาวมคานอยกวาอณหภมอนเวอรชน

ของเผอกแผนซงมคาประมาณ 247 oC (จนดาพร และชลดา,

2552) นอกจากนยงพบวา ตวกลางทใชในการอบแหงสงผลตอ

โครงสรางระดบจลภาคและลกษณะเนอสมผสของเผอก

แผนอยางชดเจน โดยเผอกแผนทผานการอบแหงดวยไอนำรอน

ยวดยงมขนาดเสนผานศนยกลางเฉลยของรพรนทใหญกวา

จำนวนรพรนเฉลยตอพนทมากกวา รวมถงมคาความแขง ความ

แกรง และความกรอบ ทมากกวาเผอกแผนทผานการอบแหงดวย

อากาศรอน ในขณะทอณหภมอบแหงกสงผลกระทบตอโครง

สรางระดบจลภาคและลกษณะเนอสมผสของเผอกแผนเชน

เดยวกน แตถอวานอยกวาเมอเปรยบเทยบกบอทธพลตวกลางท

ใชในการอบแหง

คำขอบคณงานวจยนไดรบเงนทนสนบสนนจากสำนกงานกองทน

สนบสนนการวจย (สกว.) และงบประมาณเงนรายได

มหาวทยาลยมหาสารคาม

เอกสารอางองจนดาพร จำรสเลศลกษณ และชลดา เนยมนย (2552).

การอบแหงเผอกแผนโดยใชอณหภมสง. วารสารวทยา

ศาสตรเกษตร, 40, 469-472.

มาลน พทกษ. (2539). พชหวของไทย : มนเทศและเผอก.

เอกสารวชาการกองสงเสรมพชไรนา. กรมสงเสรมการ

เกษตร. 77 หนา

AOAC (1984). Official methods of analysis. 14th ed. Washington

DC: Association of Official Agricultural Chemists

Iyota, H., Nishimura, N., Onuma, T., and Nomura, T. (2001).

Drying of sliced raw potatoes in superheated steam and

hot air. Drying Technology, 19, 1411-1424.

Jamradloedluk, J. Nathakaranakule, A., Soponronnarit, S. and

Prachayawarakorn, S. (2007). Influences of drying

medium and temperature on drying kinetics and quality

attributes of durian chip. Journal of Food Engineering,

78, 198-205.

Namsanguan, Y., Tia, W., Devahastin, S., and Soponronnarit,

S. (2004). Drying kinetics and quality of shrimp undergoing

different two-stage drying processes. Drying

Technology, 22, 759-778.

Nathakaranakule, A., Kraiwanichkul, W. and Soponronnarit,

S. (2007). Comparative study of different combined

superheated-steam drying techniques for chicken meat.

Journal of Food Engineering, 80, 1023-1030.

Onwueme, I. (1999). Taro cultivation in Asia and the Pacific.

Regional office for Asia and the Pacific. Bangkok,

Thailand: Food and Agriculture Organization (FAO) of

the United Nations.

Rordprapat, W., Nathakaranakule, A., Tia, W., and

Soponronnarit, S. (2005). Comparative study of fluidized

bed paddy drying using hot air and superheated steam.

Journal of Food Engineering, 71, 28-36.

Tang, Z. and Cenkowski, S. (2000). Dehydration dynamics of

potatoes in superheated steam and hot air. Canadian

Agricultural Engineering, 42, 43-49.

Uengkimbuan, N., Soponronnarit, S., Prachayawarakorn, S.,

and Nathkaranakule, A. (2006). A comparative study of

pork drying using superheated steam and hot air. Drying

Technology, 24, 1665-1672.

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


บทนำมะละกอเปนไมผลทปลกสำหรบบรโภค ผลมะละกอ

แทบทกสวนลวนแลวแตมประโยชน (ทวเกยรต, 2526) มผนยม

บรโภคเปนจำนวนมากทงในรปของมะละกอดบและมะละกอ

สก โดยนำมาทำเปนอาหารประเภทตางๆ ทงอาหารประเภทคาว

และประเภทหวาน (สวรรณ, 2539) โดยเฉพาะการนำมาทำสมตำ

ในการบรโภคมะละกอ จะตองปอกเปลอกมะละกอกอน

ทำทกครง โดยใชมดทำครว มดปอก อปกรณปอกอนๆ โดยยง

ไมมเครองปอกทเหมาะสมสำหรบรานคาทตองใชมะละกอ

จำนวนมาก หรอการผลตมะละกอเสนเพอจำหนาย ซงจะตอง

ใชเวลาและแรงงานคนในการปอกมาก ปอก และถายงมการปอก

เปลอกมะละกอหลายๆ ผลแลวกจะทำใหเกดความเหนอยลา

ดงนน งานวจยนจงมวตถประสงคทจะพฒนาเครองปอก

มะละกอ เพอลดเวลาและแรงงานคนในปอกเปลอกมะละกอ ซง

จะเปนการลดตนทนการผลต และปอกเปลอกมะละกอไดทนตอ

ความตองการของผบรโภค

อปกรณและวธการ1. การออกแบบและสราง

แนวความคดการออกแบบและสรางเครองปอกมะละกอ

ไดพจารณาจากการนำแนวคดใบมดปอกผลไม 2 ชนด มา

ประยกตใชงาน โดยใหชดใบมดเคลอนทในแนวเสนตรง และ

การพฒนาเครองปอกมะละกอDevelopment of Papaya Peeling Machine

อนชต ปราบนคร1) พนย ทองสวสดวงศ2) นเรนทร บญสง3) อภนนท ชมสงเนน4) นธวฒน ตองออน5)

Anuchit Prabnakorn1) Pinai Thongsawatwong2) Naraintorn Boonsong3) Apinan Chumsoongnern4) Nitiwat Tongon5)

AbstractThe papaya peeling consisted of a moving blade, 15 cm long, with a spring pressing blade to papaya surface. The papaya

was fixed at both ends and rotated. From testing and evaluation, it was found that optimum spring force compressing blade was

4.0 kg at 55 degree blade angle. Completed peeling (excluded both ends) was achieved at 180 rpm blade speed and papaya

rotating at 140 rpm. Comparing with manual peeling, the capacity of manual peeling was more than the peeling machine about 1.12

times. The machine could complete peeling (excluded both ends) but manual peeling remained 1.4% peel area. Peel weight from

the peeling machine was 2 times compared to manual peeling. Omitting return time of the blade, the peeling machine increased

its capacity to more than manual peeling 1.16 times.

บทคดยอเครองปอกมะละกอมสวนประกอบทสำคญคอ ชดใบมดปอกยาว 15 เซนตเมตร มสปรงดงบงคบใหชดใบมดแนบกบผลมะละกอ

ชดใบมดปอกสามารถเลอนโดยการหมนของเกลยวสกร ชดหมนมะละกอ ทำหนาทในการยดและหมนมะละกอ การทดสอบและ

ประเมนผล พบวาชดใบมดปอกทเหมาะสมใชแรงดง 4.0 กโลกรม และมมใบมด 55 องศาแรง ความเรวหมนมะละกอทสามารถปอก

เปลอกมะละกอไดหมด (ไมรวมสวนหวทาย) คอ ความเรวใบมด 180 รอบตอนาท และความเรวหมนมะละกอ 140 รอบตอนาท การ

ทดสอบเปรยบเทยบกบการใชแรงงานคนโดยใชอปกรณปอก ผลปรากฏวาแรงงานคนสามารถทำงานไดเรวกวาเครองปอก 1.12 เทา

เครองปอกสามารถปอกเปลอกสวนกลางไดหมด การใชแรงงานคนมพนทเปลอกสวนกลางเหลอ 1.4 % การปอกโดยเครองปอก

สามารถจะมนำหนกเปลอกมากกวาการใชคนปอกประมาณ 2 เทา ถาไมรวมเวลาในการเคลอนทชดใบมดกลบแลว เครองปอก

จะสามารถปอกเปลอกไดเพมขนเปน 31,798.2 ตารางเซนตเมตรตอชวโมง หรอ 1.16 เทาของแรงงานคน

1) นกวจย 2) รองศาสตราจารย, 3) อาจารย 4) วศวกร 5) ชางเครองยนต

ภาควชาวศวกรรมเครองกล คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยธรรมศาสตร อ.คลองหลวง จ.ปทมธาน 12121

1) Researcher 2) Associate Professor, 3) Lecturer 4) Engineer 5) Technician

Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Thammasat University, Klong Luang, Pathumthani 12121

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ชดหมนมะละกอหมนในขณะทชดใบมดกำลงเคลอนท

2. การทดสอบและประเมนผล

ใชมะละกอพนธแขกนวลในการทดสอบ โดยพจารณา

เลอกผลมะละกอทมรปรางเหมาะสมทจะปอกโดยใชเครองปอก

มตวแปรในการทดสอบ คอ ความเรวรอบชดใบมดปอก 140, 160,

180 รอบตอนาท หรอ ความเรวในการเคลอนทของใบมด 0.62,

0.71, 0.8 เมตรตอวนาท และความเรวรอบของชดหมนมะละกอ

140, 160, 180 รอบตอนาท ทำการทดสอบจำนวน 3 ซำ โดยมตว

แปรชวด คอ ความสามารถของเครองปอก (กโลกรมตอชวโมง)

พนทผวทยงไมถกปอก (ตารางเซนตเมตร)

ผลการทดสอบและวจารณผล1. เครองปอกมะละกอ

เครองปอกมะละกอทพฒนา (ภาพท 1 และ 2) ประกอบ

ดวยสวนสำคญดงน

1) ชดใบมดปอก ประกอบดวย ชดใบมดปอก ซงมคมของ

ใบมดยาว 15 เซนตเมตร และสปรงดงบงคบใหชดใบมดแนบกบ

ผลมะละกอ ชดใบมดปอกสามารถเลอนไปและเลอนกลบได

โดยการหมนของเกลยวสกร

2) ชดหมนมะละกอ ทำหนาทในการยดมะละกอตรงสวน

หวและสวนทายของผลมะละกอ โดยเพลาจบดานหนงจะตอกบ

พลเลยสำหรบขบเพลาใหหมนผลมะละกอ

3) โครงสรางรบนำหนกมขนาด100x60x60 เซนตเมตร

ทำจากเหลกฉากหนา 1.5 เซนตเมตร

4) มอเตอรไฟฟาขนาด 3 และ 10 แรงมา สำหรบชดสง

กำลงชดใบมดปอก และชดหมนมะละกอ

2. ผลการทดสอบ

1) การเลอกผลมะละกอเพอใชในการทดสอบ จากการ

ทดสอบเบองตนพบวา ผลมะละกอทจะปอกโดยเครองได

จะตองมรปทรงทมลกษณะคอนขางตรง (ภาพท 3) ในขณะท

มะละกอทมรปรางโคงมากจะไมสามารถใชเครองปอกไดดง

แสดงในภาพท 3 ซงในการปอกนนสวนหวและสวนทายของ

ผลมะละกอจะตองใชคนปอก

2) การเลอกแรงกดสปรงและมมใบมดทเหมาะสม ในการ

เลอกแรงดงสปรงและมมใบมดทเหมาะสม ไดใชความเรวของ

ใบมด 160 รอบตอนาท และความเรวหมนผลมะละกอ 160 รอบ

ตอนาท ผลการทดสอบแสดงในตารางท 1

จากตารางท 1 พบวาทแรงดง 4.0 กโลกรม มมใบมด 55

องศา และแรงดงสปรง 4.2 กโลกรม มมใบมด 60 องศา เครอง

ปอกสามารถปอกเปลอกมะละกอไดหมดโดยไมมการอดตน

ของเปลอกมะละกอทใบมด สำหรบการใชแรงดงสปรง 4.2

ภาพท 1 ชดโครงสรางและชดสงกำลง

ภาพท 2 ชดใบมดปอกและชดหมนมะละกอ

กโลกรมจะเปนแรงดงทมากเกนไป ซงมแนวโนมจะทำให

อปกรณเสยหายได ซงพจารณาเลอกแรงดงสปรง 4.0 กโลกรม

มมใบมด 55 องศา สำหรบการทดสอบในขนตอนตอไป

3) การทดสอบเพอหาความเรวชดใบมด และความเรวชด

หมนมะละกอทเหมาะสม

พจารณาใชแรงดง 4.0 กโลกรม และมมใบมด 55 องศา

และเปลยนคาความเรวใบมดและความเรวหมนมะละกอ 3

ระดบ ผลการทดลองแสดงในตารางท 2

จากตารางท 2 เมอพจารณาพนทเหลอจากการปอกจะเหน

ไดวาทความเรวใบมด 180 รอบตอนาท หรอ 0.8 เมตรตอวนาท

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ภาพท 3 ผลมะละกอทมรปรางตรง ภาพท 4 ผลมะละกอทมรปรางโคง

ตารางท 1 การทดสอบมมใบมด และแรงดงสปรง ทความเรวของใบมด 160 รอบตอนาท และ

ความเรวหมนผลมะละกอ 160 รอบ/นาท

แรงดงสปรง มมในการปอก เปลอกคงเหลอ (กลางผล) ลกษณะการอดตนของ

(กก.) (องศา) (%) ชดใบมดปอก

3.8 65 30 มการอดตน

60 10 มการอดตน

55 10 ไมมการอดตน







ตารางท 2 พนทผวมะละกอกลางผลทไมถกปอก

ความเรว ความเรวเชงเสน ความเรวชดหมน พนทผวมะละกอ

ชดใบมด ปลายใบมด มะละกอ กลางผลทไมถกปอก

(รอบตอนาท) (เมตรตอวนาท) (รอบตอนาท) (ตร.ซม)

140 0.62 140 3.67

160 3.50

180 16.58

160 0.71 140 29.58

160 17.33

180 22.00

180 0.8 140 0

160 1.25

180 15.00

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


และความเรวชดหมนมะละกอ 140 รอบตอนาท จะสามารถปอก

เปลอกมะละกอไดหมด และเนองจากความเรวในการปอก

จะขนอยกบความเรวของใบมด ดงนนจงพจารณาเลอกความเรว

ใบมดสงสด และความเรวหมนมะละกอทสามารถปอกเปลอก

มะละกอไดหมด คอ ความเรวใบมด 180 รอบตอนาท และความ

เรวหมนมะละกอ 140 รอบตอนาท

สำหรบความเรวในการปอกเปลอกมะละกอนน จะขนอย

กบความยาวของผลโดยไมขนอยกบความกวางของผล เนองจาก

ในการปอกนนการเคลอนทของใบมดทความเรวใดๆ จะคงท

โดยการหมนของผลมะละกอไมมผลตอการเคลอนทของใบมด

4) การเปรยบเทยบการใชเครองปอกมะละกอกบการใชแรงงาน

คน

ในการเปรยบเทยบการใชเครองปอกมะละกอกบการใช

แรงงานคน (ใชอปกรณดงแสดงในภาพท 5 ) ไดใชเครองปอก

ภาพท 6 อปกรณปอกเปลอกมะละกอ

ภาพท 5 ผละมะละกอหลงปอกทมมชดใบมดปอกและแรงดง

สปรงทแตกตางกน

ตารางท 3 เปรยบเทยบเวลาในการทำงานเครองปอกและแรงงานคน

วธการ

เวลารวมในการปอก เวลาปอก เวลาพก เวลาเลอนใบมด เวลาปอกหวทาย

(นาท) (นาท) (นาท) (นาท) (นาท)

แรงงานคน 3.78 3.38 0.38 - -

เครองปอก 5.38 2.12 0.49 2.12 0.24

ตารางท 4 เ ปรยบเทยบพนทเหลอในการปอกและนำหนกเปลอกของเครองปอกและแรงงานคน

วธการ พนทผวรวม 3 ผล พนทผวทเหลอตรงกลาง นำหนกกอนปอก นำหนกเปลอก

(ตร.ซม.) 3 ผลตอคน (ตร.ซม.) (กรม) (กรม)

แรงงานคน 1,724.73 24.09 2,801.94 246.76

เครองปอก 1,727.70 0 2,771.55 478.89

มะละกอ 3 ผล โดยเลอกผลมะละกอทมขนาดใกลเคยงกนผลการ

ทดสอบแสดงในตารางท 3, 4 และ 5

จากตารางท 5 การทดสอบเปรยบเทยบโดยเลอกความเรว

ชดใบมดปอกทตดอยกบเพลา 180 รอบตอนาท และชดหมน

มะละกอ 140 รอบตอนาท กบการใชแรงงานคนโดยใชอปกรณ

ปอกผลการทดสอบแสดงในตารางท 5 ซงผลปรากฏวาแรงงาน

คนสามารถทำงานไดเรวกวาเครองปอก 1.2 เทา ในขณะทเครอง

ปอกสามารถปอกมะละกอเปลอกไดหมด ในขณะทการใชแรง

งานคนมพนทเปลอกเหลอ 1.4 % โดยสดสวนนำหนกเปลอกตอ

พนทผวรวม การปอกโดยเครองปอกสามารถจะมนำหนกเปลอก

มากกวาการใชคนปอกประมาณ 2 เทา ซงแสดงวาเครองปอกม

การกนลกเปลอกมากกวาแรงงานคน แตกจะมลกษณะผลทปอก

แลวสวยงามกวา

เนองจากจะเสยเวลาในการทำงานโดยตองหมนเคลอนท

ชดใบมดกลบกอนจงจะเรมปอกผลตอไปได ซงถาไมรวมเวลา

ในการเคลอนทชดใบมดกลบแลว เครองปอกจะสามารถปอก

เปลอกไดเพมขนเปน 31,798.2 ตารางเซนตเมตรตอชวโมง หรอ

1.16 เทาของแรงงานคน

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


สรปผลการทดสอบการสรางเครองปอกมะละกอ และดำเนนการทดสอบและ

ประเมนผล พบวาชดใบมดปอกทเหมาะสมใชแรงดง 4.0

กโลกรม และมมใบมด 55 องศาแรง ความเรวหมนมะละกอท

สามารถปอกเปลอกมะละกอไดหมด คอ ความเรวใบมด 180 รอบ

ตอนาท และความเรวหมนมะละกอ 140 รอบตอนาท

การทดสอบเปรยบเทยบกบการใชแรงงานคนโดยใช

อปกรณปอก ผลปรากฏวาแรงงานคนสามารถทำงานไดเรวกวา

เครองปอก 1.12 เทา เครองปอกสามารถปอกเปลอกไดหมด การ

ใชแรงงานคนมพนทเปลอกเหลอ 1.4 % การปอกโดยเครองปอก

สามารถจะมนำหนกเปลอกมากกวาการใชคนปอกประมาณ 2

เทา

ถาไมรวมเวลาในการเคลอนทชดใบมดกลบแลว เครอง

ปอกจะสามารถปอกเปลอกไดเพมขนเปน 31,798.2 ตาราง

เซนตเมตรตอชวโมง หรอ 1.16 เทาของแรงงานคน ซงกจะมการ

ปรบปรงเครองเพอใหปอกไดทง 2 ทาง เพอเพมความสามารถ

ในการทำงาน และใชประโยชนเชงพาณชยไดตอไป

ตารางท 5 เปรยบเทยบการทำงานของเครองปอกและแรงงานคน

อตราการทำงานนำหนกเปลอก พนทผวทเหลอตรงกลางผล

วธการ ตอพนทผวรวม ตอพนทผวรวม

(ตร.ซม./ชม.) (กรม/ตร.ซม.) (%)

แรงงานคน 27,367.7 0.14 1.4

เครองปอก - 0.28 0

รวมเวลาเลอนใบมดกลบ 19,268.0 - -

ไมรวมเวลาเลอนใบมดกลบ 31,798.2 - -

ภาพท 7 ผลมะละกอทปอกดวยเครองและแรงงานคน

เอกสารอางองทวเกยรต ยมสวสด, 2526, มะละกอ คณะเกษตรศาสตร

มหาวทยาลยขอนแกน, 14 หนา.

สวรรณ อนทรคงแกว, 2539, การปลกมะละกอ, สำนกพมพ

ฐานเกษตรกรรม, 35 หนา

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


1) นกวจย 2) รองศาสตราจารย, 3) อาจารย 4) วศวกร 5) ชางเครองยนต

ภาควชาวศวกรรมเครองกล คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยธรรมศาสตร อ.คลองหลวง จ.ปทมธาน 12121

1) Researcher 2) Associate Professor, 3) Lecturer 4) Engineer 5) Technician

Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Thammasat University, Klong Luang, Pathumthani 12121

บทนำมะละกอเปนไมผลทมความสำคญทางเศรษฐกจชนด

หนงของประเทศไทยในปจจบนเนองจากมผนยมบรโภคเปน

จำนวนมากทงในรปของมะละกอดบ และมะละกอสก เพอ

นำมาทำเปนอาหารประเภทตางๆ ทงอาหารประเภทคาวและ

ประเภทหวาน (สวรรณ, 2539) สมตำนบเปนอาหารยอดนยม

ของไทยอยางหนง ทำโดยการนำมะละกอดบทขดเปนเสน มา

ตำในครกกบ มะเขอเทศลกเลก ถวลสงคว กงแหง พรก และ

กระเทยม ปรงรสดวยนำตาลปบ นำปลา ปดองหรอปลารา ใหม

รสเปรยว เผด และออกเคมเลกนอย นยมกนกบขาวเหนยวและ

ไกยาง โดยมผกสด เชน กะหลำปล หรอถวฝกยาว เปนเครอง

เคยง เปนตน (ธวชชย และ ศวาพร, 2542) ในกรณรานมผบรโภค

สมตำเปนจำนวนมาก กจะตองใชแรงงานคนและเวลาในการ

ผลตเสนมะละกอมากตามความตองการของผบรโภค ซงจะเปน

การเพมตนทนในการผลต

ดงนนงานวจยนจงมวตถประสงคเพอพฒนาเครองขด

มะละกอ สำหรบใชเพอลดเวลาในการผลตเสนมะละกอ และ

ลดความเหนอยลาจากการใชแรงงานคน และลดตนทนในการ

ผลตเสนมะละกอ

อปกรณและวธการ1. การออกแบบและสราง

แนวความคดการออกแบบและสรางเครองขดมะละกอ

โดยนำแนวคดของเครองหนผกและผลไมแบบจานหมน มา

พจารณาในการทำงาน โดยแบงผลมะละกอทปอกแลวออกเปน

ชนยอย แลวนำชนมะละกอมาขดโดยเครองขด

2. การทดสอบและประเมนผล

ใชมะละกอพนธแขกนวลในการทดสอบ โดยมตวแปร

ในการทดสอบ คอ ความเรวรอบชดจานใบมด 225, 250, 275 รอบ

การพฒนาเครองขดมะละกอDevelopment of Papaya Scraping Machine

อนชต ปราบนคร1) พนย ทองสวสดวงศ2) นเรนทร บญสง3) อภนนท ชมสงเนน4) นธวฒน ตองออน5)

Anuchit Prabnakorn1) Pinai Thongsawatwong2) Naraintorn Boonsong3) Apinan Chumsoongnern4) Nitiwat Tongon5)

AbstractThe objective of the development of a papaya scraping machine is to improve papaya scraping capacity of som-tum

vendor. The machine consisted of a blade-disk and feeding chute. Papaya fruit must be cut into pieces before feeding. The tests

were conducted at three speeds of blade-disk; 225, 250 and 275 rpm and 3 inclined angles of feeding chute; 30, 40 and 50 degree.

The papaya lines were most satisfied by the venders at 225 rpm blade-disk and 50 degree chute angle. Comparison between the

machine and manual scraping; the machine capacity was 3.6 time faster than manual scraping with less residues.

บทคดยอการพฒนาเครองขดมะละกอนมวตถประสงคเพอใหผขายอาหารประเภทสมตำไดใชเพอเพมความสามารถในการขด

มะละกอ เครองขดมะละกอประกอบดวยจานใบมดหมน และชองปอน โดยการขดมะละกอจะตองปอก และหนแยกมะละกอออก

เปนชนยอยเพอปอนเขาชองขด จากการทดสอบทความเรวจานหมน 3 ระดบ คอ 225, 250 และ 275 รอบตอนาท และมมชองปอน

30, 40 และ 50 องศา พบวาความเรวของจานหมนใบมดมผลตออตราการทำงาน และทความเรวรอบ 250 รอบตอนาท และมมชอง

ปอน 50 องศา จะใหเสนมะละกอทไดรบความพงพอใจมากทสงสดจากแมคาขายสมตำ โดยเมอเปรยบเทยบการทดสอบระหวาง

เครองขดกบการใชมอคน เครองสามารถทำงานไดเรวกวา 3.6 เทา โดยมสวนทเหลอจากการขดนอยกวา

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ตอนาท หรอ ความเรวเชงเสนกลางทใบมด 1.41, 1.57, 1.73 เมตร

ตอวนาท และมมปอนมะละกอ 30, 40, 50 องศา ทำการทดสอบ

จำนวน 3 ซำ โดยมตวแปรชวด คอความสามารถในการขด

(กโลกรมตอชวโมง), เปอรเซนตนำหนกของเสย, ความยาวเสน

(มลลเมตร)

การประเมนผลเพอการคดเลอกเสนมะละกอทดทสด ใช

แมคาสมตำ 10 คน เปนผประเมน โดยคะแนนความพงพอใจ 5

ระดบ (คะแนน 1, 2, 3, 4, 5) โดยคะแนนระดบท 1 มคาตำทสด

คะแนนระดบท 5 มคาสงทสด และนำคาความเรวรอบจานหมน

ชดใบมด และมมปอนมะละกอของเสนมะละกอทไดรบ

คะแนนสงสด ไปทดสอบเปรยบเทยบกบการขดมะละกอโดยใช

เครองขดกบแรงงงานคน

ผลและวจารณ1. เครองขดมะละกอ

เครองขดมะละกอทพฒนา (ภาพท 1 และ2) ประกอบ

ดวยสวนสำคญดงน

1) ชดจานใบมด ประกอบดวย ชดจานใบมดเสนผาน

ศนยกลาง 18 เซนตเมตร หนา 0.3 เซนตเมตร โดยม ชองขนาด

3x4 เซนตเมตร ตรงขามกน สำหรบตดใบมดขดมะละกอแบบ

ลอน 2 ใบมด ขนาด 1.5x6 เซนตเมตร

2) ชองปอนมะละกอ ทำจากแผนอะครลกหนาตดรปส

เหลยมผนผามขนาด 3x6.5 เซนตเมตร ยาว 20 เซนตเมตร

จำนวน 3 ชด ซงแตละชดทำมมเอยงกบแนวแกนของจานหมน

ใบมด 30, 40, 50 องศา โดยมทอนอดชนมะละกอ ซงสามารถ

สวมพอดกบชองปอนมะละกอ สำหรบอดชนมะละกอเขาสจาน

หมนใบมดเพอทำการขด

3) โครงสรางมขนาดรบนำหนกมขนาด 50x50x70

เซนตเมตร ทำจากเหลกฉากหนา 1.5 เซนตเมตร

4) มอเตอรไฟฟาขนาด 3 แรงมา

2. ผลทดสอบ

1) ผลทดสอบประสทธภาพความเรวรอบชดจานใบมด

225, 250, 275 รอบตอนาท และมมปอนมะละกอ 30, 40, 50 องศา

แสดงในตารางท 1 และภาพท 3-5

จากตารางท 1 ความเรวรอบของจานใบมดและมมปอน

มแนวโนมทสงผลตออตราการทำงานของเครอง โดยอตราการ

ทำงานจะลดลงเมอมมปอนเพมขนในทกระดบความเรวของชด

จานใบมด (ภาพท 3) เปอรเซนคนำหนกสวนทเหลอจะลดลง

เมอมมปอนเพมขน ในทกระดบความเรวของชดจานใบมด

(ภาพท 4) และความยาวเฉลยของเสนมะละกอจะลดลงเมอมม

ปอนเพมขนในทกระดบความเรวของชดจานใบมด

ภาพท 1 ชดจานหมนใบมดและชองปอนมะละกอ

ภาพท 2 ขดโครงสรางและชดสงกำลง

อตราการทำงานสงสด 36.21 กโลกรมตอชวโมง ทมความ

เรวจานใบมด 275 รอบตอนาท และมม 30 องศา และเมอพจารณา

ความหนาของเสนมะละกอพบวามมปอน 50 องศา เปนมมปอน

ทดทสดในทกความเรวรอบ โดยความหนาและความยาวของ

เสนมะละกออยในชวง 1.59 -1.63 มลลเมตร และ 58.65 - 66.34

มลลเมตร ตามลำดบ

2) ผลประเมนความพงพอใจของแมคาสมตำ ทความเรว

รอบชดจานใบมด 225, 250, 275 รอบตอนาท และมมปอน

มะละกอ 30, 40, 50 องศา แสดงในตารางท 2

จากตารางท 2 การประเมนความพงพอใจของแมคา

สมตำ โดยการนำเสนมะละกอทขดโดยเครองขดทกความเรว

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ตารางท 1 การทดสอบความเรวรอบชดจานหมนใบมด และมมปอนมะละกอ

ความเรวชดใบมด มมปอนมะละกอ อตราการทำงาน นำหนกสวนทเหลอ ความหนาเสน ความยาวเสน

(รอบ/นาท) (องศา) (กก./ชม.) (%) (มม.) (มม.)

225 30 25.59Ab 20.07b 1.874b 95.993c

40 26.16Ab 19.23b 1.727b 79.293b

50 21.08Aa 11.34a 1.627a 66.337a

250 30 28.08Bc 21.05b 1.700b 84.793c

40 25.52Ab 17.20ab 1.633a 76.253b

50 23.49Aa 12.54a 1.593a 66.020a

275 30 36.21Bc 18.53b 1.866b 86.567c

40 28.25Bc 14.41a 1.657a 70.177b

50 25.54Ab 13.41a 1.613a 58.653a

หมายเหต : ตวอกษร A, B ทเหมอนกนในแนวตงแสดงวาไมมความแตกตางทางสถตทระดบความเชอมนรอยละ 95 (p<0.05)

ตวอกษร a, b, cทเหมอนกนในแนวนอนแสดงวาไมมความแตกตางทางสถตทระดบความเชอมนรอยละ 95

(p<0.05)

0

5

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

3 5

4 0

3 0 4 0 5 0

0

5

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0 4 0 5 0

ภาพท 3 ความสมพนธระหวางมมปอนมะละกอและอตราการ

ทำงานทความเรวรอบตางๆ

ภาพท 4 ความสมพนธระหวางมมปอนมะละกอและเปอรเซนต

นำหนกสวนเหลอมะละกอทความเรวรอบตางๆ

0

2 0

4 0

6 0

8 0

1 0 0

1 2 0

3 0 4 0 5 0

ภาพท 5 ความสมพนธระหวางความยาวเสนและมมปอน มะ

ละกอทความเรวรอบตางๆ

มมปอนมะละกอ (องศา)

225รอบตอนาท 250รอบตอนาท 275 รอบตอนาท

มมปอนมะละกอ (องศา)มมปอนมะละกอ (องศา)



อตราการท

ำงาน

(กก.

/ชม.

)คว

ามยาวเสน

(มม.

)

นำห

นกส

วนเหลอ

(%)

รอบ และมมปอนไปใหแมคาใหคะแนนความพงพอใจ ผลการ

ประเมนแสดงในตารางท 2 ซงพบวาเสนทขดโดยใชความเรว

จานใบมด 250 รอบตอนาท และมมปอน 50 องศา ไดรบการพง

พอใจสงสด

3) ผลเปรยบเทยบประสทธภาพเครองและแรงงานคน

โดยเลอกความเรวรอบชดจานใบมด และมมปอน 250 รอบตอ

นาท และ50 องศา ตามลำดบ มาทดสอบเปรยบเทยบกบแรงงาน

คนแสดงในตารางท 3

จากตารางท 3 การทดสอบเปรยบเทยบโดยการเลอก

ความเรวจานใบมด 250 รอบตอนาท และมมปอน 50 องศา ซง

ไดเสนมะละกอทไดรบความพงพอใจสงสด กบการใชแรงงาน

คนโดยใชอปกรณขดผลการทดสอบแสดงในตารางท 3 ซง

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ผลปรากฏวา เครองขดมะละกอสามารถทำงานไดเรวกวาแรงงาน

คนประมาณ 3.6 เทา และมนำหนกสวนทเหลอจากการใชเครอง

ขด 13.4 % ในขณะทการใชแรงงานคนมมนำหนกสวนทเหลอ

26.6 %

สรปผลการทดสอบ การทดสอบและประเมนผลเครองขดมะละกอแบบจาน

ใบมดหมน พบวาการใชความเรว 250 รอบตอนาท และมมปอน

50 องศา จะใหเสนมะละกอทไดรบความพงพอใจจากแมคาขาย

สมตำมากทสด โดยสามารถขดมะละกอได 9.8 กโลกรมตอ

ชวโมง ในขณะทการใชแรงงานคนขดสามารถขดได 2.7

กโลกรมตอชวโมง โดยมสวนทเหลอจากการขดโดยเครอง 13.4

% และแรงงานคน 26.6 % ซงขอเสนอแนะเครองสามารถทำงาน

ไดเรวกวาแรงงานคน 3.6 เทา โดยมสวนทเหลอนอยกวา ซงม

แนวโนมทจะพฒนาใหเปนประโยชนในเชงพาณชยตอไป

เอกสารอางองสวรรณ อนทรคงแกว, 2539, การปลกมะละกอ, สำนกพมพ

เกษตรสยาม, นสพ., 64หนา

ภาพท 6 การเปรยบเทยบเสนมะละกอ

ภาพท 7 การเปรยบเทยบของเหลอมะละกอ

ตารางท 2 ผลการประเมนความพงพอใจเสนมะละกอทถกขดโดยแมคาสมตำ

ความเรวชดใบมด มมปอนมะละกอ ระดบความพงพอใจ

(รอบตอนาท) (องศา) 1 2 3 4 5

225 30 1 7 - 2 -

40 4 3 2 - 1

50 - - 1 6 3

250 30 8 - 1 1 -

40 1 - 4 3 2

50 - - - - 10

275 30 - 1 6 2 1

40 1 4 3 2 -

50 - - - 2 8

ตารางท 3 ผลเปรยบเทยบประสทธภาพเครองและแรงงานคน

ชนดเครองมอขดอตราการทำงาน นำหนกสวนทเหลอ

(กก./ชม.) (%)

แรงงานคน 2.70 26.59

เครองขด 9.76 13.41

ธวชชย รชนเลศ และศวาพร ธรรมด, 2542, พนธไมผลการคา

ในประเทศไทย : คมอเลอกพนธสำหรบปลก, กรงเทพฯ,

โรงพมพรวเขยว, 292 หนา.

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


1) คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยมหาสารคาม ต.ขามเรยง อ.กนทรวชย จ.มหาสารคาม 44150

Faculty of Engineering, Mahasarakham University, Khamriang, Kantarawichai, Mahasarakham 44150

ศกยภาพการกำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟดออกจากไบโอแกสดวยไบโอ-สครบเบอร

ในอตสาหกรรมแปงมนสำปะหลงPotential of Hydrogen Sulfide Gas Removal from Biogas Using Bio-Scrubber

in Tapioca Flour Industry

คณาวฒ ภมปรชญา1) จนดาพร จำรสเลศลกษณ1) ทรงชย วรยะอำไพวงศ1)

AbstractPresently, biogas is applied as a fuel for starch drying and electrical generator in tapioca factory. The biogas from

anaerobic fermented lagoon in this factory has a high potential. However, high amount of hydrogen sulfide gas contaminates in

biogas of about 2,000-6,000 ppm affecting the generator corrosion. This problem causes the shorter generator life. Therefore, this

research aims to study the potential of hydrogen sulfide gas removal from biogas using bio-scrubber. The study was divided into

two parts. Part 1 was tested the removal system using pure water. Part 2 was tested by microorganism in waste water. The amount

of hydrogen sulfide gas was measured along the length of the apparatus at the inlet, 0-1.8 m, 1.8-3.6 m and outlet. Then, it was

calculated as removal efficiency. The results from two parts found that the hydrogen sulfide gas content was decreased along the

length of apparatus. The removal efficiency depended on the gas flow rate and pH of water in the system. However, the removal

efficiency using microorganism in waste water from anaerobic fermented lagoon (part 2) was in the range of 17.39-30.43% when

the bio-scrubber operated at gas flow rate of 3-9 m3/h and pH of waste water at 2-5.

Keywords: Methane, anaerobic microorganism, removal system, sulfuric acid

บทคดยอปจจบน มการประยกตใชไบโอแกส เพอเปนเชอเพลงสำหรบการอบแหงแปงและเครองกำเนดกระแสไฟฟา ในโรงงาน

ผลตแปงมนสำปะหลง ซงไบโอแกสทไดจากบอหมกแบบไรอากาศในโรงงานแปงมนสำปะหลงนมศกยภาพสง แตปญหาทพบ คอ

ไบโอแกสมแกสไฮโดรเจนซลไฟดปะปนอยในปรมาณสงถง 2,000 - 6,000 ppm เกดการกดกรอนเครองกำเนดไฟฟา ทำใหอายการ

ใชงานของเครองกำเนดไฟฟาสนลง ดงนน งานวจยนจงมวตถประสงคเพอศกษาศกยภาพการกำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟดออกจาก

ไบโอแกสดวยไบโอ-สครบเบอร โดยทำการทดลองแบงออกเปน 2 ตอน ตอนท 1 เปนการใชนำบรสทธทดสอบระบบกำจดแกส

ไฮโดรเจนซลไฟด และตอนท 2 ใชนำเสยทมจลนทรยทดสอบระบบกำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟด ตรวจวดปรมาณแกสไฮโดรเจน

ซลไฟดตามระยะความยาวของชดทดลอง ไดแก ทางเขา ระยะ 0 - 1.8 เมตร ระยะ 1.8 - 3.6 เมตร และทางออกของชดทดลอง และ

คำนวณเปนประสทธภาพการกำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟด จากผลการทดลองทงสองตอน พบวา ปรมาณแกสไฮโดรเจนซลไฟดจะลด

ลงตามระยะความยาวของชดทดลอง โดยประสทธภาพการกำจดจะขนอยกบอตราการไหลของแกสและคาความเปนกรด-ดาง ของ

นำในระบบ อยางไรกตาม ประสทธภาพการกำจดดวยนำเสยทมจลนทรยจากบอหมกไรอากาศ (การทดลองตอนท 2) มคาระหวาง

17.39 ถง 30.43% เมอเดนระบบไบโอ-สครบเบอรทอตราการไหลของแกสชวง 3 ถง 9 ลกบาศกเมตรตอชวโมง และคาความเปน

กรด-ดางระหวาง 2 ถง 5

คำสำคญ: มเทน จลนทรยทไมใชออกซเจน ระบบกำจด กรดซลฟรก

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


บทนำปจจบนโรงงานผลตไบโอแกสโดยใชนำเสยจากโรงงาน

แปงมนสำปะหลง ระบบบำบดนำเสยทใชแบบเอบอาร

(Anaerobic Baffled reactor, ABR) โดยมบอหมกเปนบอแบบ

ปด ไบโอแกสทเกดขนจากบอหมกสามารถสงกลบไปใชใน

เตาเผาของโรงงานแปงในขนตอนการอบแหงแปง และสงไป

เปนเชอเพลงปอนใหเครองกำเนดไฟฟา เพอผลตกระแสไฟฟา

อยางไรกตาม ปญหาจากการผลตไบโอแกสโดยใชนำเสยจาก

โรงงานแปงมนสำปะหลง กคอ มการใชกรดซลฟรคในกระบวน

การผลตแปงมนสำปะหลง ทำใหการผลตไบโอแกสเกดแกส

ไฮโดรเจนซลไฟดทไมพงประสงคซงจะไปกดกรอนเครอง

กำเนดไฟฟา ทำใหอายการใชงานของเครองกำเนดไฟฟาสนลง

โดยทวไป ภาพรวมเชงสถานภาพและศกยภาพของ

เทคโนโลยไบโอแกสในประเทศไทย ระบบไบโอแกสขนาด

ใหญทนยมไดแก ยเอเอสบ โคเวอรลากน ตรงฟลม และเอบอาร

มใชในฟารมสกรขนาดใหญและโรงงานอตสาหกรรม เชน แปง

มนสำปะหลง สรา เบยร อาหารทะเล ฆาสตว และนำมนปาลม

โดยไบโอแกสทผลตไดใชสำหรบการผลตกระแสไฟฟาและ

ความรอนทดแทนการใชนำมนเตา (ประทน กลละวณชย และ

คณะ, 2550)

ในตางประเทศ มการประยกตใชจลนทรยในนำเสย

หลากหลายรปแบบ เชนใชการบำบดนำเสยแบบไรอากาศเพอ

ผลตไบโอแกสในโรงงานยอยแผนบอรดกระดาษ โรงงานอาหาร

และโรงงานถลงโลหะ ซงมศกยภาพไมนอย (Driessen,

W.J.B.M.et al., 2001) ใชจลนทรยไปออกซไดซซลไฟดไปเปน

ธาตกำมะถนและกรดซลฟรกในไฮโดรเจนซลไฟด-สครบเบอร

(Soroushian, F. et al., 2006) นอกจากนยงมรายงานการใชนำ

ทงทบำบดแลวเอากลบมาใชใหมบางสวนในอตสาหกรรม

อาหาร (Wouters, J., 2001)

ไบโอแกสประกอบดวยแกสหลายชนด มแกสมเทน และ

แกสคารบอนไดออกไซดเปนองคประกอบหลก สวนแกสอน ๆ

ไดแก แกสแอมโมเนย แกสไฮโดรเจนซลไฟด จะมในปรมาณ

เพยงเลกนอย ไบโอแกสทไดจากระบบบำบดนำเสยจากโรงงาน

แปงมนสำปะหลงแบบไมใชอากาศ จะมแกสมเทนประมาณ 50

- 60 % สวนแกสไฮโดรเจนซลไฟดทปนมากบไบโอแกสจะม

ปรมาณอยท 2,000 - 6,000 ppm

งานวจยนมวตถประสงคทจะหาแนวทางในการลด

ปรมาณแกสไฮโดรเจนซลไฟด ซงปะปนมาในกระบวนการผลต

ไบโอแกส เพอลดผลกระทบทมตอระบบเครองกำเนดไฟฟา โดย

พฒนาระบบตนแบบไบโอ - สครบเบอรเพอใชในการกำจดแกส

ไฮโดรเจนซลไฟดออกจากไบโอแกส และหาเงอนไขในการ

กำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟดออกจากไบโอแกสโดยใชไบโอ -

สครบเบอร เพอเปนทางเลอกทเปนมตรกบสงแวดลอมอกทาง

เลอกหนงในการกำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟด

อปกรณและวธการทดลองระบบตนแบบไบโอ - สครบเบอร

ไบโอ-สครบเบอร (รปท 1) จะมการพนละอองนำเสยลง

บนตวกลาง (Media 2H PP - Media NET150) ทมพนทผวสมผส

120 ตารางเมตรตอลกบาศกเมตร เพอใหจลนทรยในนำเสย

กำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟดออกจากกระแสการไหลของไบโอ

แกส สำหรบโครงสรางชดทดลองทำจากสแตนเลส และคลมชด

ทดลองดวยผนผา HDPE นอกจากน อปกรณอนๆ ลวนทำจาก

สแตนเลส เพอปองกนการกดกรอน เชน เครองสบนำเสยเขา

ระบบไบโอ-สครบเบอร พดลมดดกระแสการไหลของไบโอ

แกสทมแกสไฮโดรเจนซลไฟดปะปนอยเขาไบโอ-สครบเบอร

เปนตน

วธการทดลอง

การทดลองแบงออกเปน 2 ตอน คอ ตอนท 1 ใชนำบรสทธ

ทดสอบระบบกำจดแกสไฮโดรเจน ซลไฟด และตอนท 2 ใชนำ

เสยทมจลนทรยทดสอบระบบกำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟด การ

ทดสอบระบบแกสไฮโดรเจนซลไฟด เรมจากเตมนำบรสทธ

หรอนำเสยทมจลนทรยเขาสถงพกและเกบตวอยางนำเพอตรวจ

สอบความเขมขนของจลนทรย จากนนปอนนำใหหมนเวยน

ภายในระบบดวยอตราการไหล 3 ลกบาศกเมตรตอชวโมง โดย

รกษาระดบนำใหสงจากฐานของชดทดลอง 10 เซนตเมตร

การทดลองตอนท 1 จายไบโอแกสทมแกสไฮโดรเจน

ซลไฟดปะปนอยเขาสชดทดลองดวยอตราการไหล 3, 6, 9, 18,

30, 40 และ 50 ลกบาศกเมตรตอชวโมง เมอเดนระบบกำจดแกส

ไฮโดรเจนซลไฟดครบ 2 ชวโมง ใหปรบอตราการไหลของแกส

เขาสระบบใหม

การทดลองตอนท 2 จายไบโอแกสทมแกสไฮโดรเจน

ซลไฟดปะปนอยเขาสชดทดลองดวยอตราการไหล 3, 6, และ 9

ลกบาศกเมตรตอชวโมง การเดนระบบกำจดแกสไฮโดรเจน

ซลไฟดสำหรบแตละอตราการไหลใหทดสอบระบบ 2 ชวโมง

เหมอนกบการทดลองตอนท 1 จากนนใหปรบอตราการไหลของ

แกสเขาสระบบใหม ทำการทดสอบระบบซำ ทอตราการไหลของ

แกส 3, 6, และ 9 ลกบาศกเมตรตอชวโมง สำหรบวนท 7 และวน

ท 14 ของการเลยงเชอจลนทรย (เชอจลนทรยสามารถเจรญเตบ

โตไดในชวงคาความเปนกรด-ดาง ระหวาง 2 - 5) เพอเปรยบ

เทยบประสทธภาพการกำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟดกบวนทแรก

ของการเลยงเชอ

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


การทดลองทงสองตอน ภายในระบบกำจดแกสไฮโดร

เจนซลไฟดจะตรวจวดปรมาณแกสไฮโดรเจนซลไฟดตามระยะ

ทางความยาวของชดทดลอง ไดแก ทางเขา ระยะ 0 - 1.8 เมตร

ระยะ 1.8 - 3.6 เมตร และทางออกของชดทดลอง โดยท

ประสทธภาพการกำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟด หาไดจากอตรา

สวนของปรมาณแกสไฮโดรเจนซลไฟดททางออกตอปรมาณ

แกสไฮโดรเจนซลไฟดททางเขา

ผลการทดลองและวจารณผล

การทดลองตอนท 1 ใชนำบรสทธทดสอบระบบกำจดแกส

ไฮโดรเจนซลไฟด

ตารางท 1 เปนผลการทดสอบการใชนำบรสทธเพอกำจด

แกสไฮโดรเจนซลไฟด ตามความยาวของชดทดลอง มการปรบ

อตราการไหลของแกสใหม เมอเดนระบบครบ 2 ชวโมง โดยไม

มการเปลยนนำใหม

จากผลการทดสอบระบบกำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟด ใน

ตารางท 1 พบวา ระบบสามารถกำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟดได

เพมขน ตามระยะทางความยาวของชดทดลอง โดยในชวงแรก

นำบรสทธทมคา ความเปนกรด-ดาง เปน 7 ทอตราการไหลของ

แกส 3 ลกบาศกเมตรตอชวโมง ระบบสามารถกำจดแกสไปได

ประมาณรอยละ 37.50 เมอเพมอตราการไหลของแกสเปน 6 9

18 30 40 และ 50 ลกบาศกเมตรตอชวโมง ทำใหคาความเปน

กรด-ดางของนำในระบบกำจดลดลง และประสทธภาพการกำจด

แกสไฮโดรเจนซลไฟดลดลง เนองจากนำดดซบแกสไฮโดรเจน

ซลไฟดไวจงมความเปนกรด-ดาง ลดลง ในขณะทอตราการไหล

ของแกสเพมขน ระยะเวลาทแกสอยในระบบนอยลง ทำให

ประสทธภาพของการกำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟดลดลง

การทดลองตอนท 2 ใชนำเสยทมจลนทรยทดสอบระบบ

กำจดแกสไฮโดรเจน ซลไฟด

จากการทดลองตอนท 1 นำบรสทธทใชกำจดแกสไฮโดร

เจนซลไฟดจะมความเปนกรด-ดางลดลง ซงเปนมลพษทางนำ

ตองนำไปบำบดกอนปลอยทง ดงนน การใชนำเสยทมจลนทรย

มากำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟด ดวยไบโอสครบเบอร จงนา

จะเปนทางเลอกทดกวา ตารางท 2 แสดงผลการทดสอบการใช

นำเสยทมเชอจลนทรยทดสอบระบบกำจดแกสไฮโดรเจน

ซลไฟด ในวนท 1, 7 และ 14 ของการเลยงเชอจลนทรย

จากตารางท 2 พบวา ในวนท 1 ของการเลยงเชอจลนทรย

นำเสยทมจลนทรยมคาความเปนกรด-ดาง ประมาณ 4 เขาส

ระบบ ทอตราการไหลของแกส 3 ลกบาศกเมตรตอชวโมง ระบบ

สามารถกำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟดไปไดประมาณรอยละ 25.0

เมอเพมอตราการไหลของแกสเปน 6 และ 9 ลกบาศกเมตรตอ

ชวโมง ทำใหคาความเปนกรด-ดางของนำเสยในระบบกำจดลด

ลง และประสทธภาพการกำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟดลดลง

เนองจากนำปอนดดซบแกสไวจงมความเปนกรด-ดาง ลดลง ใน

รปท 1 ไบโอ-สครบเบอร ทบรรจตวกลาง เพอใหจลนทรยเกาะและกำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟด

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ตารางท 1 ผลการทดสอบการใชนำบรสทธเพอกำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟด ตาม

ความยาวของชดทดลอง

Gas Flow pH H2S Removal

Rate inlet outlet inlet 0-1.8 m 1.8-3.6 m outlet efficiency

(m3/h) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (%)

3 6 6 2400 2100 1900 1500 37.50

6 6 6 2400 2100 1900 1650 31.25

9 6 5 2400 2200 2000 1700 29.17

18 5 5 2400 2300 2000 1750 27.08

30 5 4 2400 2300 2200 1800 25.00

40 4 4 2400 2300 2200 1850 22.92

50 4 4 2400 2300 2200 1850 22.92

ตารางท 2 ผลการทดสอบการใชนำเสยทมเชอจลนทรยทดสอบระบบกำจดแกสไฮโดรเจน

ซลไฟด

Gas Flow pH H2S Removal

Day Rate inlet outlet inlet 0-1.8 m 1.8-3.6 m outlet efficiency

(m3/h) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (%)

1 3 4 4 2400 2200 1900 1800 25.00

6 4 4 2400 2200 2000 1800 25.00

9 4 3 2400 2200 2000 1900 20.83

7 3 2 2 2000 1850 1650 1450 27.50

6 2 2 2000 1900 1600 1500 25.00

9 2 2 2000 1900 1700 1700 15.00

14 3 5 5 2300 2100 1800 1600 30.43

6 5 4 2300 2100 1850 1700 26.09

9 4 4 2300 2200 2000 1900 17.39

ขณะทอตราการไหลของแกสเพมขน ระยะเวลาทแกสอยภาย

ในชดทดลองสนลง ทำใหประสทธภาพของการกำจดแกส

ไฮโดรเจนซลไฟดลดลง เชนเดยวกนกบการใชนำบรสทธ

ทดสอบระบบ แตประสทธภาพการกำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟด

เมอใชนำทมเชอจลนทรยตำกวา เมอเปรยบเทยบการใชนำ

บรสทธ ทอตราการไหลของแกสเทากน เปนเพราะคาความเปน

กรด-ดางของนำทมเชอจลนทรยตำกวานำบรสทธมาก

หากเปรยบเทยบจำนวนวนของการเลยงเชอจลนทรย

ในวนท 1, 7 และวนท 14 ของการเลยงเชอ ซงมคา ความเปน

กรด-ดาง แตกตางกน พบวา ประสทธภาพการกำจดแกส

ไฮโดรเจนซลไฟดจะขนอยคา ความเปนกรด-ดาง ของนำเสย

คอ ประสทธภาพการกำจดจะลดลงตามคา ความเปนกรด-ดาง ท

ลดลง นอกจากน ยงพบวา ประสทธภาพการกำจดจะเพมขนตาม

ระยะความยาวของชดทดลอง

สรปผลการทดลองระบบตนแบบ ไบโอ-สครบเบอร ทพฒนาขนมาน

สามารถใชกำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟดออกจากไบโอแกสได

ถงแมประสทธภาพการกำจดยงไมสงมากนก แตเปนทางเลอก

หนงทสามารถนำไปประยกตใชไดโดยไมสงผลกระทบตอ

สงแวดลอม เนองจากระบบไบโอ-สครบเบอร ใชนำเสยทมเชอ

จลนทรยจากโรงงานอตสาหกรรมแปงมนสำปะหลง ในการ

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


กำจดแกสไฮโดรเจนซลไฟดออกจากไบโอแกส และชวยยดอาย

การใชงานเครองกำเนดไฟฟาใหยาวนานขน

เอกสารอางองประทน กลละวณชย, นนทยา เปปะตง, อรอมล เหลาปตนนท,

อรรณพ นพรตน, วรนธร สงคศร และภาวณ ชยประเสรฐ

(2550) ภาพรวมเชงสถานภาพและศกยภาพของ

เทคโนโลยกาซชวภาพในประเทศไทย การประชม

วชาการ ดานพลงงานสงแวดลอมและวสด ครงท 1 จดโดย

คณะพลงงานสงแวดลอมและวสด 31 สงหาคม 2550

โรงแรมเดอะทวน ทาวเวอร กรงเทพฯ

Driessen, W.J.B.M., Wouters, J.W., Habets, L.H.A. and

Buisman, C.J.N. (2001) Anaerobic effluent treatment as

an integral part of industrial processes, presented at the

ANAEROBIE 2001 Conference, Klatovy, Czech

Republic, 2-3 October 2001.

Soroushian, F., Shang, Y., Whitman , E.J., Garza, G. and

Zhang, Z. (2006) Development and application of

biological H2S scrubbers for treatment of digester gas,

organized by WEFTEC, Oct. 22, 2006.

Wouters, J.W. (2001) Partial effluent reuse in the food industry.

Water 21, pp. 45-46.

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


1) นกศกษาปรญญาโท 2) อาจารย, ภาควชาวศวกรรมเกษตร คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน

1) Graduate student 2) Lecturer, Department of Agricultural Engineering, Faculty of Engineering, Khon Kaen University,

Khon Kaen 40002, Thailand

การจำลองนำทวมเนองจากเขอนปากมลFlood Plain Modeling Due to Pakmun Dam

เลอลกษณ แกวจอมแพง1) ศภสทธ คนใหญ2)

Lerlack Kawjompang1) Supasit Konyai2)

บทคดยอในชวงฤดฝนภาคตะวนออกเฉยงเหนอมกประสบปญหาอทกภยเนองจากนำทวมในหลายจงหวด จากสถานการณอทกภย

จงหวดอบลราชธาน ทเกดขนอยางตอเนองในป พ.ศ. 2543 ถงป พ.ศ. 2545 โดยในป พ.ศ. 2545 เกดนำทวมสงสดในเดอนตลาคม

มระดบนำสงสดทระดบ 115.77 เมตร (ระดบนำทะเลปานกลาง)ไดสรางความความเสยหายทงชวตและทรพยสนตอประชาชนเปน

อยางมาก โดยประชาชนมความเชอวา การทสรางเขอนปากมลเพอผลตกระแสไฟฟานนเปนการปดกนการไหลของแมนำมลซงสง

ผลระทบตอการเกดนำทวมทจงหวดอบลราชธาน ในงานวจยนจงไดศกษาการจำลองสถานการณนำทวมอบลราชธานเนองจากเขอน

ปากมล โดยใชโปรแกรมคอมพวเตอร HEC-RAS 3.1.3 ในการจำลองสภาพการไหล

การศกษาประกอบดวยการจำลองสภาพการไหลของลำนำมล (1) ในกรณทไมมเขอนปากมลปดกน (2) กรณทมเขอนปาก

มลแตเปดประตระบายนำทงหมด ผลการจำลองพบวา ทคาบการกลบ 2 ป, 5 ป, 10 ป, 50 ป, และ 100 ป กรณการจำลองนำทวมโดยท

มเขอนปากมลมระดบนำเทากบระดบนำกรณการจำลองนำทวมโดยทไมมเขอนปากมล ยกเวนทบรเวณสถานเหนอเขอนปากมลเพยง

สถานเดยวเทานนทมระดบนำทแตกตางกน ดงนนสามารถสรปไดวาเขอนปากมลไมมผลตอการเกดนำทวมอำเภอเมอง จงหวด

อบลราชธาน แตมผลทำใหระดบนำทสถานเหนอเขอนปากมลสงขน

คำสำคญ: เขอนปากมล นำทวมอบลราชธาน แบบจำลอง HEC - RAS

AbstractIn rainy season, flood events always occur in many parts in northeast Thailand. From year 2000 to 2002, the city of Ubol

Ratchathani has been flooded nearly every year, especially in 2002 the peak flood was at 115.77 m msl. People believe that Pak

Mun dam exacerbates the flood damage in the flood plain area. This research was to create a model of the unsteady river flow

causing by the level of gate openning. The simulation was performed by HEC - RAS 3.1.3

The studies involved river flow simulations (1) with the dam (2) without the dam. The boundary condition was at the dam

site using the discharges and the flow depths at the return periods of 2, 5, 10, 50 and 100 years. The simulation results show that

the dam does not increase the flooding, except the region just upstream of the dam.

Keywords: Pak Mun dam Ubol Ratchathani Flood HEC - RAS

คำนำระบบช-มล ประกอบดวย 2 แมนำหลกคอ แมนำชและแม

นำมล มพนทลมนำรวมกน 119,176 ตร.ก.ม. ซงเปนพนทใหญ

มาก ประมาณ 2/3 ของพนทภาคตะวนออกเฉยงเหนอ เนองจาก

ปรมาณฝนเฉลยของลมนำคอ 1,220 ม.ม.ตอป ซงประมาณ 90%

ของฝนทงปตกในฤดฝนชวงพฤษภาคมถงตลาคม (วระพลและ

คณะ, 2550) ดงนน นำจำนวนมหาศาลในชวงปลายฤดฝน

จะไหลผานสวนทายนำของระบบช-มล ลงสแมนำโขงและทวม

ทราบนำทวมถงเปนชวง ๆ

เขอนปากมลเรมกอสรางในป 2532 และเสรจสนในป

2537 เปนเขอนกกเกบนำในลำนำ (run of the river dam) เพอ

ผลตกระแสไฟฟา โดยกอสรางทบานหวเหว อ.โขงเจยม จ.อบล

ราชธาน หางจากปากแมนำมล 5.5 ก.ม. หางจากตวจงหวด

อบลราชธานไปทางทายนำ 82.5 ก.ม. เปนเขอนคอนกรตบดอด

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


สง 17 ม. ยาว 300 ม. ประกอบดวยประตระบายนำ 8 ชอง แตละ

ชองกวาง 22.5 ม. สง 14.75 ม. สามารถระบายนำไดสงสด 18,500

ลบ.ม.ตอวนาท ดานขวาของตวเขอนเปนโรงไฟฟาพลงนำ ยาว

72 ม. ประกอบดวยกระสวยกงหนนำ 4 ตว มกำลงการผลตรวม

กน 136 เมกกะวตต (ภาพท 1)

ตงแตเรมสรางเขอนน เขอนปากมลมปญหามาโดยตลอด

และไดรบการวพากษวจารณเปนอยางมาก เชน การผลตกระแส

ไฟฟาไดไมเตมกำลงบาง ทำใหพนธปลาและปรมาณปลาใน

ลำนำมลลดนอยลงมาก จนทำใหชาวบานทประกอบอาชพ

ประมงตองเปลยนเปนอาชพอน รวมทงเขอนปากมลคอสาเหต

สำคญททำใหเกดนำทวมบรเวณเหนอเขอนในชวงฤดฝน ซง

ปญหานำทวมเมองอบลราชธานนเองจงเปนทมาของการศกษา

งานวจยครงน

ดงนน การศกษานตองการพสจนวาเขอนปากมล มผลตอ

การเพมระดบความรนแรงนำทวมจงหวดอบลราชธานและพนท

โดยรอบหรอไม เปนการจำลองการไหลของระดบนำสงสด โดย

ใชแบบจำลอง HEC-RAS เพอเปรยบเทยบกรณทมเขอน และ

กรณทไมมเขอน โดยพจารณาทคาบการกลบ 2 ป, 5 ป, 10 ป, 50

ป, และ 100 ป

อปกรณและวธการการศกษานตองการเปรยบเทยบวาเขอนปากมล มผลตอ

การเพมระดบความรนแรงนำทวมจงหวดอบลราชธานและพนท

โดยรอบหรอไม เนองจากพนทรบนำของระบบช-มล ของจดท

ตงเขอนปากมลมขนาด 119,000 ตร.กม. ซงเปนพนททกวาง

ใหญเกนกวาทจะจำลองการไหลโดยวธความสมพนธของ

ฝนกบนำทา ใหถกตองในระดบทยอมรบได ดงนนการศกษาน

จงใชวธการจำลองการไหลเชงชลศาสตร โดยใชแบบจำลอง

HEC-RAS 3.1.3

HEC-RAS (Hydrologic Engineering Centre - River

Analysis System) เปนแบบจำลองคอมพวเตอร พฒนาโดย U.S.

Army Corps of Engineers เพอจำลองการไหลในลำนำธรรมชาต

ทงกรณการไหลแบบคงตว และแบบไมคงตว ความท HEC-RAS

เปนซอฟทแวรสาธารณะ สามารถดาวนโหลดมาใชไดฟร และ

เนองจากใชงาย มคมอการใชครบถวน จงทำใหเปนทนยมอยาง

มาก

HEC-RAS ใชวธ standard step method เพอคำนวณความ

ลกและอตราการไหลในลำนำ เนองจากการไหลของนำทวมใน

ลำนำขนาดใหญเชนน เปนการไหลแบบ subcritical flow การ

ควบคมการไหลยอมอยทสวนทายนำ ดงนน การคำนวณเรมจาก

ทายนำยอนขนไปทางเหนอนำ โดยการแบงชวงลำนำทงหมด

ออกเปนชวงยอยหลายๆ ชวง แตละชวงยอยไมควรยาวเกน 2

ก.ม. จะตองสำรวจพนทหนาตดทกๆ ชวงยอย ภาพท 2 แสดงชวง

ยอยของลำนำ ประกอบดวย section 1 ดานทายนำเปนตวทราบ

คา เราตองการคำนวณความเรวและความลกของนำใน section 2

ดานเหนอนำ เขยนเปนสมการดงน (Cruise et al, 2007)

2 21 2

1 2α α2 2LV VWS h WS

g g+ + = + (1)

เมอ WS = ระดบผวนำ, αV2/2g = เฮดความเรว, α =

สมประสทธพลงงาน, V = ความเรวเฉลย, g = ความโนมถวง,

hL = head loss ระหวางหนาตดทายนำกบหนาตดเหนอนำของ

ชวงยอย ซง head loss รวม friction loss กบ minor loss ไวดวย

กน และสามารถคำนวณไดดงน (Cruise et al, 2007)

2 22 1

2 1α α2 2

= + −L fV Vh S L C

g g (2)

เมอ Sf = friction slope, L = ความยาวของชวงยอย, C =

คาสมประสทธของ expansion และ contraction ถาทางนำคอยๆ

เปลยนแปลงคา C อยในชวง 0-0.2 แตถาเปลยนแปลงอยางรวด

เรวคา C จะประมาณ 0.5 (Narasimhan, 2007) สำหรบ Sf ใช

สมการ Manning ในการคำนวณ

ภาพท 1 เขอนปากมล

ภาพท 2 แสดงชวงยอยของลำนำ

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


จากสภาวะขอบเขตเราทราบคา WS1, α

1 และ V

1 ดงนน

เมอ สมมตคา WS2 จะไดคา head loss, h

L1 จาก (1) และ h

L2 จาก

(2) ซงถา hL1 เทากบ h

L2 แสดงวาคาสมมต WS

2 ถกตอง แตถา

ไมเทากน เราตองสมมตคา WS2 ใหม โดยแทนคา h

L1 ดวย

hL2

ใน (1) และใชคา α2v

2

2/2g จากขนตอนทผานมา หาคา hL1

จาก (1) และ hL2

จาก (2) แลวเปรยบเทยบ hL1

กบ hL2

ใหม เรอย

ไปจนกวา hL1

= hL2การคำนวณจะทำจากทายนำไปยงตนนำทละ

ชวงยอยของลำนำ

ในการศกษาครงนไดใชแบบจำลองคอมพวเตอร HEC -

RAS 3.1.3 ในการศกษาไดจำลองสภาพการไหลแบบ steady

flow ซงขอมลทใชในแบบจำลองคอมพวเตอร HEC-RAS ม

ดงน

ขอมลหนาตดลำนำไดจากผลสำรวจรปตดของลำนำมล-ช

โดยฝายสำรวจภมประเทศ กรมชลประทานท 7 จงหวดอบล -

ราชธาน (2547) จากปากนำมลขนไปถง อำเภอเมองศรสะเกษ

และจากปากนำชขนไปถง อำเภอเของใน ขอมลหนาตดลำนำ

นำเขาสโปรแกรม HEC-RAS โดยเรมจากทายนำขนไปเหนอ

นำ โดยเรยกแตละหนาตดวาสถานแมนำ (river station) ตวอยาง

ของรปตดลำนำแสดงในภาพท 3

ขอมลสมประสทธความขรขระ (n) ในแตละพนทหนาตด

แบงพนทหนาตดออกเปน 3 สวน สวนทราบนำทวมถงฝงซาย

(left bank floodplain) สวนลำนำ (channel) และสวนทราบนำ

ทวมถงฝงขวา (right bank floodplain) คาสมประสทธความขร

ขระแมนนง n จะตองถกกำหนดบนทกสวนของทกพนทหนา

ตด สำหรบการศกษาครงน ใชผลการศกษาของ Mekpruksawong

et al. (2007) ซงจากการจำลองการไหลในลำนำมล พจารณาท

ตำแหนงสถาน M7 อำเภอเมองอบลฯ ใชขอมลจำนวน 3 ป

(1996, 2001, และ 2002) พบวาคา n ของลำนำมคา 0.035 และ

ของทราบนำทวมถงทงฝงซายและฝงขวา มคาเทากนคอ 0.04

ขอมลอาคารควบคมในลำนำ ในการศกษาครงน ในพนทลมนำ

River "Chi" RS (60) River "Mun" RS (61)

River "Mun" RS (29) River "Mun" RS (1)

ภาพท 3 ตวอยางหนาตดลำนำ

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ทศกษามเขอนปากมลเปนสถานแรก ซงเขอนปากมลมความสง

17 เมตร ความยาว 300 เมตร ระดบสนเขอน +111 ม.รทก

สนเขอนกวาง 6 เมตร อาคารระบายนำเปนคอนกรตเสรมเหลก

แบงเปนชองทางระบายนำ 8 ชอง ตดตงประตควบคมนำแบบ

บานโคง ขนาดกวาง 22.5 เมตร สง 14.75 เมตร อตราการ

ระบายนำสงสด 18,500 ลกบาศกเมตรตอวนาท

สภาวะขอบเขต (boundary conditions) ของการจำลอง คอ

ระดบนำและอตราการไหล ทสถานวดนำทายนำสด ซงใน

กรณการศกษานหมายถงทตงเขอนปากมล เนองจากเปนการ

จำลองการไหลแบบคงตว (steady flow) จงคำนวณอตราการไหล

จากขอมลของสถาน M7 โดยใชสถตขอมล 57 ป (พ.ศ. 2493 -

2549) สำหรบระดบนำทตำแหนงเขอนปากมล ใชการวเคราะห

จากสถตขอมลสถาน M7 แลวโยงความสมพนธไปยงตำแหนง

เขอนปากมลโดยใชสถตขอมล 11 ป (พ.ศ. 2541 - 2551) ในการ

วเคราะหขอมลอตราการไหลสงสด และระดบนำสงสด ได

กำหนดให การแจกแจงของคาทงสองเปนไปตามการแจกแจง

แบบคาทสดของกมเบล (Gumbel extreme value type I) และใช

คาทคาบการกลบ (return period) 2 ป, 5 ป, 10 ป, 50 ป, และ 100

ป

ผลการทดลองและวจารณผลการศกษาประกอบดวย ระดบนำสงสดและอตราการ

ไหลสงสดทคาบการกลบตาง ๆ แสดงในตารางท 1 ซงโดย

ปกตแลวจงหวดอบลราชธานทสถานวดนำ M7 ความสงของตลง

ตารางท 1 สภาวะขอบเขตทคาบการกลบตาง ๆ

คาบการกลบ(ป)

2 5 10 50 100

อตราการไหล ( ) 2,860 3,332 4,064 4,980 6,242

ระดบนำ (ม. รทก) 100.48 102.40 103.21 104.42 104.79

กรณทไมมเขอน กรณทมเขอน

ภาพท 4 ภาพตดตามยาวของลำนำมล-มลทรอบการเกด 2 ป

กรณทไมมเขอน กรณทมเขอน

ภาพท 5 ภาพตดตามยาวของลำนำมล-มลทรอบการเกด 5 ป

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


คอ 112 ม. รทก และอตราการไหลปรมตลงคอ 2,400 ซงเมอ

พจารณาจากตารางท 1 จะพบวา แมคาบการกลบ 2 ป อตราการ

ไหล 2,860 กจะเกดนำทวมจงหวดอบลราชธานแลว

ผลจากการจำลองระดบนำเทยบกบระดบตลงทงกรณม

เขอนและกรณไมมเขอน แสดงในภาพท 4 สำหรบคาบการกลบ

2 ป และภาพท 5 สำหรบคาบการกลบ 5 ป จากภาพท 4 ทคาบการ

กลบ 2 ป เปรยบเทยบกรณมเขอนและกรณไมมเขอน จะได

ระดบนำเทากน ยกเวนทสถานทหนาเขอนปากมลเทานน ทกรณ

มเขอนจะมระดบนำสงกวากรณไมมเขอน ประมาณ 2-3 เมตร

ชวงเหนอนำจากตวเขอนขนไปจนถงประมาณ 50 ก.ม. นำจะไม

ลนตลง แตจาก 50 ก.ม. ขนไปนำจะลนตลงเปนชวง ๆ ทงนเนอง

จากความชนของทองนำในชวง 50 ก.ม. มความชนสงกวาชวง

เหนอ 50 ก.ม. กลาวคอชวง 50 ก.ม. แรกมความชนเฉลยประมาณ

0.002 สวนชวงเหนอนำ 50 ก.ม. ขนไป มความชนเฉลยประมาณ

0.00007

สรปจากการจำลองนำทวมเนองจากเขอนปากมลทงสองกรณ

คอ กรณการจำลองนำทวมโดยทไมมเขอนปากมลและกรณการ

จำลองนำทวมโดยทมเขอนปากมลโดยทเปดประตระบายนำทง

8 บาน สามารถสรปผลไดดงน กรณมเขอนปากมลกบกรณไม

มเขอนปากมล ทคาบการกลบตาง ๆ พบวาไมมความแตกตางกน

ยกเวนสถานเดยวทหนาเขอน ซงระดบนำในกรณมเขอนจะสง

กวากรณไมมเขอนประมาณ 3-4 ม. เมอเปรยบเทยบระดบนำ

จากการจำลองกบระดบตลง พบวานำจะไมลนตลงในชวง 50

ก.ม. แรกจากเขอน สวนตงแต 50 ก.ม. ถดขนไปนำทวมตลง ตงแต

คาบการกลบ 2 ป เปนตนไป ทงนเนองจากชวง 50 ก.ม. แรก

ทองนำมความชนสงมาก ดงนนสามารถสรปไดวาเขอนปากมล

ไมมผลตอการเกดนำทวมอำเภอเมอง จงหวดอบลราชธาน แตม

ผลทำใหระดบนำทสถานเหนอเขอนปากมลสงขน

เอกสารอางองการไฟฟาฝายผลตแหงประเทศไทย (2537) แนวทางปฏบตการ

อางเกบนำเขอนปากมล การไฟฟาฝายผลตแหงประเทศ

ไทย.

การศกษาสภาพและแนวทางไขปญหาการเกดอทกภย จงหวด

อบลราชธาน. (2547). กรมชลประทาน.

วระพล แตสมบต และคณะ (2550) สภาพการใชนำและ

สถานการณลมนำของประเทศ ใน วารสารชมรมนก

อทกวทยาไทย ปท 11 ฉบบท 10

Cruise, J.F., Sherif, M.M., and Singh, V.P. (2007) Elementary

Hydraulics. Thomson - Nelson.

Mekpruksawong, P., Suwattana, T., and Meepayoong, N.

(2007) The alternatives of flood mitigation in the down-

stream area of Mun River basin. Proceedings of 2nd

Thaicid Symposium.

Narashimhan, S. (2007) A First Course in Fluid Mechanics.

CRC Press.

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


1) นกวจย ภาควชาวศวกรรมเกษตร คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน

2) รองศาสตราจารย ภาควชาวศวกรรมเกษตร คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน

3) Professor, Institute of Geosciences, Faculty of Science, Shizuoka University, JAPAN

4 )อาจารย ภาควชาวศวกรรมโยธา คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน

*corresponding author, e-mail: [email protected]

บทนำ ปรมาณไอนำในชนบรรยากาศเปนปจจยหลกทสงผลตอ

กระบวนการตางๆ เชน การกอตวของเมฆ การเกดฝน การเปลยน

แปลงสภาพภมอากาศ เปนตน (เฉลมชนมและนธวฒน, 2549)

ดงนน การวดปรมาณไอนำฝนจงมความสำคญตองานดานอต�

อทกวทยา โดยปกตแลว กรมอตนยมวทยาทำการตรวจวดปรมาณ

ไอนำฝนวนละ 1 ครงดวยเครองวทยหยงอากาศ (Radiosonde)

ซงขอมลไอนำทไดไมเพยงพอกบการตดตามการเปลยนแปลง

สภาพภมอากาศ ปจจบนมการประยกตใชขอมลการรงวดจากจพ

เอสเพอคำนวณหาปรมาณไอนำฝน ซงมขอดกวาหลายประการ

เชน ราคาประหยดกวาเครองวทยหยงอากาศ อกทงยงสามารถ

ตดตามการเปลยนแปลงปรมาณไอนำฝนไดอยางตอเนองตลอด

เวลาและทกสภาพอากาศ (Kingpaiboon and Satomura, 2005)

ทงนเนองจากมการเกบขอมลการเปลยนแปลงของปรมาณไอ

นำฝนอยางตอเนองเปนเวลาหลายปสามารถนำมาพยากรณ

ฝนได ซงฝนเปนพารามเตอรทสำคญในการจดการดาน

การเปลยนแปลงปรมาณไอนำฝนจากขอมลจพเอสPrecipitable Water Vapor Variation Based on GPS Observations

วนเพญ สนประโคน1) สนนทา กงไพบลย2) Mikio Satomura3) สรตน ประมวลศกดกล4)

Wanpen Soonprakhon1) Sununtha Kingpaiboon2) Mikio Satomura3) Surat Pramualsakdikul4)

AbstractThe precipitable water vapor (PWV) in the atmosphere for the tropical region were calculated using the GPS observations.

A GPS site is located on the rooftop of a building inside Khon Kaen university, Thailand. The 5-year-long GPS data have beenprocessed using the GAMIT software and analyzed. Seven nearby permanent GPS stations have been utilized as the referencesites. The objectives of this study are seasonal and diurnal variation of PWVs. The results show that the PWVs vary between 20mm and 60 mm for the dry season. For the wet season, the PWVs vary between 50 mm and 65 mm. In addition, the PWVs increasebefore the start of the wet season. However, the PWVs rapidly decrease at the end of the wet season. For the diurnal variations,the dry season exhibits the trend of the variations similar to that of the wet season. The PWV estimates have the mimima atapproximately 7 a.m. and then increase from the afternoon till midnight.

Keyword: Precipitable Water Vapor, Diurnal Variation, Seasonal Variation, GPS Observations

บทคดยอ

ปรมาณไอนำฝนบรเวณเขตรอนสามารถคำนวณไดดวยขอมลทบนทกดวยชดเครองมอจพเอส ระบบ จพเอสทใชบนทกขอมล

ตงอยบนหลงคาของอาคารภายในมหาวทยาลยขอนแกน ประเทศไทย ปรมาณไอนำฝนไดจากการประมวลผลและวเคราะหขอมล

จพเอสระยะเวลา 5 ป ดวยโปรแกรม GAMIT โดยอางองขอมลจากสถานจพเอสถาวรซงตงอยบรเวณใกลเคยงจำนวน 7 แหง วต

ถประสงคของการศกษาเพอศกษาลกษณะการเปลยนแปลงปรมาณไอนำฝนทไดจากการคำนวณขอมลการรงวดดวยเครองมอจพเอส

ในรอบวนและรอบฤดกาล จากผลการศกษาพบวา ฤดแลง ปรมาณไอนำฝนมคาแปรเปลยนอยระหวาง 20 มลลเมตร ถง 60 มลลเมตร

สวนในฤดฝน ปรมาณไอนำฝนแปรเปลยนอยระหวาง 50 มลลเมตร ถง 65 มลลเมตร ปรมาณไอนำฝนเพมสงขนกอนเขาสฤดฝน

อยางไรกตาม ปรมาณไอนำฝนไดลดลงอยางรวดเรวหลงฤดฝน สำหรบการแปรเปลยนในรอบวน ฤดแลงมแนวโนมการเปลยนแปลง

คลายกบการเปลยนแปลงในฤดฝน ปรมาณไอนำฝนมคาตำสดเมอเวลาประมาณ 7 นาฬกา จากนน ปรมาณไอนำฝนมคาสงขนจาก

บายจนถงเทยงคน

คำสำคญ: ปรมาณไอนำฝน การเปลยนแปลงในรอบวน การเปลยนแปลงในรอบฤดกาล เครองมอจพเอส

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ซกบะ ประเทศญปน สถาน GUAM ทเกาะกวม ประเทศสหรฐ

อเมรกา และสถาน NTUS ทประเทศสงคโปร คา ZHD ถก

ประมาณคาโดยใชขอมลความกดอากาศ และฟงกชนของละตจด

(φ) และความสง (H) ณ จดตดตงจพเอส (สนนทา และคณะ,

2549) การคำนวณคา ZHD ในการศกษานใชขอมลความ

กดอากาศราย 3 ชวโมง ณ สถานตรวจวดอากาศจงหวดขอนแกน

กรมอตนยมวทยา ซงอยหางจากจดตดตงจพเอสประมาณ 5

กโลเมตร คา ZHD สามารถคำนวณได ดงสมการ (Elgered et

al., 1991)

(2.2779 0.0024)( , )

GPSP

ZHDf Hφ

= ± (1)

( , ) (1 0.00266cos 0.00028 )f H Hφ φ= − − (2)

เมอ ZHD (Zenith Hydrostatic Delay) คอ ความลาชาของการ

เดนทางของสญญาณไมโครเวฟทเกดจาก

บรรยากาศสวนแหง

PGPS

คอ ความกดอากาศ ณ จดตดตงจานรบสญญาณ

จพเอส (hPa)

φ คอ ละตจดของจดตดตงจานรบสญญาณจพเอส

H คอ ความสงทรงร (Ellipsoid height) ของจดตดตง

จานรบสญญาณจพเอส (km)

คา ZWD คำนวณไดจากการหกคา ZHD จากคา ZTD ดง

สมการคำนวณหา ZWD (Elgered et al., 1991)

ZWD ZTD ZHD= − (3)

เมอ ZWD (Zenith Wet Delay) คอ ความลาชาทเกดจาก

บรรยากาศสวนเปยกในแนวดง

ZTD (Zenith Tropospheric Delay) คอ ความลาชาทเกด

ขนในบรรยากาศโทรโปสเฟยรในแนวดง

การคำนวณปรมาณไอนำฝนจากขอมลจพเอส สามารถ

คำนวณไดดงสมการ (Askne & Nordius, 1987)

PWV II ZWD= Χ (4)

รปท 1 จานรบสญญาณจพเอสและอปกรณบนทกขอมล

ทรพยากรนำใหมประสทธภาพตอไป

ระบบจพเอสเปนเทคโนโลยการรบรระยะไกลทใชใน

การรงวด การบอกตำแหนงพกดภมศาสตร การทำแผนท รวมทง

การตดตามการเคลอนทของแผนเปลอกโลก (Tsuda et al., 1998)

ความลาชาการเดนทางของสญญาณไมโครเวฟจากดาวเทยมจพ

เอสผานบรรยากาศทำใหการบอกตำแหนงพกดภมศาสตรมความ

คลาดเคลอน แตกลบสงผลดในการตดตามการเปลยนแปลงของ

บรรยากาศ (Jade et al., 2005) ซงความลาชาในบรรยากาศไอโอ

โนสเฟยรขนอยกบความยาวชวงคลนของสญญาณไมโครเวฟ

เมอมขอมลสญญานไมโครเวฟจากสองชวงคลนของดาวเทยม

จพเอสทำใหสามารถทราบและคำนวณความลาชาในบรรยากาศ

ไอโอโนสเฟยรได ซงความยาวชวงคลนของสญญาณ

ไมโครเวฟดงกลาวคอ L1 (1575.42 MHz) และ L2 (1227.6

MHz) ความลาชาในบรรยากาศโทรโปสเฟยร (Zenith Tropo-

spheric Delay : ZTD) เกดจากความลาชาของสญญาณ 2 สาเหต

คอ สวนทเกดจากกาซแหง (Zenith Hydrostatic Delay : ZHD

(dry term)) และสวนทเกดจากไอนำ (Zenith Wet Delay :ZWD

(wet term)) (Emardson and Derks, 2000) ความลาชาทเกดจาก

กาซแหงคำนวณไดจากขอมลความกดอากาศและอณหภม ณ จด

รบสญญาณ ความลาชาของการเดนทางของสญญาณไมโครเวฟ

ทเกดจากไอนำ คำนวณไดจากการหกคาความลาชาของสวนท

เกดจากกาซแหงออกจากความลาชาในบรรยากาศ ซงความลาชา

ทเกดจากสวนของไอนำสามารถนำมาคำนวณปรมาณไอนำฝน

(Precipitable Water Vapor : PWV) ได (Valeo et al., 2005)

การวจยนมวตถประสงคเพอศกษาลกษณะการเปลยน

แปลงปรมาณไอนำฝนในรอบวนและรอบฤดกาล ทไดจากการ

คำนวณขอมลการรงวดดวยเครองมอจพเอส

วธการศกษาจานรบสญญาณดาวเทยมจพเอสชวงคลน L1 และ L2

ถกตดตงบนสามขาบนหลงคาตก ภาควชาวศวกรรมเกษตร

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน เพอรบสญญาณ

และบนทกขอมลจากดาวเทยมจพเอสทก 30 วนาท โดยขอมล

จะถกเกบในฮารดดสก (Hard Disk) ของคอมพวเตอรแบบ

อตโนมตในแตละวน ณ เวลาทถกกำหนดไว (รปท 1)

ในการศกษานไดวเคราะหขอมลการรงวดดวยจพเอส

ตงแตเดอนสงหาคม พ.ศ. 2544 ถงกนยายน พ.ศ.2549 โดยแบง

การศกษาออกเปน 2 ฤดกาล คอ ฤดแลง ตงแตเดอนพฤศจกายน

ถงเมษายน และฤดฝน ตงแตเดอนพฤษภาคมถงตลาคม

การคำนวณหาคา ZTD ของชวงเวลา 1 ชวโมง โดยใช

โปรแกรม GAMIT ตองอางองขอมลจาก 7 สถานหลก ไดแก

สถาน SHAO ทเซยงไฮ และสถาน LHAS ทลาหสา ของ

สาธารณรฐประชาชนจน สถาน YARA ทยารากาด และสถาน

COCO ทเกาะโคโคส ประเทศออสเตรเลย สถาน TSUK ท

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


5

3

2 1

10

( ( ))v

v

d m

IIkM

R k kM T

=

− + (5)

70.2 0.72m s

T T= + (6)

เมอ PWV (Precipitable Water Vapor) คอ ปรมาณไอนำฝน

(มลลเมตร)

II คอ พารามเตอรคณ

Rvคอ คาคงทจำเพาะของกาซของไอนำ (461.518 J/kg.K)

k1

= 77.60 ± 0.08 (K/hPa)

k2

= 71.98 ± 10.82 (K/hPa)

k3

= (3.754 ± 0.036)x105 (k2/hPa)

Mv

คอ นำหนกโมเลกลของไอนำ (18.0152 kg/kmol)

Mdคอ นำหนกโมเลกลของกาซแหง (28.9644 kg/kmol)

Tm

คออณหภมเฉลย (Kelvin)

TSคอ อณหภมพนผว (Kelvin)

ผลและอภปรายผล1. การเปลยนแปลงปรมาณไอนำฝน

การเปลยนแปลงปรมาณไอนำฝนจากขอมลรงวดดวยจพ

เอสตงแตเดอนสงหาคม พ.ศ.2544 ถงกนยายน พ.ศ.2549 ดง

แสดงในรปท 2 ซงแสดงการเปลยนแปลงของปรมาณไอนำ

ฝนจากขอมลจพเอสราย 3 ชวโมง จากกราฟพบวา การเปลยน

แปลงในรอบปมรปแบบการเปลยนแปลงทคลายคลงกนเนองมา

จากอทธพลของฤดกาล ซงในการศกษานแบงเปนฤดแลง

(พฤศจกายนถงเมษายน) และฤดกาลฝน (พฤษภาคมถงเดอน

ตลาคม) ดงจะกลาวรายละเอยดในหวขอตอไป นอกจากนยง

พบวาปรมาณไอนำฝนมแนวโนมเพมขนในแตละป (รปท 2) ทง

นเนองจากการเปลยนแปลงสภาพภมอากาศสงผลใหอณหภม

เฉลยพนผวโลกเพมขน เมออณหภมเพมขนความดนไอของนำ

ในบรรยากาศจะเพมขน กลาวคอ ทอณหภมสงอากาศสามารถ

รบไอนำไดมากกวาทอณหภมตำ ทำใหปรมาณไอนำฝนม

ปรมาณเพมมากขน

2. การเปลยนแปลงปรมาณไอนำฝนในรอบฤดกาล

การเปลยนแปลงในรอบฤดกาลของปรมาณไอนำฝน พบวา

ฤดแลง ปรมาณไอนำฝนมการเปลยนแปลงอยระหวาง 20 - 60

มลลเมตร (รปท 3) ฤดแลงชวงของการเปลยนแปลงปรมาณไอ

นำฝนมคามากถง 40 มลลเมตร เพราะในฤดแลงจะมพายฤดรอน

พดพานำปรมาณไอนำจากมหาสมทรเขามาในพนทวป ทำให

ปรมาณไอนำฝนเพมสงขนในบางชวงเวลา ซงการเพมขนของ

ไอนำในบรรยากาศของชวงฤดแลงอาจมผลดในการเตอนภย

จากพายฤดรอนได นอกจากน ปรมาณไอนำฝนลดลงหลงจาก

เสรจสนฤดฝน (เดอนพฤศจกายน) ซงเปนชวงทเรมเขาสฤด

หนาว ลมมรสมตะวนออกเฉยงเหนอจากประเทศจนพด

พาอากาศแหงเขาสภาคตะวนออกเฉยงเหนอ ทำใหปรมาณไอ

นำฝนลดลงอยางรวดเรว และเมอหมดอทธพลจากลมมรสมดง

กลาวปรมาณไอนำฝนจะคอยๆ เพมขนกอนเขาสฤดฝน

ปรมาณไอนำฝนในชวงฤดฝนมคาคอนขางสงอยในชวง

ระหวาง 50 - 65 มลลเมตร จากรปท 3 พบวาปรมาณไอนำฝนเพม

สงขนกอนเขาสฤดฝน (เดอนพฤษภาคม) โดยมปรมาณไอนำ

มากทสดในเดอนสงหาคม และลดลงกอนสนฤดฝน (ปลายเดอน

ตลาคม) เปนทนาสงเกตวาปรมาณไอนำฝนลดลงในชวงปลาย

เดอนมถนายนถงกลางกรกฎาคม ซงเปนชวงทฝนทงชวงพอด

ในชวงทฝนทงชวงน เนองจากแนวบบโซนรอน (Intertropical

convergence zone, ITCZ) เคลอนทผานประเทศไทยขนไปมาก

ทำใหลมทพดพาไอนำเขาสแนวบบโซนรอน พดพาไอนำไปท

อน

3. การเปลยนแปลงปรมาณไอนำในบรยากาศในรอบวน

การเปลยนแปลงคาเฉลย 5 ป ตงแตเดอนสงหาคม

พ.ศ.2544 ถงกนยายน พ.ศ.2549 ของปรมาณไอนำฝนจากขอมล

จพเอสในรอบวนราย 3 ชวโมง ตามเวลาการเกบขอมลของกรม

รปท 3 การเปลยนแปลงปรมาณไอนำฝนตามฤดกาล (ป 2545-

2549)

รปท 2 การเปลยนแปลงปรมาณไอนำฝนราย 3 ชวโมง ตงแต

เดอนสงหาคม พ.ศ.2544 ถงเดอนกนยายน พ.ศ.2549Thai S

ociety

of Agric

ultural E

ngineering”


อตนยมวทยา ดงแสดงในรปท 4 จากการศกษาพบวา การเปลยน

แปลงปรมาณไอนำฝนในรอบวนไมแตกตางมากนก โดยในฤด

ฝนมความแตกตางระหวางคาคาเฉลยสงสดและตำสดของวน 1.8

มลลเมตร และฤดแลงแตกตาง 0.8 มลลเมตร และมลกษณะการ

เปลยนแปลงทคลายคลงกนทงในฤดแลงและฤดฝน ไดแก

ปรมาณไอนำฝนมคาตำสดเวลา 7 นาฬกา และมปรมาณเพมขน

ในชวงบาย ณ เวลา13 นาฬกาจากนนคาคอนขางจะคงทจนถง

เทยงคน ทงนปรมาณไอนำทเรมเพมขนตงแต 13 นาฬกา เนอง

จากชวงเวลาดงกลาวอณหภมจะสงสดในรอบวนทำใหมวล

อากาศเคลอนทขนสบรรยากาศเบองบนโดยนำไอนำขนไปดวย

และพบวาความตางของคาเฉลยปรมาณไอนำฝนระหวางฤดแลง

และฤดฝนหางกนถง 20 มลลเมตร ทงนจะพบวาโดยปกตแลว

ปรมาณไอนำฝนจากขอมลจพเอสในฤดฝนสงกวาฤดแลง

สรป การศกษานเปนการประยกตใชขอมลการรงวดจากจพเอส

เพอประมาณปรมาณไอนำฝน โดยทำการตดตงระบบจพเอสเพอ

บนทกขอมล ณ ภาควชาวศวกรรมเกษตร คณะวศวกรรมศาสตร

มหาวทยาลยขอนแกน ตงแตเดอนสงหาคม พ.ศ.2544 ถง

กนยายน พ.ศ.2549 จากการศกษาพบวา การเปลยนแปลงปรมาณ

ไอนำฝนในรอบฤดกาลมความแตกตางกนอยางชดเจน ชวงฤด

แลง (เดอนพฤศจกายนถงเมษายน) มการเปลยนแปลงอย

ระหวาง 20 - 60 มลลเมตร (แตกตางถง 40 มลลเมตร) ปรมาณไอ

นำฝนชวงฤดฝน (พฤษภาคมถงตลาคม) มปรมาณคอนขางสง

และมการเปลยนแปลงคอนขางคงท อยในชวงระหวาง 50 - 65

มลลเมตร และปรมาณไอนำฝนเพมสงขนกอนเขาสฤดฝน

(เดอนพฤษภาคม) และลดลงอยางรวดเรวหลงเสรจสนฤดฝน

(ปลายเดอนตลาคม) ชวงปลายเดอนมถนายนถงกลางกรกฎาคม

พบวาปรมาณไอนำฝนลดลงซงตรงกบชวงทฝนทงชวงพอด การ

เปลยนแปลงในรอบวนมลกษณะการเปลยนแปลงทคลาย

คลงกนทงในฤดแลงและฤดฝน คอ มคาตำสดเวลาประมาณ 7

นาฬกา และมปรมาณเพมขนในชวงบาย เวลาประมาณ 13

นาฬกา จากนนคาคอนขางคงทจนถงเทยงคน ความแตกตางของ

คาเฉลยปรมาณไอนำฝนระหวางฤดแลงและฤดฝน 20 มลลเมตร

กตตกรรมประกาศ คณะวจยขอขอบคณกรมอตนยมวทยาทไดอนเคราะห

ขอมลเพอใชในการคำนวณและประมาณคาปรมาณไอนำฝน

ขอขอบคณคณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน ทได

อนญาตใหตดตงระบบจพเอสเพอทำการศกษาทดลอง ขอขอบ

คณ Institute of Geosciences, Faculty of Science, University of

Shizuoka ทไดอนเคราะหชดเครองมอจพเอสในการบนทก

ขอมล และขอขอบคณมหาวทยาลยขอนแกนทไดสนบสนนทน

วจยทใชในการศกษาครงน

เอกสารอางองเฉลมชนม สถระพจน และ นธวฒน ชสกล, 2549. การประยกตใช

จพเอสในการประมาณคาปรมาณไอนำในชนบรรยากาศรวมในประเทศไทย. วารสารสมาคมสำรวจขอมลระยะไกลและสารสนเทศภมศาสตร, ปท 7 ฉบบท 2, 30-35.

สนนทา กงไพบลย, Satomura, M., และ วนเพญ สนประโคน, 2549.การประยกตใช GPS เพอประมาณคาไอนำในอากาศ.TISD2006 Technology and Innovation for SustainableDevelopment Conference, ขอนแกน.

Askene, J., and Nordius, H. (1987). Estimation of troposphericdelay for microwaves from surface weather data. RadioScience 22, 379-386.

Elgered, G., Davis, J. L., Herring, T. A., and Shapiro, I. I. (1991).Geodesy by radio interferometry: water vapor radiometryfor estimation of wet delay. Journal of Geophysical Research,96, 6451-6555.

Emardson, T.R. and Derks, H.J.P., 2000. On the relation betweenthe wet delay and the integratedprecipitable water vapourin the European atmosphere. Journal of MeteorologicalApplication 7, 61-68.

Jade, S., Vijayan, M.S.M., Gaur, V.K., Prabhu, T.P., and Sabu,S.C., 2005. Estimates of precipitable water vapour fromGPS data over the Indian subcontinent. Journal ofAtmospheric and Solar-Terrestrial Physics 67, 623-635.

Kingpaiboon, S. and Satomura, M., 2005. Diurnal Variation ofPrecipitable Water Vapor Based on GPS Observations.ACRS2005 the 26th Asian Conference on Remote Sensing,Vietnam.

Tsuda, T., Heki, K., Miyaaki, S., Aonahi, K., Hirahara, K.,Nakamura, H., Tobita, M., Kimata, F., Tabei, T.,Matsushima, T., Kimura, F., Kato, T., and Naito, I., 1998.GPS meteorological project of Japan-Exploring frontiers ofgeodesy. Earth Planets Space 50, i-iv.

Valeo, C., Skone, S.H., Ho, C.L.I., Poon, S.K.M., and Shrestha,S.M., 2005. Estimating snow evaporation with GPS derivedprecipitable water vapour. Journal of Hydrology 307, 196-

203.

รปท 4 การเปลยนแปลงปรมาณไอนำฝนในรอบวน

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


1) สาขาวชาอตสาหกรรมเกษตร คณะเกษตรศาสตร มหาวทยาลยอบลราชธาน

คำนำปจจบนแนวโนมผบรโภคใหความสนใจในเรองสขภาพ

มากขนจงเนนการบรโภคอาหารทมประโยชนตอรางกาย ซง

ผลตภณฑอาหารทผบรโภคใหความสนใจมากคอผกผลไม เนอง

จากผกผลไมมองคประกอบและสารอาหารทเปนประโยชนตอ

รางกาย เชน วตามนซ คลอโรฟลล แคโรทนอยด ฟลาวานอยด

การทำแหงผกผลไมดวยการใชอณหภมแบบหลายขนDrying Vegetable and Fruit by Multi-stage Drying Temperature

วรยา พรมกอง1)

Wiriya Phomkong1)

AbstractOne-stage drying temperature is normally used for dehydration process. However, a low quality of food product is

observed in terms of physical property and active compounds or phytochemical constituents in particular of using high drying

temperature. Moreover, more energy consumption is required to maintain such high drying air temperature during drying period.

Therefore, using multi-stage drying temperature is considered to be an alternative method for drying process in particular of

applying high temperature at the first stage of drying period followed by a lower temperature at following stage. In addition, multi-

stage drying temperature for fruit and vegetable product do not require a tempering period as grain drying due to fruit and vegetable

contain a thinner skin or shell. Thus, drying rate of fruit and vegetable using multi-stage temperature was not difference compared

to one-stage drying at high temperature as a result energy consumption can be decreased. Moreover, quality of fruit and vegetable

was increased in terms of physical property comparing with one-stage drying temperature. Chilli, banana, longan and ginseng root

were selected for case study. However, active compounds or phytochemical constituents of fruit and vegetable using multi-stage

drying temperature could not be maintained as well as one-stage drying temperature.

Keywords: fruit and vegetable, multi-stage drying temperature, drying rate, physical property, active compounds

บทคดยอการทำแหงโดยทวไปนยมใชลมรอนทอณหภมระดบเดยว ซงอาจสงผลตอลกษณะทางกายภาพของผลตภณฑผกผลไม และ

สงผลตอปรมาณสารสำคญทมผกผลไมซงถอวาเปนแหลงทมสารสำคญทเปนประโยชนตอรางกาย ถาใชทอณหภมสงเกนไป อกทง

ยงเปนการสนเปลองพลงงาน ดงนนการใชอณหภมในการทำแหงแบบหลายขนในการทำแหงผกผลไม โดยหลกการการทำแหงแบบ

อณหภมหลายขนเนนการทำแหงทอณหภมสงในชวงแรกและลดอณหภมลงในขนทสอง ซงจะแตกตางจากการทำแหงผลตภณฑ

ในกลมธญพช นนคอไมมกระบวนการ tempering เนองจากผกผลไมมเปลอกบางกวากลมเมลดธญพช โดยพบวาการทำแหงของ

ผกไมทผานการทำแหงแบบอณหภมหลายขนมอตราการทำแหงไมแตกตางจากการทำแหงทอณหภมขนเดยวทระดบอณหภมสง ซง

สงผลดคอสามารถประหยดพลงงานในการทำแหงได อกทงพบวาผลตภณฑผกผลไมทผานการทำแหงแบบอณหภมหลายขนม

ลกษณะทางกายภาพทดกวาการทำแหงแบบอณหภมขนเดยว ในกรณศกษาการทำแหงพรก กลวย ลำไย และโสม แตอยางไรกตาม

การใชอณหภมในการทำแหงแบบหลายขนยงพบวาปรมาณสารสำคญทมในผกผลไมมการสญเสยในปรมาณทไมแตกตางจากการ

ทำแหงแบบอณหภมขนเดยว

คำสำคญ: ผกผลไม, การทำแหงแบบอณหภมหลายขน, อตราการทำแหง, คณภาพทางกายภาพ, สารสำคญ

สารประกอบฟโนลก เปนตน โดยมงานวจยจำนวนมากทพบวา

สารประกอบเหลานมฤทธเปนสารตานอนมลอสระ (Vega-

Gálvez et al., 2009, Kuljarachanan et al., 2009, Deepa et al.,

2007, Zainol et al., 2003, Giovaneelli, et al., 2002) จงทำใหผก

ผลไมไดรบความนยมมากขน ผกผลไมในรปผลสดมอายการ

เกบรกษาสนและเนาเสยไดงาย เนองจากมนำเปนสวน

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ประกอบในปรมาณทสง อกทงผกผลไมสวนใหญเปนผลตผล

ทางการเกษตรตามฤดกาล ทำใหผลตผลไมเพยงพอตอความตอง

การของผบรโภคตลอดทงป ดงนน จงมการนำผลผลตสดเหลา

นมาแปรรปเพอตอบสนองตามความตองการของผบรโภคได

ตลอดทงป หนงในวธการแปรรปผกผลไม คอ การทำแหง ซงม

วตถประสงคเพอยดอายการเกบรกษาใหนานทสด หลกการทว

ไปในการทำแหง คอ การระเหยนำออกจากผลตภณฑอาหารเพอ

ทำใหปรมาณความชนหรอนำในอาหารลดลงจนถงระดบท

เหมาะสมททำใหจลนทรยหรอเอนไซมไมสามารถเจรญเตบโต

หรอมกจกรรมตางๆได

วธการทำแหงวธการทำแหงผกผลไมมหลายวธขนอยกบตนทนการผลต

วธทงายและประหยดทสด คอ การตากแดด อยางไรกตามวธการ

ทำแหงโดยการตากแดด พบวาผลตภณฑทไดมคณภาพไม

สมำเสมอ มการปนเปอนของเชอจลนทรย แมลง ฝน และสง

แปลกปลอมตางๆ นอกจากน การตากแดดใชเวลาในการทำแหง

นาน ทำใหเกดการสญเสยสารสำคญหรอสารประกอบทเปน

ประโยชนทมในผกผลไม (Onsunde and Musa Makama, 2007)

ดงนน จงไดมนกวจยจำนวนมากเสนอวธการทำแหงเพอ

ลดเวลาในการทำแหงโดยการใชตอบแหงทใชแหลงใหความ

รอนทแตกตางกนไป ไดแก การใชขดลวดไฟฟา พลงงานแสง

อาทตย แกสธรรมชาต หรอแกสชวมวล การใชไอนำรอนยงยวด

การใชรงสอนฟาเรด การใชสภาวะสญญากาศ การใชคลน

ไมโครเวฟ เปนตน (มะลและคณะ, 2551, Dev et al., 2008,

Contreras et al., 2005) ซงในวธการทำแหงเหลานพบวา

ประสทธภาพการทำแหงดขน โดยระยะเวลาในการทำแหงนอย

กวาเมอเทยบกบวธการตากแดด แตวธการทำแหงบางวธใช

อณหภมสงซงสงผลตอคณภาพของผลตภณฑผกผลไมหลงการ

ทำแหง เชน การเกดสนำตาลคลำ การหดตวหรอยบตวของผลต

ภณฑ เนอสมผสแขง การคนตวตำ การสญเสยสารสำคญและ

กลน เปนตน (Di Scala et al., 2008, Vega-Gálvez et al., 2008)

ทางเลอกหนงสำหรบการปรบปรงคณภาพของผลตภณฑ

ผกผลไมทนยม คอ การแชอมในสารละลายทมความเขมขนสง

(Osmotic dehydration) หรอการแชในสารเคมตางๆเพอลดการ

เกดปฏกรยาสนำตาลชนดไมใชเอนไซม (Nonenzymatic brown-

ing reaction) เชน สารละลายทมองคประกอบของซลเฟอร

(Doymaz, 2004) สาระลายกรดแอสคอรบก (Son et al., 2001)

เปนตน แตการเตรยมตวอยางกอนการทำแหง ไมวาจะเปนการ

แชในสารละลายนำตาลหรอการแชในสารเคมนน ทำใหเกด

ปญหากบผบรโภคทไมยอมรบผลตภณฑอาหารแหงทมการใช

สารเคมหรอนำตาลทใหพลงงานสงได นอกจากนในบาง

ประเทศยงมปญหาการกดกนสนคาทำใหไมสามารถสงสนคา

ไปขายยงประเทศนนๆได (Pott et al., 2005)

การทำแหงแบบอณหภมหลายขนวธการทำแหงอกวธหนงทนาสนใจ เปนวธการทไม

จำเปนตองใชเครองมอหรอเครองจกรทมราคาแพงหรอ

เทคโนโลยทนสมยมากนก คอ การทำแหงแบบอณหภมหลาย

ขน วธการนสามารถใชไดกบเครองอบแหงทมอยแลวโดยไม

จำเปนตองเพมเงนลงทนใดๆ

การทำแหงแบบอณหภมหลายขนเปนการใชอากาศรอนท

อณหภมในระดบแตกตางกน ชวงแรกเปนการทำแหงทอณหภม

สงตอดวยการทำแหงทอณหภมตำในขนทสอง (มะลและคณะ

2551, Somjai et al., 2009, Phomkong et al., 2009, Namsanguan

et al., 2004) หรอเปนการทำแหงทอณหภมตำในขนแรกกอน

แลวคอยเพมอณหภมในการทำแหงขนในขนทสอง

กลไกการทำแหงโดยทวไปเกดจากการทนำถกระเหยออก

จากอาหารโดยนำในอาหารไดรบความรอน ทำใหนำและหรอ

ไอนำในอาหารเคลอนทมาทผวหนาอาหารและระเหยไปกบ

กระแสอากาศรอน อกกลไกหนง คอ เกดความแตกตางของความ

ดนไอของนำในอาหารกบบรเวณผวหนาอาหารจงทำใหไอนำท

อยในอาหารเคลอนทมาสผวหนาได ซงสภาวะนถาอตราการ

เคลอนทของนำในอาหารมาทผวหนาอาหารเทากบอตราการ

ระเหยของนำทผวหนาอาหาร เรยกสภาวะนวา ชวงของอตรา

การทำแหงคงท (Constant drying rate period) โดยปจจยทควบ

คมการดงนำออกจากอาหาร คอ อณหภม ปรมาณความชน และ

ความเรวของอากาศทใชในการทำแหง เปนตน

เมอทำแหงตอไปจนกระทงถงความชนในระดบหนง

อตราการเคลอนทของนำภายในอาหารทแพรมาทผวหนาชากวา

อตราการระเหยของนำทผวหนาอาหาร ทำใหอตราการทำแหง

ลดลง ซงเรยกชวงนวา ชวงของอตราการทำแหงลดลง (Falling

drying rate period) ซงปจจยทควบคมอตราการทำแหงในชวงน

คอ การแพรของนำภายในอาหาร

ดงนน จากหลกการของการทำแหงนสามารถนำมาอธบาย

การทำแหงแบบอณหภมหลายขนไดโดยเฉพาะในกรณทใช

อณหภมสงในขนตอนแรกและตามดวยการใชอณหภมตำใน

ขนสดทาย กลาวคอ การอบแหงทอณหภมสงในขนแรกเปนการ

เพมอณหภมของนำในอาหารใหสงขน ทำใหนำเปลยนสถานะ

กลายเปนไอ และระเหยออกจากอาหารไดอยางรวดเรว

จนกระทงถงความชนของอาหารลดลงจนถงจดวกฤต อตราการ

ระเหยนำออกจากอาหารจะถกควบคมโดยการแพรของนำภาย

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ในอาหาร นอกจากนการทอาหารไดสมผสกบอณหภมสงในขน

แรกยงทำใหอาหารนนมการสะสมของความรอนภายในอาหาร

ซงเพยงพอทจะทำใหนำภายในอาหารเกดการแพรออกมาดาน

นอกอาหารไดมากกวากรณทใชอณหภมตำเพยงขนเดยว

รปท 1 แสดงอตราการทำแหงพรกพนธเรอยนโดยการใช

อณหภมในการทำแหงทแตกตางกน จะเหนวากรณทใชอณหภม

หลายขน (70oC ตามดวย 50oC) พบวาในชวงแรกอตราการ

ทำแหงจะสงมาก ซงเหมอนกบการทำแหงทอณหภมสงแบบขน

เดยว (70oC) และเมอเวลาผานไป อตราการทำแหงจะเรมลดลง

เหมอนกบอตราการทำแหงทอณหภม 50oC แบบขนเดยว โดย

จะเหนวาการใชอณหภมสงแบบขนเดยว (70oC) การใชอณหภม

ตำแบบขนเดยว (50oC) หรอการใชอณหภมหลายขนนน อตรา

การทำแหงแตกตางกนไมมากนก ณ ระดบปรมาณความชนตำกวา

2.5 กโลกรมนำตอกโลกรมอาหารแหง

นอกจากน Chua et al. (2001) ศกษาการทำแหงกลวยโดย

เปรยบเทยบการทำแหงแบบอณหภมหลายขนทงแบบอณหภม

ลดลง (Step-down temperature) และแบบอณหภมเพมขน (step-

up temperature) พบวาการทำแหงแบบอณหภมลดลงมอตราการ

ทำแหงทสงกวาการทำแหงแบบอณหภมเพมขนและอณหภม

ขนเดยวในชวงเวลาในชวงแรกจนถง 60 นาท และเมอเวลาใน

การทำแหงผานไปอตราการทำแหงไมแตกตางกน (รปท 2) นอก

จากนยงพบวาการใชอณหภมในการทำแหงแบบลดลงใชเวลา

ในการทำแหงนอยกวา เมอเปรยบเทยบกบการทำแหงแบบอณห

ภมขนเดยว และการทดลองการทำแหงพรกและกลวยทกลาวมา

ขางตนพบวาสอดคลองกบผลการทดลองของ Devahastin and

Mujumdar (1999) โดยใชแบบจำลองทางคณตศาสตรทำนาย

อตราการทำแหงผลตภณฑกลมเมลดพนธ (grain drying) แบบ

อณหภมหลายขนพบวามอตราการทำแหงสงกวาการทำแหง

แบบอณหภมขนเดยว ซงโดยทวไปในการทำแหงกลมเมลด

พนธนมขนตอน tempering เปนผลใหนำทอยภายในเมลดพนธ

เกดการเคลอนทมาทผวหนาของเมลดพนธมากขน และเมอ

นำเมลดพนธมาทำแหงอกครงจะทำใหนำทบรเวณผวหนาเมลด

พนธเกดการระเหยได ซงสงผลทำใหมอตราการทำแหงทสง แต

สำหรบในการทำแหงผลตภณฑผกผลไมทกลาวมาขางตนนน

ไมมกระบวนการ tempering แตกยงพบวาอตราการทำแหงไม

แตกตางจากการใชอณหภมขนเดยวทระดบสง อาจเปนเพราะ

ผลตภณฑผกผลไมไมมเปลอกแขงเหมอนกลมเมลดพนธ จงไม

มสงกดขวางการเคลอนทของนำมาทผวหนาอาหารเพอ

ระเหยกลายไปไอสอากาศทำแหงภายนอก ดงนนอตราการการ

ดงนำออกจากผกผลไมทไมมการ tempering จงนาจะเกดขนได

ดกวาผลตภณฑกลมเมลดพนธ

การทำแหงแบบอณหภมหลายขนนนนอกจากเปนวธการ

ทประหยดพลงงานแลว ยงพบวาอาหารทผานการทำแหงนนม

คณภาพทดกวาการทำแหงแบบอนๆ โดยการทำแหงทอณหภม

สงตลอดทงชวงการทำแหง มกพบวาอาหารเกดสคลำขนทผว

หนาอาหาร (Osunde and Musa, 2007, ErgÜnes and Tarhan,

2006) และกรณทอาหารทมองคประกอบหรอสารสำคญทไวตอ

อณหภมสงเกดการสญเสยไป (Vega-Gálvez et al., 2009, Di

Scala and Crapste, 2008, Kaleeemullah and Kailappan, 2006)

หรอในบางกรณทใชอณหภมสงกวา 70oC จะพบวาอาหารม

ลกษณะเปนเปลอกแขงเกดขนทผวหนา (วไล, 2546) ซงสง

ผลใหไปขดขวางการเคลอนทของนำออกจากอาหาร โดยทวไป

การทำแหงผลตภณฑอาหารสวนมากจะเปนการทำแหงในชวง

ของอตราการทำแหงลดลง ดงนน การใชอณหภมสงในชวงแรก

และลดอณหภมลงในชวงสดทาย จงถอวาเพยงพอตอการแพร

ของนำในอาหารได ทำใหเปนผลดตออาหารโดยยงคงคณภาพ

รปท 1 อตราการทำแหงพรกพนธหวเรอยนทใชอณหภมแบบ

ขนเดยวและหลายขน

รปท 2 อตราการทำแหงกลวยทใชอณหภมในการทำแหงแบบ

ตางๆ (Chua et al., 2001)

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ดทงทางดานเคมและกายภาพ เมอเปรยบเทยบกบการใช

อณหภมสงหรอการใชอณหภมตำตลอดชวงการทำแหง ดง

ตวอยางในการทำแหงพรกพนธหวเรอยน (Wiriya et al., 2009)

ทพบวาพรกมสคลำนอยกวาการทำแหงแบบอณหภมขนเดยว

(รปท 3) ซงการทดลองนสอดคลองกบการทดลองของ Chua et

al. (2001) ทพบวาอตราการเปลยนแปลงสของกลวยหลงการ

ทำแหงแบบอณหภมหลายขนมคานอยกวาการทำแหงแบบ

อณหภมขนเดยว (รปท 4)

นอกจากนยงมการนำวธการทำแหงอณหภมหลายขน

แบบอณหภมลดลงไปใชในการทำแหงลำไย พบวา ลำไยทผาน

การทำแหงดวยวธนมสเหลองทองทดกวาการทำแหงแบบ

อณหภมขนเดยว โดยดจากคาความสวาง (L) และคา Hue angle

(สนรตน, 2544, รตนา, 2543 และ ชชาต และพสฐ, 2540)

นนเปนเพราะวาการทำแหงทอณหภมตำจะสามารถลดการ

เกดปฏกรยาสนำตาลแบบไมใชเอนไซม (non-enzymatic

browning) นอกจากน Davison, Li and Brown (2004) ได

นำเทคนคการทำแหงแบบนไปใชกบการทำแหงโสม พบวา ส

ของโสมทผานการทำแหงแบบอณหภมหลายขนมคาความสวาง

ทไมแตกตางจากใชอณหภมขนเดยว แตพบวาเวลาในการ

ทำแหงลดลง 40% เมอเทยบกบการทำแหงอณหภมตำแบบขน

เดยว

ขอดอกอยางหนงของการทำแหงแบบอณหภมหลายขน

คอ ยงคงปรมาณสารสำคญหรอองคประกอบทางเคมทสำคญไม

แตกตางจากการใชอณหภมในการทำแหงแบบขนเดยวทระดบ

อณหภมตำได การศกษาของ Wiriya et al. (2009) พบวาปรมาณ

กรดแอสคอรบก (ascorbic acid) และปรมาณฟโนลกทงหมด

(Total phenolic compound) ไมแตกตางกบการทำแหงแบบ

อณหภมขนเดยว เชนเดยวกบปรมาณจนซโนไซดทงหมดใน

โสม (total ginsenoside) ทมปรมาณทไมแตกตางจากการใช

อณหภมตำในการทำแหงโสม (Davison et al., 2004) ซงอาจ

เปนเพราะการใชอณหภมในการทำแหงแบบหลายขนใชเวลา

ในการทำแหงนานกวาการทำแหงแบบอณหภมสงขนเดยว

ทำใหสารสำคญโดยเฉพาะกรดแอสคอรบกซงไวตอการเปลยน

แปลงเนองจากอณหภมและแสงกระตนใหกรดแอสคอรบกเกด

ปฏกรยาออกซเดชน (Gregory, 1996) และมปรมาณลดลง ถงแม

วาจะมการใชอณหภมทตำลงแลวกตาม แตผลการทดลองนไม

ตรงกบ Chua et al. (2000) ทศกษาการเปลยนแปลงปรมาณ

วตามนซในฝรงโดยใชเครองอบแหงแบบปมความรอนอณหภม

แบบหลายขน พบวา สามารถลดการสญเสยวตามนซไดมากกวา

20% เปนไปไดวาวธการทำแหงของ Chua et al. (2000) ซงเปน

การใชอณหภมตำ (25-35oC) โดยใชปมความรอน ซงแตกตางจาก

Wiriya et al. (2009) และ Chua et al. (2000) ทใชเครองอบแหง

แบบลมรอนและอณหภมในการทำแหง 50-70oC และ 38-50oC

ตามลำดบ

อยางไรกตาม Pan et al. (1999) พบวาการใชอณหภมใน

การทำแหงแบบหลายขน ทำใหปรมาณเบตาแคโรทนใน

แครอทมปรมาณสงกวาการทำแหงแบบอณหภมขนเดยว

เนองจากเบตาแคโรทนเปนสารใหสในกลมแคโรทนอยดท

คอนขางคงตวทอณหภมสงและสารกลมนอยในเซลลเนอเยอ

ทำให เซลล เนอเยอหอหมและปองกนสารเมดส เหลาน

(compartmentalized) ไมใหสมผสกบลมรอนไดโดยตรง (von

Elbe and Schwartz, 1996) และอกทงสารกลมแคโรทนอยดเปน

สารทไมละลายในนำ ซงการทำแหงเปนการระเหยนำออกจาก

อาหาร ดงนน สารกลมนจงไมสญเสยไปพรอมกบนำท

ระเหยออกไป แตอยางไรกตาม การทำแหงเปนเวลานานมาก

เกนไปกอาจทำใหสารกลมแครทนอยดเกดปฏกรยาออกซเดชน

รปท 3 คาสของพรกพนธหวเรอยนทผานการทำแหงแบบ

อณหภมตางๆ (Wiriya et al., 2009)รปท 4 คาการเปลยนแปลงส (∆E∗) ของกลวยทผานการทำแหง

ทอณหภมตางๆ (Chua et al., 2001)

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ไดเนองจากออกซเจน แสง เอนไซม และจากการฉกขาดของ

เซลล (von Elbe and Schwartz, 1996)

สรปการทำแหงแบบอณหภมหลายขนจงนาจะเปนทางเลอก

หนงในการทำแหงผลตภณฑผกผลไมได ซงจะไดผลตภณฑท

มสทดกวาและประหยดพลงงานไดมากกวา แตอยางไรกตาม

การคงไวซงสารสำคญตางๆในผกผลไมยงจะตองมการศกษา

เพอหาสภาวะทเหมาะสมเฉพาะในแตละผลตภณฑและในแต

ละเครองอบแหงทเลอกใช และทงนกตองยงขนกบประเภทของ

สารสำคญทตองการศกษาอกดวย

เอกสารอางองชชาต สวฒ และ พสฐ มงคลแสงสรย. 2540. การศกษาคณลกษณะ

ของการอบแหงลำไย. ภาควชาวศวกรรมเครองกล

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเชยงใหม

มะล นาชยสนธ, สมชาต โสภณรณฤทธ และจนดาพร

จำรสเลศลกษณ. 2551. อทธพลของตวแปรตางๆทมตอ

จลนพลศาสตรการอบแหงและคณสมบตของเผอกแผนท

ผานการอบแหงแบบสองขนตอน. การประชมวชาการ

ทางวศวกรรมศาสตรมหาวทยาลยสงขลานครนทร ครงท

6. 8-9 พฤษภาคม 2551, 425-431.

รตนา อตตปญโญ. 2543. วธการยดอายการเกบรกษาลำไยสด

และการแปรรปในเชงพานชย. ภาควชาวทยาศาสตร

และเทคโนโลยการอาหาร คณะอตสาหกรรมเกษตร

มหาวทยาลยเชยงใหม

วไล รงสาดทอง. 2547. เทคโนโลยการแปรรปอาหาร. พมพ

ครงท 4. บรษท เทกซ แอนด เจอรนล พบลเคชน จำกด,

กรงเทพมหานคร

สนยรตน ตยดา. 2544. การอบแหงลำไยแบบแกะเปลอก

ดวยเครองอบแหงแบบสลบทศทางลม. วทยานพนธ

วทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวทยาการหลงการ

เกบเกยว, มหาวทยาลยเชยงใหม.

Chua, K.J., Chou, S.K. and Ho, J.C., Mujumdar, A.S. and

Hawlader, M.N.A. 2000. Cyclic air temperature drying

of guava pieces: Effects on moisture and ascorbic acid

contents. Trans IChemE, 78 (C), 72-78.

Chua, K.J., Mujumdar, A.S., Hawlader, M.N.A., Chou, S.K.

and Ho, J.C. 2001. Convective drying of agricultural

products. Effect of continuous and stepwise change in

drying air temperature. Drying Technology, 19(8), 1949-

1960.

Contreras, C., Martín, M.E., Martínez-Navarrete, N. and Chiralt,

A. 2005. Effect of vacuum impregnation and microwave

application on structure changes which occurred during

air-drying of apple. LWT- Food Science and

Technology, 38, 471-477.

Deepa, N., Kaur, C., George, B., Singh, B. and Kapoor, H.C.

2007. Antioxidant constituents in some sweet pepper

(Capsicum annuum L.) genotypes during maturity. LWT

- Food Science and Technology, 4( 1), 121-129.

Dev, S.R.S., Padmini, T., Adedeji, A., Gariepy, Y. and

Raghavan, G.S.V. 2008. A comparative study on the

effect of chemical, microwave, and pulse electric

pretreatments on convective drying and quality of raisins.

Drying Technology, 26, 1238-1243.

Devahastin, S. and Mujumdar, A.S. 1999. Batch drying of grains

in a well-mixed dryer-effect of continuous and stepwise

change in drying air temperature. Transactions of the

ASAE, 42, 421-425.

Davidson, V.J., Li, X. and Brown, R.B. 2004. Forced-air drying

of ginseng roots: 2. Control strategy for three-stage drying

process. Journal of Food Engineering, 63, 369-373.

Di Scala, K. and Crapiste, G. 2008. Drying kinetics and quality

changes during drying of red pepper. LWT-Food

Science and Technology, 41(5), 789-795.

Doymaz, Í. 2004. Effect of Pre-treatments using Potassium

Metabisulphide and Alkaline Ethyl Oleate on the Drying

Kinetics of Apricots. Biosystems Engineering, 89(3),

281-287.

ErgÜnes, G. & Tarhan, S. 2006. Color Retention of red peppers

by chemical pretreatments during greenhouse and open

sun drying. Journal of Food Engineering. 76: 446-452.

Giovanelli, G., Zanoni, B., Lavelli, V. and Nani, R. 2002. Water

sorption, drying, and antioxidant properties of dried

tomato products. Journal of Food Engineering. 52, 135-

141.

Gregory III, J.R. 1996.Vitamins. In Fennema, O.R (Ed.), Food

Chemistry. 3rd ed., pp.531. New York: Marcel Dekker,

Inc.

Kaleemullah, S. and Kailappan, R. 2006. Modelling of thin-

layer drying kinetics of red chillies. Journal of Food

Engineering, 76: 531-537.

,

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


Kuljarachanan, T., Devahastin, S. and Chiewchan, N. Evolution

of antioxidant compounds in lime residues during drying.

Food Chemistry 2009, 113(4), 944-949.

Osunde, Z.D. and Musa Makama, A.L. 2007. Assessment of

changes in nutritional values of locally sun-dried

vegetables. AU.J.T. 10(4): 248-253.

Namsaguan, Y., Tia, W., Devahastin, S. and Soponronnarit, S.

2004. Drying kinetics and quality of shrimp undergoing

different two-stage drying processes. Drying

Technology. 22(4), 759-778.

Pan, Y.K., Zhao, L.J. and Hu, W.B. 1999. The effect of

tempering-intermittent drying on quality and energy of

plant material. Drying Technology-An International

Journal, 17(9), 1795-1812.

Pott, I., Neidhart, S., M?hlbauer, W. and Carle. R. 2005. Quality

improvement of non-sulphited mango slices by drying at

high temperatures. Innovative Food Science &

Emerging Technologies, 6 (4), 412-419.

Somjai, T., Achariyaviriya, S., Achariyaviriya, A. and

Namsanguan, K. 2009. Strategy for longan drying in

two-stage superheated steam and hot air. Journal of Food

Engineering, 95 (2), 313-321.

Son, S.M., Moon, K.D. and Lee, C.Y. 2001. Inhibitory effects

of various antibrowning agents on apple slices. Food

Chemistry, 73, 23-30.

Vega-Gálvez, A., Di Scala, K., Rodríguez, K., Lemus-

Mondaca, R., Miranda, M., López, J. And Perez-Won,

M. 2009. Effect of air-drying temperature on physico-

chemical properties, amtioxidany capacity, colour and

total phenolic content of red pepper (Capsicum annuum,

L. var. Hungarian). Food Chemistry. 117(4), 647-653.

Vega-Gálvez, A., Lemus-Mondaca, R., Bilbao-Sáinz, C., Fito,

P. and Andr?s, A. 2008. Effect of air drying temperature

on the quality of rehydrated dried red bell pepper (var.

Lamuyo). Journal of Food Engineering, 85, 42-50.

von Elbe, J.H. and Schwartz, S.J. 1996. Colorants. In Fennema,

O.R (Ed.), Food Chemistry. 3rd ed., pp.680-681. New

York: Marcel Dekker, Inc.

Wiriya, P., Somchart, S., Paiboon, T. 2009. Effect of drying air

temperature and chemical pretreatments on quality of

dried chilli. International Food Research Journal. 16,

441-454.

Zainol, M.K., Abd-Hamid, A., Yusof, S., Muse, R. 2003.

Antioxidative activity and total phenolic compounds of

leaf, root and petiole of four accessions of Centella

asiatica (L.) Food Chemistry, 81(4), 575-581.

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


1) คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยมหาสารคาม ต.ขามเรยง อ.กนทรวชย จ.มAหาสารคาม 44150

Faculty of Engineering, Mahasarakham University, Khamriang, Kantarawichai, Maha Sarakham 44150

บทนำไบโอดเซล คอ นำมนเชอเพลงทไดจากแหลงพลงงาน

หมนเวยนทสามารถใชทดแทนนำมนดเซลซงเปนเชอเพลง

ฟอสซลได ในระยะเรมแรกไดมการนำนำมนพชมาใชแทน

นำมนดเซลโดยการนำไปใชกบเครองยนตดเซลโดยตรง แต

เนองจากนำมนพชมความหนดสงประกอบกบมความสามารถ

ในการระเหยไดนอย ทำใหไมเหมาะกบการนำมาใชกบ

เครองยนตโดยตรง ดงนนจงเรมมการนำกระบวนการตางๆ เขา

มาปรบปรงคณสมบตของนำมนพช ซงกระบวนการเหลานน

ไดแก กระบวนการไพโรไลซส (Pyrolysis) กระบวนการไมโคร

อมลซฟเคชน (Micro-emulsification) และกระบวนการทรานส

เอสเทอรฟเคชน (Transesterification) สำหรบกระบวนการ

ไพโรไลซสนน แมจะใหผลตภณฑทมความหนดตำ มคาซเทน

สง และมปรมาณกำมะถน นำ และตะกอนทยอมรบได แตจะม

ปญหาในเรองปรมาณเถา ปรมาณคารบอนหลงเหลอ และจด

ไหลเท ทไมอยในเกณฑมาตรฐาน เชนเดยวกบกระบวนการ

ไมโครอมลซฟเคชนซงจะใหผลตภณฑทมคาความหนดลดลง

แตมกจะเกดปญหาการตดขด การทบถมกของคารบอนมวลหนก

การผลตไบโอดเซลประเภทเมทลเอสเทอรดวยกระบวนการทรานสเอสเทอรฟเคชน

โดยใชตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธProduction of Methyl Ester by Transesterification Process Using Heterogeneous Catalysts

จนดาพร จำรสเลศลกษณ1)

Jindaporn Jamradloedluk1)

AbstractMost commonly used method for biodiesel (methyl ester) production is transesterification of triglyceride and methanol

using homogeneous basic catalysts i.e., NaOH and KOH. Due to its sophisticated product separation and purification process and

environmental impact, a homogeneous catalyzed process is increasingly replaced by a heterogeneous catalyzed process. How-

ever, heterogeneous catalyzed system provides limited mass transfer resulting in the lower reaction rate, compared to homog-

enous catalyzed system. Several techniques viz. microwave, ultrasonic, and co-solvent have been recently proven to enhance

mass transfer rate between immiscible phases within the heterogeneous catalyzed system. Reaction parameters affecting %me-

thyl ester yield are discussed in this work. Latest aspects of utilization of CaO as a heterogeneous catalyst for biodiesel production

are also reviewed

บทคดยอโดยทวไปไบโอดเซลผลตไดจากกระบวนการทรานสเอสเทอรฟเคชนของไตรกลเซอไรดและเมทานอลโดยใชตวเรง

ปฏกรยาแบบเอกพนธชนดดาง เชน โซเดยมไฮดรอกไซด และโพแทสเซยมไฮดรอกไซด ในระยะหลงระบบการเรงปฏกรยาแบบ

ววธพนธเรมเขามาแทนทระบบการเรงปฏกรยาแบบเอกพนธเนองจากระบบการเรงปฏกรยาแบบเอกพนธมความยงยากของกระบวน

การแยกและการทำใหผลตภณฑบรสทธและยงสงผลกระทบตอสงแวดลอมอกดวย อยางไรกตามการใชตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธ

มขอจำกดในแงของการถายโอนมวลซงเปนผลใหอตราการเกดปฏกรยาตำกวากรณทใชตวเรงปฏกรยาแบบเอกพนธ เมอเรวๆนได

มการนำเทคนคตางๆ เชน ไมโครเวฟ อลตราโซนก และตวทำละลายรวม มาประยกตใชในกระบวนการทรานสเอสเทอรฟเคชนเพอ

เพมอตราการถายโอนมวลระหวางเฟสทไมละลายกนภายในระบบตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธ บทความวชาการนไดนำเสนอปจจย

ตางๆทสงผลกระทบตอเปอรเซนตผลไดของเมทลเอสเทอรรวมถงไดรวบรวมขอมลเกยวกบการนำแคลเซยมออกไซดซงเปนตวเรง

ปฏกรยาแบบววธพนธมา ใชในกระบวนการผลตไบโอดเซลดวย

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


(Heavy carbon deposit) รวมถงการปนเปอนของนำมนหลอลน

(Fukuda et al., 2001) ในขณะทไบโอดเซลซงไดจากกระบวน

การทรานสเอสเทอรฟเคชนมลกษณะทใกลเคยงกบนำมนดเซล

มากทสด ดงนนกระบวนการทรานสเอสเทอรฟเคชนจงเปน

กระบวนการผลตไบโอดเซลทไดรบการยอมรบอยางแพรหลาย

เมอเปรยบเทยบกบนำมนดเซลพบวา ไบโอดเซลเปนพลงงาน

หมนเวยนทมความสามารถในการยอยสลายทางชวภาพ (Biode-

gradability) มความเปนพษนอยกวา เมอเผาไหมจะปลดปลอย

กาซคารบอนมอนอกไซด คารบอนไดออกไซด และออกไซด

ของซลเฟอร นอยกวา และแทบจะไมปลดปลอยฝนละอองเลย

(Ma and Hanna, 1999) ในขณะทมคาซเทน และจดวาบไฟท

สง มคา Cold filter plugging point (CFPP) ทยอมรบได มคาความ

รอนทไมแตกตางจากนำมนดเซลมากนก อกทงยงมคณสมบตใน

การหลอลนทด จงสามารถชวยยดอายการใชงานของเครองยนต

ได (Kouzu et al., 2008b)

ปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชน คอ ปฏกรยาเคมระหวาง

ไตรกลเซอไรดในนำมนพชหรอไขสตวกบแอลกอฮอล ไดแอล

คลเอสเทอร (ไบโอดเซล) เปนผลตภณฑ และกลเซอรอลเปน

ผลพลอยได นำมนทนยมนำมาใชเปนสารตงตนสำหรบ

ปฏกรยาดงกลาวจะแตกตางกนไปในแตละพนท เชน สำหรบ

ประเทศในแถบยโรปสวนใหญจะใชนำมนดอกทานตะวนและ

นำมนเรพซดซงมปรมาณผลผลตทสง สวนประเทศสหรฐ

อเมรกานยมใชนำมนถวเหลอง ในขณะทประเทศในแถบเอเชย

มกจะใชนำมนปาลม นำมนมะพราว (Jothiramalingam and

Wang, 2009) และนำมนจากพชทองถนทไมสามารถนำมา

บรโภคได เชน นำมนสบดำ รวมถงนำมนใชแลวดวย

แอลกอฮอลทสามารถนำมาใชเปนสารตงตนในการทำปฏกรยา

ไดแก เมทานอล เอทานอล โพรพานอล และบวทานอล แมวา

จะมความเปนพษแตเนองจากราคาทไมแพงประกอบกบมคา

การเลอกทำปฏกรยา (Selectivity) ทดทำใหเมทานอลไดรบความ

นยมมากกวาแอลกอฮอลชนดอน โดยไบโอดเซลทไดจากการ

ทำปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชนของนำมนหรอไขสตวกบ

เมทานอลมชอเรยกวา "เมทลเอสเทอร" เนองจากไบโอดเซล

ประเภทเมทลเอสเทอรไดรบความสนใจมากทสด ดงนนใน

บทความวชาการนจะเนนกลาวเฉพาะไบโอดเซลประเภท

ดงกลาวเทานน ปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชนของไตรกล

เซอไรดและเมทานอลแสดงในภาพท 1

สำหรบปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชนนนอาจไมจำเปน

ตองใชตวเรงปฏกรยาถาทำใหแอลกอฮอลมสภาพเปนของเหลว

เหนอวกฤต (Supercritical fluid) ภายใตอณหภมและความดนท

สงมาก (อณหภม 350-400oC และความดน 100-250 bar) อยาง

ไรกตามกรรมวธดงกลาวมขอจำกดในเรองของคาใชจายทสง

โดยทวไปการผลตไบโอดเซลประเภทเมทลเอสเทอรในระดบ

อตสาหกรรมมกใชตวเรงปฏกรยาแบบเอกพนธ ซงตวเรง

ปฏกรยาแบบเอกพนธสามารถจำแนกไดเปนตวเรงปฏกรยา

ชนดกรดและชนดดาง โดยตวเรงปฏกรยาชนดกรด ไดแก กรด

ไฮโดรคลอรก และกรดซลฟรก เปนตน สวนตวเรงปฏกรยาชนด

ดาง ไดแก โซเดยมไฮดรอกไซด และโพแทสเซยมไฮดรอกไซด

เปนตน สำหรบตวเรงปฏกรยาชนดกรดนนแมจะมขอด คอ

สามารถใชไดกบนำมนทมปรมาณกรดไขมนอสระและความชน

สง แตมขอจำกดทสำคญ คอ มความวองไวในการเรงปฏกรยา

(Catalytic activity) ทตำ จงตองการอณหภมทสงและระยะเวลา

ในการทำปฏกรยาทนาน ในขณะทตวเรงปฏกรยาชนดดางนนม

ขอดในแงของความวองไวในการเรงปฏกรยาทสง จงไมจำเปน

ตองใชอณหภมทสงหรอระยะเวลาในการทำปฏกรยาทนาน

(Sakai et al., 2009) อยางไรกตามตวเรงปฏกรยาชนดดางไม

เหมาะทจะนำมาใชกบนำมนทมปรมาณกรดไขมนอสระและ

ความชนเกน 0.5% และ 0.06% ตามลำดบ ทงนเนองจากจะเกด

ปฏกรยาขางเคยงซงใหผลตภณฑเปนสบ โดยสบทเกดขนจะไป

ขดขวางการแยกผลตภณฑหลก (เมทลเอสเทอร) ออกจากสาร

ทำปฏกรยาและกลเซอรอล สงผลใหเปอรเซนตผลไดของเมทล

เอสเทอร (% Methyl ester yield) ลดลง (Ma et al., 1998)

ปจจบนอตสาหกรรมสวนใหญนนมกใชโซเดยมไฮดรอก

ไซดและโพแทสเซยมไฮดรอกไซดเปนตวเรงปฏกรยาทราน

สเอสเทอรฟเคชน เนองจากมราคาไมแพงมากนกและสามารถ

ทำปฏกรยาไดรวดเรวภายใตสภาวะทไมรนแรง (อณหภม

ประมาณ 65oC ทความดนบรรยากาศ) อยางไรกตามเนองจาก

ตวเรงปฏกรยาทงสองชนดมสถานะเปนของเหลวเหมอนกบ

สารตงตน (เมทานอลและนำมนพช) และผลตภณฑ (เมทลเอส

เทอร) ดงนนจงทำใหขนตอนการแยกตวเรงปฏกรยาออกจาก

ผลตภณฑ รวมถงขนตอนการทำใหผลตภณฑบรสทธมความ

ยงยากมากขน โดยในกระบวนการแยกตวเรงปฏกรยาออกจาก

ผลตภณฑสวนใหญจะใชกรรมวธการลางดวยนำ ซงทำใหเกดนำ

ภาพท 1 ปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชน(Atadashi et al., 2011)

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


เสยทมสภาพความเปนดางเปนจำนวนมาก กรรมวธการลางดวย

นำดงกลาวนอกจากจะสงผลกระทบตอสงแวดลอมแลวยงทำให

คาใชจายสำหรบกระบวนการผลตสงขนอกดวย (Kouzu et al.,

2008b) จากขอจำกดของการใชตวเรงปฏกรยาแบบเอกพนธชนด

ดางดงกลาวมาขางตน ทำใหปจจบนเรมมผสนใจในการ

นำตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธมาใชแทนทตวเรงปฏกรยาแบบ

เอกพนธ เนองจากตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธเปนของแขงจง

อยตางสถานะกบสารตงตนและผลตภณฑ ดงนนกระบวนการ

แยกและการทำใหผลตภณฑบรสทธจงไมยงยาก โดยอาจใชวธ

การกรองซงไมสงผลกระทบตอสงแวดลอมและสามารถลดคาใช

จายสำหรบกระบวนการทำใหบรสทธลงได นอกจากนยง

สามารถนำตวเรงปฏกรยากลบมาใชซำไดอกดวย

บทความวชาการนมจดมงหมายเพอนำเสนอกระบวนการ

ผลตไบโอดเซลประเภทเมทลเอสเทอรดวยปฏกรยาทรานสเอส

เทอรฟเคชนโดยใชตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธ ซงมราย

ละเอยดเกยวกบชนดของตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธ ตวแปร

ตางๆทมผลตอเปอรเซนตผลไดของเมทลเอสเทอร เทคนคท

นำมาประยกตใชเพอเพมเปอรเซนตผลไดของเมทลเอสเทอร

รวมถงการนำแคลเซยมออกไซด (CaO) มาใชเปนตวเรงปฏกรยา

1. ตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธสำหรบกระบวนการทราน

สเอสเทอรฟเคชน

ตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธ คอ ตวเรงปฏกรยาทอยใน

เฟสทแตกตางกบสารตงตนและผลตภณฑ สวนใหญมสถานะ

เปนของแขง ทำใหสามารถแยกออกมาจากผลตภณฑและสารตง

ตนทเหลอจากการทำปฏกรยาไดงายกวาตวเรงปฏกรยาแบบเอก

พนธ (จตพร และ นรกษ, 2547) ตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธ

สำหรบกระบวนการทรานสเอสเทอรฟเคชนอาจแบงออกได

เปน 3 ประเภท คอ ตวเรงปฏกรยาชนดกรด ดาง และเอนไซม

โดยตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธชนดกรด ไดแก ซลเฟตเมทลออ

กไซด เฮโทโรโพลแอซด ซลโฟเนตอะมอฟสคารบอน ซโอไลต

ชนดดาง และเรซนแลกเปลยนไอออนชนดกรด สวนตวเรง

ปฏกรยาชนดดาง ไดแก ออกไซดของโลหะอลคาไลและอลคา

ไลเอรท คารบอเนตของโลหะอลคาไลและอลคาไลเอรท ไฮโดร

ทลไซตชนดดาง สารประกอบโลหะอลคาไลบนตวรองรบ ซโอ

ไลตชนดดาง และเรซนแลกเปลยนไอออนบวก เปนตน สวน

เอนไซมทนยมใช คอ ไลเปส (Sakai et al., 2009; Kotwal et al.,

2009)

2. ตวแปรทมผลตอเปอรเซนตผลไดของเมทลเอสเทอร

ปจจยทมผลกระทบตออตราการเกดปฏกรยาทรานสเอส

เทอรฟเคชนหรอเปอรเซนตผลไดของเมทลเอสเทอร ไดแก

ปรมาณหรอความเขมขนของตวเรงปฏกรยา อตราสวนโดย

โมลระหวางเมทานอลตอนำมน อณหภมทใชในการทำปฏกรยา

ระยะเวลาทใชในการทำปฏกรยา และอตราการกวนผสม โดยม

รายละเอยดดงน

2.1 อทธพลของปรมาณตวเรงปฏกรยา

โดยทวไปการเพมปรมาณตวเรงปฏกรยายอมทำให

ตำแหนงวองไว (Active site) เพมขน เปนการเพมบรเวณสำหรบ

การเรงปฏกรยา ดงนนจงทำใหอตราการเกดปฏกรยาสงขน และ

ทายทสดมกจะใหเปอรเซนตผลไดของเมทลเอสเทอรทมากขน

ดวย อยางไรกตามตวเรงปฏกรยาทมากเกนไปจะทำใหสารผสม

มความหนดมากขน สงผลใหความตานทานการถายเทมวล

ระหวางนำมน เมทานอล และตวเรงปฏกรยาเพมขน (Yan et.,

In press) หรอในบางกรณตวเรงปฏกรยาในปรมาณทมากเกนไป

อาจจะไปดดซบผลตภณฑสงผลใหเปอรเซนตผลไดของเมทล

เอสเทอรลดลง (Huaping et al., 2006) และสำหรบตวเรงปฏกรยา

ทประกอบดวยองคประกอบวองไว (Active component) บนตว

รองรบ (Supporter) นน ปรมาณของตวรองรบกสงผลกระทบตอ

เปอรเซนตผลไดของผลตภณฑเชนเดยวกน เชน จากการศกษา

การนำเถาลอยซงมซลกอนไดออกไซด (SiO2) และอะลมเนยม

ออกไซด (Al2O

3) เปนองคประกอบมาอยบนตวรองรบ

โพแทสเซยมไนเตรต (KNO3) เพอใชเปนตวเรงปฏกรยาทราน

สเอสเทอรฟเคชนของนำมนดอกทานตะวน พบวา ปรมาณ

โพแทสเซยมไนเตรตทเหมาะสมทสด คอ 5% โดยถาใชปรมาณ

โพแทสเซยมไนเตรตนอยกวา 5% จะใหจำนวนตำแหนง

เบสวองไว (Active basic site) นอย ซงสงผลใหความวองไวใน

การเรงปฏกรยาตำไปดวย ในทางตรงกนขามถาใชโพแทสเซยม

ไนเตรตมากกวา 5% โพแทสเซยมไนเตรตทมากเกนไปอาจ

จะไปปกคลมตำแหนงเบส (Basic site) ทำใหอตราการเกด

ปฏกรยาตำและสงผลกระทบตอเปอรเซนตผลไดของเมทล

เอสเทอรในทสด (Kotwal et al., 2009)

2.2 อทธพลของอตราสวนโดยโมลระหวางเมทานอล

ตอนำมน

กรณทใชเมทานอลเปนสารตงตนในการทำปฏกรยาทราน

สเอสเทอรฟเคชนนน อตราสวนโดยโมลระหวางเมทานอลตอ

นำมนในทางทฤษฎ คอ 3:1 ในขณะทอตสาหกรรมซงใชตวเรง

ปฏกรยาแบบเอกพนธจะใชอตราสวน 6:1 แตสำหรบตวเรง

ปฏกรยาแบบววธพนธแลวจำเปนตองใชอตราสวนทมากกวานน

(Yan et al., 2008) โดยทวไปพบวา ปรมาณเมทานอลทมากเกน

นอกจากจะทำใหปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชนเกดไดดแลว

ยงชวยกำจดผลตภณฑหรอสารตางๆทถกดดซบบนผวของตวเรง

ปฏกรยาออกไปไดดวย (Yan et al., In press) อยางไรกตาม

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ปรมาณเมทานอลทมากเกนไปจะทำใหกระบวนการแยก

กลเซอรอลและการทำใหเมทลเอสเทอรบรสทธมความยงยาก

มากขน และตองใชพลงงานมากขนในการแยกเมทานอลทไม

ไดทำปฏกรยาออกมา หรออาจทำใหเกดปฏกรยายอนกลบได

นอกจากนเมทานอลยงอาจไปเพมความสามารถในการละลาย

ของนำมน สารมธยนตร (Intermediate) และเมทลเอสเทอร

ทำใหเกดการสญเสยวตถดบได (Huaping et al., 2006)

2.3 อทธพลของอณหภมทใชในการทำปฏกรยาทราน


เนองจากปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชนเปนปฏกรยาดด

ความรอน ดงนน การเพมอณหภมในการทำปฏกรยาจงมแนว

โนมทจะทำใหเปอรเซนตผลไดของเมทลเอสเทอรสงขน อยาง

ไรกตามไมนยมทจะใหอณหภมสงเกนจดเดอดของแอลกอฮอล

ทใชในการทำปฏกรยา เนองจากอณหภมทสงเกนไปจะทำให

เกดการเดอดเปนฟองขนาดใหญ ซงฟองเหลานจะไปเพมความ

ตานทานการถายโอนมวลของสารตางๆ ระหวางการทำปฏกรยา

(Liu et al., 2008) นอกจากนยงอาจทำใหแอลกอฮอลระเหย เกด

การสญเสยสารทำปฏกรยาได (Yan et al., 2008) ดงนนสำหรบ

เมทานอลซงเปนแอลกอฮอลทนยมใชมากทสดนน อณหภมท

เหมาะสมในการทำปฏกรยามกอยในชวง 60-65oC

2.4 อทธพลของระยะเวลาทใชในการทำปฏกรยาทราน


ระยะเวลาในการทำปฏกรยาขนอยกบความวองไวในการ

เรงปฏกรยาของตวเรงปฏกรยาซงจะแตกตางกนไป อยางไร

กตามเมอเปรยบเทยบกบตวเรงปฏกรยาแบบเอกพนธ ตวเรง

ปฏกรยาแบบววธพนธมการถายโอนมวลทชากวา ดงนนในชวง

ตน (30 นาทแรก) จะเกดปฏกรยาคอนขางชา และเมอปฏกรยา

เขาสสมดลพบวา เปอรเซนตผลไดของผลตภณฑอาจจะคงท

(Gryglewicz, 1999) หรอในบางครงอาจจะลดลง เนองจากระยะ

เวลาในการทำปฏกรยาทนานเกนไปอาจทำใหเกดเจลสขาวซง

จะไปเพมความหนดของผลตภณฑแลวจะสงผลกระทบตอขน

ตอนการทำใหผลตภณฑบรสทธในทสด (Huaping et al., 2006)

2.5 อทธพลของอตราการกวน

เมอใชตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธซงมสถานะเปน

ของแขง ระบบจะแยกเปน 3 เฟส คอ ของเหลว/ของเหลว/ของ

แขง (นำมน/เมทานอล/ตวเรงปฏกรยา) ทำใหอตราการเกด

ปฏกรยาชาเนองจากความตานทานการแพรของเฟสทแตกตาง

กน ดงนนการกวนเพอใหเฟสตางๆ มโอกาสทจะสมผสกนมาก

ขนจงเปนสงทสำคญอยางยง โดยจากการศกษาทผานมา พบวา

ถาไมมการกวนผสมทด แมจะใชอณหภมทสงและปรมาณตวเรง

ปฏกรยาทมากกไมสามารถทำใหไบโอดเซลมความบรสทธได

(Boey et al., 2009)

3. การเพมเปอรเซนตผลไดของเมทลเอสเทอร

การใชตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธสำหรบกระบวนการ

ทรานสเอสเทอรฟเคชนมกจะใหอตราการเกดปฏกรยาทตำกวา

กรณการใชตวเรงปฏกรยาแบบเอกพนธ ทงนกเนองจากวาระบบ

การเรงปฏกรยาแบบววธพนธมจำนวนเฟสทแตกตางกนมากกวา

ระบบการเรงปฏกรยาแบบเอกพนธ ทำใหกระบวนการแพรเกด

ขนยาก ปฏกรยาจงเกดชากวา ดงนนจงไดมการศกษาเทคนค

ตางๆ ทนำมาประยกตใชเพอลดความตานทานการแพรทเกดขน

ซงเทคนคเหลานน ไดแก ไมโครเวฟ อลตราโซนก และตว

ทำละลายรวม

3.1 ไมโครเวฟ

โดยทวไปการแผรงสไมโครเวฟจะไปกระตนโมเลกล

และไอออนมขว เชน แอลกอฮอล โดยการเปลยนแปลงสนาม

แมเหลกอยางตอเนอง สงผลใหโมเลกลหรอไอออนมขวเกดการ

หมนอยางรวดเรว และเกดความรอนเนองจากแรงเสยดทาน

(Nezihe and Aysegul, 2007) สำหรบกระบวนการผลตเมทลเอส

เทอรโดยใชปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชนนน พบวา การ

นำคลนไมโครเวฟความถ 2.45 GHz ขนาด 1.6 kW เขามารวม

ในกระบวนการดงกลาวสามารถชวยลดระยะเวลาในการ

ทำปฏกรยา ปรมาณตวเรงปฏกรยา และปรมาณแอลกอฮอลทใช

รวมทงยงชวยใหประหยดพลงงานไฟฟาอกดวย เชน เมอ

นำไมโครเวฟมาชวยเรงปฏกรยาเอสเทอรฟเคชนของกรด

ไขมนอสระกบเมทานอลโดยใชซลเฟตเซอโคเนย 5% เปนตว

เรงปฏกรยา ทอตราสวนโดยโมลระหวางเมทานอลตอนำมน

1:20 อณหภมในการทำปฏกรยา 60oC พบวา เพอใหได

เปอรเซนตการเปลยนนำมนเปนเมทลเอสเทอร (% Conversion

of oil to methyl ester) 90% สำหรบระบบทไมใชไมโครเวฟตอง

ใชระยะเวลาในการทำปฏกรยานานถง 130 นาท ในขณะทเมอ

นำไมโครเวฟเขามารวมดวยจะใชเวลาเพยง 20 นาทเทานน

(Kim et al., In press) สำหรบการนำ KSF montmorillonite 10%

มาใชเรงปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชนของนำมนเรพซดและ

เมทานอลทอณหภม 170oC และอตราสวนโดยโมลระหวาง

เมทานอลตอนำมน 9:1 พบวา ทระยะเวลาในการทำปฏกรยา 60

นาท ในกรณไมใชคลนไมโครเวฟจะไดเปอรเซนตการเปลยน

นำมนไปเปนเมทลเอสเทอรเทากบ 32% ในขณะทเมอนำคลน

ไมโครเวฟความถ 2.45 GHz ขนาด 1 kW มาใชรวมดวยจะให

เปอรเซนตการเปลยนนำมนไปเปนเมทลเอสเทอรเทากบ 51%

โดยอตราการทำปฏกรยาทเพมขนนเปนผลเนองจากไมโครเวฟ

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


เขาไปชวยเพมอตราการถายโอนมวลของตวเรงปฏกรยาแบบ

ววธพนธ และชวยใหเกดการละลายเขากนของสารทำปฏกรยา

ทดยงขน (Mazzocchia et al., 2004)

3.2 อลตราโซนก

การใชอลตราโซนกถอเปนอกวธหนงทนาสนใจสำหรบ

การเพมการถายโอนมวลของสารตางๆระหวางกระบวนการท

รานสเอสเทอรฟเคชนของตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธ โดย

อลตราโซนกความถตำ (24 kHz) ไดถกนำมาใชในการเพมประ

สทธภาพปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชนของนำมนถวเหลอง

ซงใชตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธ (Mg MCM-41, Mg-Al

hydrotalcite และ K+ impregnated zirconia) ซงจากผลการศกษา

พบวา ทปรมาณตวเรงปฏกรยา 10% อตราสวนระหวางเมทานอล

ตอนำมน 65 mL:5 g และอณหภม 60oC การใชอลตรkโซนก

สามารถชวยลดระยะเวลาในการทำปฏกรยาจาก 24 ชวโมงเหลอ

เพยง 5 ชวโมง (Geogogianni et al., 2009)ในขณะทปฏกรยา

ทรานสเอสเทอรฟเคชนของนำมนสบดำซงใชโซเดยมบนตว

รองรบซลกอนไดออกไซด (Na/SiO2) 3% เปนตวเรงปฏกรยา

และใชอตราสวนโดยโมลระหวางเมทานอลตอนำมน 9:1 นน

อลตราโซนกความถ 24 kHz ขนาด 200 W สามารถชวยลดระยะ

เวลาในการทำปฏกรยาดงกลาวจาก 3-6 ชวโมงเหลอเพยง 15

นาท นอกจากนยงพบวา การเลอกใชขนาดแอมพลจดของอลตรา

โซนกทเหมาะสมเปนสงทสำคญอยางยง เนองจากถาขนาดแอ

มพลจดมากเกนไปจะทำใหเกดโพรงอากาศ (Cavitation bubble)

ในสารทำปฏกรยา และโพรงอากาศเหลานนจะไปกดขวางการ

ถายเทพลงงานไปยงสารทำปฏกรยา ทำใหไมเปนผลดตอการ

เกดปฏกรยา (Kumar et al., 2010) อยางไรกตามสำหรบตวเรง

ปฏกรยาแบบววธพนธบางชนดกลบพบวา อลตราโซนกไปกด

ขวางกระบวนการดดซบสารทำปฏกรยาทผวของตวเรงปฏกรยา

ทำใหอตราการเกดปฏกรยาตำและเปอรเซนตผลไดของเมทล

เอสเทอรลดลง (Gryglewicz, 1999) นอกจากนสำหรบกรณทใช

ตวเรงปฏกรยาในปรมาณทมาก อลตราโซนกอาจทำใหเกด

การชะลาง (Leaching) ของตวเรงปฏกรยาไดดวย (Verziu et al.,

2009)

3.3 ตวทำละลายรวม (Cosolvent)

การใชตวทำละลายรวมถอเปนอกหนงวธทมประสทธภาพ

ในการชวยลดขอจำกดของการถายโอนมวลของสารระหวางการ

ทำปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชนซงใชตวเรงปฏกรยาแบบววธ

พนธ โดยตวทำละลายรวมจะชวยใหจำนวนเฟสของระบบลด

ลงจาก 3 เฟส (นำมน/แอลกอฮอล/ตวเรงปฏกรยา) เหลอเพยง 2

เฟส คอ (สารละลายของแอลกอฮอล-นำมน-ตวทำละลายรวม/ตว

เรงปฏกรยา) รวมทงยงชวยเพมการสมผสกนระหวางสาร

ทำปฏกรยากบตวเรงปฏกรยาดวย เชน ในกรณการใชเต

ตะไฮโดรฟวแรน (Tetrahydrofuran, THF) 10% เปนตว

ทำละลายรวมของปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชนของนำมน

เรพซดและเมทานอลซงมแคลเซยมออกไซดเปนตวเรงปฏกรยา

พบวา ทอตราสวนโดยโมลระหวางเมทานอลตอนำมน 4.5:1 และ

อณหภมในการทำปฏกรยา 50-70oC เตตระไฮโดรฟวแร

นสามารถชวยเพมอตราการเกดปฏกรยาไดด โดยปฏกรยาเขาส

สภาวะสมดลทเวลา 2 ชวโมง ซงอตราการเกดปฏกรยาดงกลาว

ใกลเคยงกบกรณการใชโซเดยมไฮดรอกไซดเปนตวเรงปฏกรยา

(Gryglewicz, 1999) เมอเรวๆนไดมแนวคดในการนำเมทลเอส

เทอรมาใชเปนตวทำละลายรวมในการทำปฏกรยาทรานสเอสเท

อรฟเคชนของนำมนใชแลวและเมทานอลโดยม SO4

2-/SnO2-

SiO2 เปนตวเรงปฏกรยา ซงจากผลการศกษาดงกลาวพบวา ท

อณหภมในการทำปฏกรยา 150oC อตราสวนโดยโมลระหวาง

เมทานอลตอนำมน 15:1 ปรมาณตวเรงปฏกรยา 6% และระยะ

เวลาในการทำปฏกรยา 1.5 ชวโมง สำหรบกรณทใชตวทำละลาย

รวมจะใหเปอรเซนตผลไดของเมทลเอสเทอรถง 88.2% ซงมาก

กวากรณทไมใชตวทำละลายรวมเกอบ 30% (Lam et al., 2010)

อยางไรกตามสำหรบการทำปฏกรยาทรานเอสเทอรฟเคชนของ

นำมนใชแลวและนำมนดอกทานตะวนโดยมไตรโพแทสเซยม

ฟอสเฟส (K3PO

4) เปนตวเรงปฏกรยานน การนำเตตระไฮโดร

ฟวแรน (Tetrahydrofuran, THF) และ ไดเมทลอเทอร (Dimethyl

ether, DME) มาเปนตวทำละลายรวม ไมใหผลลพธทนาพอใจ

มากนก ทงนเนองจากเกดการเกาะตดกนระหวางกลเซอรอลกบ

อนภาคตวเรงปฏกรยาทบรเวณผนงของเตาปฏกรณ ทำใหความ

วองไวในการเรงปฏกรยาของโพแทสเซยมฟอสเฟตลดลง สง

ผลใหเปอรเซนตผลไดของเมทลเอสเทอรตำกวากรณทไมใชตว

ทำละลายรวม (Guan et al., 2009)

4. การใชแคลเซยมออกไซดเปนตวเรงปฏกรยา

สำหรบตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธชนดดางทใชกนทวไป

นน แคลเซยมออกไซดถอเปนตวเรงปฏกรยาทนาสนใจเนอง

จากมความวองไวและความเปนดาง (Basicity) ทคอนขางสง จง

สามารถเรงปฏกรยาไดดในสภาวะทไมรนแรง มความสามารถ

ในการละลายตำ ราคาไมแพงมากนก และมอายการใชงานทนาน

อกดวย (Liu et al., 2008) ดงนนจงมงานวจยเกยวกบการ

นำแคลเซยมออกไซดมาใชเปนตวเรงปฏกรยาทรานสเอสเทอร

ฟชนของนำมนชนดตางๆ พอสมควร ซงสภาวะทเหมาะสมใน

การทำปฏกรยาไดสรปไวในตารางท 1 โดยจากตารางดงกลาว

จะเหนวา แคลเซยมออกไซดทใชมทงแคลเซยมออกไซด

บรสทธ แคลเซยมออกไซดบนตวรองรบ และแคลเซยม

ออกไซดทเตรยมจากวสดเหลอทง โดยกอนนำแคลเซยม

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ตารางท

1 การผล

ตเมท

ลเอส

เทอรโดยใชต

วเรงปฏก

รยาแคล

เซยม

ออกไซด

ทสภ

าวะการทำปฏก

รยาตางๆ

CaO

/MgO

นำมนเรพซด

CaO

/Al 2O

3

สาหรายส

เขยวแก

มเหลอ

ง

CaO

นำมนถว

เหลอ

ง

CaO

นำมนถว

เหลอ

ง

CaO

นำมนถว

เหลอ

ง

เปลอ

กปโค

ลน

ปาลมโ

อเลอ

น

เปลอ

กหอยนางรม

นำมนถว

เหลอ

ง

เปลอ

กไขแ

ละเปลอ

กหอย

ปาลมโ

อเลอ

น

เปลอ

กไข

นำมนถว

เหลอ

ง

เปลอ

กไข

นำมน

Pon

gam

ia p

inna

ta

เถาลอยบนตว

รองรบ

เปลอ

กไข

น ำมนถว

เหลอ

ง

64.5

50

23-2

5

65 65 65 60 65 65 70

ตวเรงป

ฏกรยาและนำมน

การเตร

ยมแล

ะการบำบด

ตวเรงป

ฏกรยา

อณหภม

(o C)ปรม

าณตว

เรง

ปฏก

รยา

อตราสวน

เมทาน

อล

ตอนำมน

เวลาใน

การ

ทำปฏก

รยา

(ชวโมง

)

เปอรเซนต

(%)

การคนสภ

าพ

ตวเรงป

ฏกรยา

ความสามารถใน

การน

ำ กลบมาใช

ซำ (ครง

)

เอกส

ารอางอง

2% w

/w

2% w

/w

0.25

g

0.78

g

8% w

/w

5% w

/w

25%

w/w

10%

w/w

3% w

/w

2.5%

w/w

1% w

/w

18:1

(Mol

ar ra

tio)

30:1

(Mol

ar ra

tio)

27:1

(Mol

ar ra

tio)

12:1

(Mol

ar ra

tio)

12:1

(Mol

ar ra

tio)

0.5:

1

(Mas

s rat

io)

6:1

(Mol

ar ra

tio)

12:1

(Mol

ar ra

tio)

9:1

(Mol

ar ra

tio)

18:1

(Mol

ar ra

tio)

6.9:

1

(Mol

ar ra

tio)

3.5 4 24 1 1.5

2.5 5 2 3 2.5 5

92

(% O

il co

nver

sion)

97.5

(% M

E yi

eld)

>99

(% O

il co

nver

sion)

>93

(% M

E yi

eld)

>95

(% M

E yi

eld)

>96.

5

(% M

E yi

eld)

73.8

(% M

E yi

eld)

>90

(% M

E yi

eld)

>95

(% M

E yi

eld)

95

(% M

E yi

eld)

96.9

7

(% M

E yi

eld)

ลางและแชในไลมอะซโตนอบแหง

แลว C

alcina

tion ท

700o C 2

h

ไมผานการคนสภาพ

ไมผานการคนสภาพ

ลางดวยเมท

านอลแลวอบแหง

แบบส

ญญากาศท

80o C

N/A

ลางดวยเมทานอล

แลว

Cal

cina

tion ท 9

00o C

2 h

N/A

N/A

Cal

cina

tionท

100

0o C 2

h

N/A

N/A

3 2 8 3 20 11 N/A

N/A 13 N/A 16

Yan

et a

l.

(200

8)

Um

du e

t al.

(200

9)

Red

dy e

t al.

(200

6)

Kou

zu e

t al.

(200

8b)

Liu

et a

l.

(20

08)

Boe

y et

al.

(20

09)

Nak

atan

i et a

l.

(200

9)

Viri

ya-e

mpi

kul

et a

l. (2

010)

Wei

et a

l.

(20

09)

Shar

ma

et a

l.

(201

0)

Cha

krab

orty

et a

l. (2

010)

Cal

cina

tion ท 7

00o C

ใน N

2 2 h

Cal

cina

tion ท 7

00o C

ใน N

2 2 h

N/A

Cal

cina

tion ท 9

00o C

ใน

He

1.5

h

N/A

ลาง อ

บแหงท 10

5o C บด

แลว

Cal

cina

tionท

900

o C 2

h

ลาง ตากแ

ดด บด อบ

แหงท

110o C

2 h

แลว

Cal

cina

tion

ท 1

000o C

3 h

Cal

cina

tionท

800

o C 4

h

ลาง อบ

แหงท

100

o C 24

h

บด

แลว

Cal

cina

tion

ท 1

000o C

2 h

ลาง อบ

แหงท

105

o C 24

h

บด

แลว

Cal

cina

tion

ท 9

00o C

2 h

เปลอ

กไข

(ลาง

อบท 1

05o C

24 h

บด

แลว

Cal

cina

tion

ท 1

000o C

2 h

)

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ออกไซดมาใชจำเปนตองกระตนดวยกระบวนการแคลซเนชน

โดยการเผาทอณหภม 700-1000oC เปนระยะเวลา 1.5-5 ชวโมง

เพอเปลยนรปสารประกอบแคลเซยมอนๆ เชน แคลเซยม

คารบอเนต ใหกลายเปนแคลเซยมออกไซด และพรอมสำหรบ

การใชงาน เมอพจารณาความสามารถในการนำกลบมาใชซำ

ของแคลเซยมออกไซดพบวา จำนวนครงในการนำกลบมาใชซำ

โดยทตวเรงปฏกรยายงคงไมสญเสยความวองไวจะแตกตางกน

ไป ทงนขนอยกบกรรมวธคนสภาพรวมถงสภาวะทใชในการ

ทำปฏกรยาดวย

4.1 กลไกปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชนของนำมน

และเมทานอลโดยใชแคลเซยมออกไซดเปนตวเรงปฏกรยา

กลไกการเกดปฏกรยาเรมจากการแตกตวของแคลเซยม

ออกไซดออกเปน O2- และ Ca2+ จากนน O2- จะเขาจบเมทานอล

เกดเปนกลมไฮดรอกซล (Hydroxyl group, OH-�) และเมทอก

ไซดแอนไออน (Methoxide anion, CH3O-) แลวกลมไฮดรอก

ซลจะทำปฏกรยากบเมทานอลไดเปนนำ (H2O) และเมทอก

ไซดแอนไออน จากนนเมทอกไซดแอนไอออนจะเกาะกบ

คารบอนลคารบอน (Carbonyl carbon) ของไตรกลเซอไรดเกด

เปนสารมธยนตรทมโครงสรางเปนเตตระฮดรอล (Tetrahedral

intermediate) ตอมาจะเกดการจดรปใหมของโมเลกลสารมธ

ยนตร เกดเปนเมทลเอสเทอร 1 โมล และไดกลเซอไรด หลง

จากนนเมทอกไซดแอนไออนจะทำปฏกรยากบคารบอนล

คารบอนในไดกลเซอไรดไดเปนเมทลเอสเทอรจำนวน 1 โมล

และโมโนกลเซอไรด สดทายเมทอกไซดจะทำปฏกรยากบคาร

บอนลคารบอนในโมโนกลเซอไรด รวมแลวไดเปนเมทลเอส

เทอรทงหมด 3 โมล และกลเซอรอลอก 1 โมล โดยกลไกการ

เกดปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชนโดยใชตวเรงปฏกรยา

แคลเซยมออกไซดแสดงในภาพท 2 (Boey et al., 2009)

แมวากลไกการเกดปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชนจะตง

สมมตฐานวามเพยงเมทานอลเทานนทถกดดซบบนผวของตว

เรงปฏกรยาและทำปฏกรยากบไตรกลเซอรไรดในสถานะของ

เหลว อยางไรกตามจากงานวจยลาสดของ Kim et al., (In press)

พบวา ไตรกลเซอรไรดสามารถถกดดซบบนผวของตวเรง

ปฏกรยาไดเชนเดยวกน โดยกลไกการเกดปฏกรยาจะเรมจาก

เมทานอลและไตรกลเซอรไรดถกดดซบบนตำแหนงวองไวใน

บรเวณใกลๆกน 2 แหง บนผวของตวเรงปฏกรยา จากนน

เมทานอลจะถกดดซบทงบนตำแหนงเบสลวอส (Lewis base

site) และเบสบรอนสเตด (Bronsted base site) และ Nucleophillic

จะไปเกาะกบเอสเทอรทำใหเกดเปนสารมธยนตรทมโครงสราง

เปนเตตระฮดรอล (Tetrahedral intermediate) ดงนนพนธะ

-C-O จะแตกออกไดเปนเมทลเอสเทอรและไดกลเซอไรด

4.2 การเสอมสภาพของตวเรงปฏกรยาแคลเซยม

อออกไซด

แมตวเรงปฏกรยาแคลเซยมออกไซดจะสามารถนำกลบมา

ใชซำได แตเนองจากมความเสถยรคอนขางตำ (Low stability)

จงสญเสยความวองไวในการเรงปฏกรยาไดงาย ซงการเสอม

สภาพของตวเรงปฏกรยาดงกลาวอาจเปนผลเนองมาจากหลาย

ปจจย เชน การชะละลาย (Leaching) ของสารประกอบทมความ

วองไว (Active compound) ในตวเรงปฏกรยา การทบถมกน

(Deposit) ของสารอนทรยบนผวของตวเรงปฏกรยา การทำให

เปนกลาง (Neutralization) ของตวเรงปฏกรยาโดยสารอนทรย

ซงอยในสารทำปฏกรยา รวมถงการทำใหเปนพษ (Poisoning)

เนองจากการสมผสกบความชนและคารบอนไดออกไซดใน

อากาศ

การชะละลายอาจถอเปนสาเหตหลกของการเสอมสภาพ

ของแคลเซยมออกไซด ซงโดยทวไปนนสำหรบตวเรงปฏกรยา

ภาพท 2 กลไกการเกดปฏกรยาทรานเอสเทอรฟเคชนของนำมนและเมทานอลโดยใช

แคลเซยมออกไซดเปนตวเรงปฏกรยา (Boey et al., 2009)

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


ประเภทออกไซดของโลหะมกพบปญหาการชะละลายในสารม

ขว เชน แอลกอฮอล นำ และกรดไขมนอสระ เปนตน โดยจาก

งานวจยทผานมาพบวา ไดเกดการชะละลายของแคลเซยม

ระหวางกระบวนการทรานสเอสเทอรฟเคชนของนำมนถว

เหลองและนำมนดอกทานตะวน โดยแคลเซยมออกไซด

สามารถทำปฏกรยากบกลเซอรอลเกดเปนแคลเซยมไดกลเซอร

ออกไซด และสารทละลายไดจะถกชะละลายออกมาจากทง

แคลเซยมออกไซดและแคลเซยมไดกลเซอรออกไซด (Kouzu et

al. 2009; Granados et al., 2009b) นอกจากการชะละลายแลว

การทบถมของสารอนทรยบนผวของตวเรงปฏกรยากเปนปญหา

ทสำคญเชนเดยวกน ซงจากการศกษาการเตรยมเมทลเอสเทอร

จากนำมนเมลดปาลมโดยใช CaO-ZnO เปนตวเรงปฏกรยา

พบวา เกดการทบถมของเมทลเอสเทอร กลเซอรอล รวมถง

โมโนกลเซอไรดและไดกลเซอไรดบนตำแหนงวองไวของตว

เรงปฏกรยาเปนปรมาณมากกวา 12% ทำใหความวองไวในการ

เรงปฏกรยาลดลง (Ngamcharussrivichai et al., 2008)

สำหรบนำมนทมปรมาณกรดไขมนอสระสง ถานำมา

ทำปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชนโดยใชแคลเซยมออกไซดซง

มสภาพเปนดางเปนตวเรงปฏกรยาอาจจะเกดปญหาการดดซบ

กรดไขมนอสระทผวของตวเรงปฏกรยาทำใหเกดสภาพเปน

กลางได โดยเมอแคลเซยมออกไซดทำปฏกรยากบกรดไขมน

อสระจะเกดเปนสบแคลเซยม (Ca soap) จากนนสบแคลเซยม

จะหลดออกจากตวเรงปฏกรยา เปนผลทำใหตวเรงปฏกรยาม

ปรมาณลดลง (Kouzu et al., 2008a; Kawashima et al., 2008)

คารบอนไดออกไซดและความชนทมอยในอากาศถอเปนสาร

พษสำหรบตวเรงปฏกรยาแคลเซยมออกไซด โดยแคลเซยม

ออกไซดจะเกดปฏกรยาไฮเดรชนและคารบอเนชนเมอสมผส

กบกบความชนและคารบอนไดออกไซด ตามลำดบ ไดผลตภณฑ

เปนแคลเซยมไฮดรอกไซดและแคลเซยมคารบอเนตซงมความ

วองไวในการทำปฏกรยาทตำกวาแคลเซยมออกไซด โดย

ปฏกรยาไฮเดรชนจะเกดไดเรวกวาปฏกรยาคารบอไนเซชน

(Granados et al., 2007) ดงนนเพอปองกนการเสอมสภาพของ

ตวเรงปฏกรยาแคลเซยมออกไซดเนองจากการสมผสกบอากาศ

โดยตรงระหวางการขนถายตวเรงปฏกรยาจากขนตอนการ

กระตน (Activation) ไปยงขนตอนการทำปฏกรยาทรานสเอส

เทอรฟเคชน Granados et al. (2009a) จงแนะนำใหผสมตวเรง

ปฏกรยาทผานการกระตนแลวเขากบไบโอดเซลในปรมาณเลก

นอย แลวจงนำไปใชงานตามปรกต

4.3 การทำใหตวเรงปฏกรยาคนสภาพ (Regeneration)

ความสามารถในการนำกลบมาใชซำ (Reusability) ถอเปน

คณสมบตทสำคญของตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธ อยางไร

กตามเปนททราบกนดวาหลงผานกระบวนการทรานสเอสเทอร

ฟเคชนอาจเกดการเสอมสภาพของตวเรงปฏกรยาได สำหรบตว

เรงปฏกรยาแคลเซยมออกไซดนน กรรมวธการคนสภาพหลก

คอ การนำไปผานกระบวนการแคลซเนชน ซงสวนใหญจะเปน

การเผาทอณหภมตงแต 800oC เปนเวลาประมาณ 2-4 ชวโมง

อยางไรกตามกรรมวธดงกลาวไมสามารถแกไขปญหาการเสอม

สภาพเนองจากการทบถมของสารทำปฏกรยาและผลตภณฑ

บนผวของตวเรงปฏกรยาได ดงนนกอนนำไปผานกระบวนการ

แคลซเนชนจงควรนำแคลเซยมออกไซดไปลางดวยตวทำละลาย

เมทานอล หรอ อะซโตน เพอกำจดสารอนทรยตางๆ ทถกดดซบ

บนตำแหนงวองไวของตวเรงปฏกรยาออกใหมากทสดกอน

(Kouzu et al., 2008b; Yan et al., 2008) นอกจากการใชตว

ทำละลายเมทานอลและอะซโตนบรสทธแลว พบวา การนำสาร

ละลายแอมโมเนยมไฮดรอกไซดมาผสมกบเมทานอลสามารถ

ชวยเพมประสทธภาพในการกำจดสารอนทรยทเกาะบนผวของ

ตวเรงปฏกรยา CaO.ZnO ไดดกวาการใชเมทานอลบรสทธเพยง

อยางเดยว ซงสาเหตทเปนเชนนกเนองจากวา โมเลกลมขว เชน

กลเซอรอล และโมโนหรอไดกลเซอไรดสามารถละลายในนำ

ไดดกวาในเมทานอล (Ngamcharussrivichai et al., 2008)

สรปนอกเหนอจากตวเรงปฏกรยาแบบเอกพนธ เชน โซเดยม

ไฮดรอกไซดและโพแทสเซยมไฮดรอกไซดทนยมใชใน

ปจจบนแลว ตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธถอเปนอกหนงทาง

เลอกสำหรบกระบวนการผลตไบโอดเซลประเภทเมทลเอส

เทอรดวยกระบวนการทรานสเอสเทอรฟเคชน โดยระบบตวเรง

ปฏกรยาดงกลาวมขอดในแงของกระบวนการแยกและการทำให

ผลตภณฑบรสทธทไมยงยาก ความเปนมตรตอสงแวดลอม รวม

ถงความสามารถในการนำกลบมาใชซำได ทำใหปจจบนเรมม

การนำตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธมาใชสำหรบกระบวนการ

ผลตไบโอดเซลในระดบอตสาหกรรมแตยงคงไมเปนทแพร

หลายมากนก เนองจากมขอจำกดในเรองของอตราการเกด

ปฏกรยาทคอนขางตำ รวมถงราคาของตวเรงปฏกรยาบาง

ประเภททคอนขางสง ดงนนจงไดมงานวจยทศกษาเกยวกบการ

เพมอตราการเรงปฏกรยาโดยมทงการนำคลนไมโครเวฟ อลตรา

โซนก รวมถงตวทำละลายรวมมาประยกตใชเพอลดความ

ตานทานการถายเทมวลของสารทำปฏกรยาและตวเรงปฏกรยา

แคลเซยมออกไซดเปนตวเรงปฏกรยาแบบววธพนธชนดหนงท

นาสนใจเนองจากมความวองไวในการทำปฏกรยาทคอนขางสง

จงสามารถเรงปฏกรยาไดดในสภาวะทไมรนแรง และยง

สามารถเตรยมไดจากวสดเหลอทง เชน เปลอกไข เปลอกหอย

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


และเปลอกป ไดอกดวย อยางไรกตามตวเรงปฏกรยาแคลเซยม

ออกไซดมความเสถยรคอนขางตำจงสญเสยความวองไวในการ

เรงปฏกรยาไดงาย ดงนนในการนำมาใชงานจำเปนตองระวงไม

ใหสมผสกบคารบอนไดออกไซดและความชนในอากาศ และไม

ควรนำมาใชกบนำมนทมปรมาณกรดไขมนอสระทสง โดยกอน

นำกลบมาใชซำควรนำไปผานกระบวนการคนสภาพโดยการลาง

ดวยตวทำละลาย เชน เมทานอล และอะซโตน แลวตามดวย

กระบวนการแคลซเนชนทอณหภมตงแต 800oC เปนเวลา

ประมาณ 2-4 ชวโมง

เอกสารอางองจตพร วทยาคณ และ นรกษ กฤษดานรกษ. 2547. การเรงปฏกรยา

: พนฐานและการประยกต. พมพครงท 1 โรงพมพ

มหาวทยาลยธรรมศาสตร 251 หนา

Atadashi, I.M., Aroua, M.K., Aziz, A.A. 2011. Biodiesel

separation and purification: A review. Renewable Energy,

Vol. 36, pp. 437-443.

Boey, P.L., Maniam, G.P., and Hamid, S.A. 2009. Biodiesel

production via transesterification of palm olein using waste

mud carb (Scylla serrata) shell as a heterogeneous

catalyst, Vol. 100, pp. 6362-6368.

Fukuda, H., Kondo, A., and Noda, H., 2001. Biodiesel fuel

production by transesterification of oils. Journal of

Bioscience and Bioengineering, Vol. 92, pp. 405-416.

Geogogianni, K.G., Katsoulidis, A.P., Pomonis, P.J.,

Kontominas, M.G. 2009. Transesterification of soybean

frying oil to biodiesel using heterogeneous catalysts. Fuel

Processing Technology, Vol. 90, pp. 671-676.

Granados, M.L., Alonso, D.M., Alba-Rubio, A.C., Mariscal,

R., Ojeda, M., and Brettes, P. 2009a. Transesterification

of triglycerides by CaO: Increase of the reaction rate by

biodiesel addition. Energy and Fuels, Vol. 23, pp. 2259-

2263.

Granados, M.L., Alonso, D.M., Sadaba, I., Mariscal, R., and

Ocon, P. 2009b. Leaching and homogeneous contribution

in liquid phase reaction catalysed by solids: The case of

triglycerides methanolysis using CaO. Applied Catalysis

B: Environmental, Vol. 89, pp. 265-272.

Granados, M.L., Poves, M.D.Z., Alonso, D.M., Mariscal, R.,

Galisteo, F.C., Moreo-Tost, R., Santamaria, J., and Fierro,

J.L.G. 2007. Biodiesel from sunflower oil by using activated

calcium oxide. Applied Catalysis B: Environmental, Vol.

73, pp. 317-326.

Gryglewicz, S. 1999. Rapeseed oil methyl esters preparation

using heterogeneous catalysts. Bioresources Technology,

Vol. 70, pp. 249-253.

Guan, G., Kusakabe, K., Yamasaki, S. 2009. Tri-potassium

phosphate as a solid catalyst for biodiesel production from

waste cooking oil. Fuel Processing Technology, Vol. 90,

pp. 520-524.

Huaping, Z., Zongbin, W., Yuanxiong, C, Ping, Z., Shijie, D.,

Xiaohua, L., and Zongqiang, M. 2006. Preparation of

biodiesel catalyzed by solid super base of calcium oxide

and its refining process. Chinese Journal of Catalysis.

Vol. 27, pp. 391-396.

Jothiramalingam, R. and Wang, M.K. 2009. Review of recent

developments in solid acid, base, and enzyme catalysts

(heterogeneous) for biodiesel production via

transesterification. Industrial and Engineering Chemistry

Research. Vol. 48, no. 6162-6172.

Kawashima, A., Matsubara, K., Honda, K. 2008. Development

of heterogeneous base catalysts for biodiesel production.

Bioresource Technology, Vol. 99, pp. 3439-3443.

Kim, D., Choi, J., Kim, G.J., Seol, S.K., Ha, Y.C., Vijayan, M.,

Jung, S., Kim, B.H., Lee, G.D., and Park, S.S. Microwave-

accelerated energy-efficient esterification of free fatty acid

with a heterogeneous catalyst. Bioresource. In press

Kouzu, M., Kassuno, T., Tajika, M., Sugimoto, Y., Yamanaka,

S., and Hidaka, J. 2008a. Calcium oxide as a solid base

catalyst for transesterification of soybean oil and its

application to biodiesel production, Fuel, Vol. 87, pp. 2798-

2806.

Kouzu, M, Kasuno, T., Tajika, M., Yamanaka, S., and Hidaka,

J. 2008b. Active phase of calcium oxide used as solid

base catalyst for transesterification of soybean oil with

refluxing methanol. Applied Catalysis A: General, Vol.

334, pp. 357-365.

Kouzu, M., Yamanaka, S.Y., Hidaka, J.S., and Tsunomori, M.

2009. Heterogeneous catalysis of calcium oxide used for

transesterification of soybean oil with refluxing methanol.

Applied Catalysis A: General, Vol. 355, pp. 94-99.

Kotwal, M.S., Niphadkar, P.S., Deshpande, S.S., Bokade, V.V.,

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”


and Joshi, P.N. 2009. Transesterification of sunflower oil

catalyzed by flyash-based solid catalysts. Fuel, Vol. 88,

pp. 1773-1778.

Kumar, D., Kumar, G. and Singh, P.C.P. 2010. Ultrasonic-

assisted transesterification of Jatropha curcus oil using

solid catalyst, Na/SiO2. Ultrasonic Sonochemistry, Vol.

17, pp. 839-844.

Lam, M.K. and Tee, K.T. 2010. Accelerating

transesterification reaction with biodiesel as co-solvent:

A case study for solid acid sulfated tin oxide catalyst.

Fuel, Vol. 89, pp. 3866-3870.

Liu, X., He, H., Wang, Y., Zhu, S., and Piao, X. 2008.

Transesterification of soybean oil to biodiesel using CaO

as a solid base catalyst. Fuel, Vol. 87, pp. 216-221.

Ma, F., Clements, L.D., and Hanna, M.A., 1998. The effects of

catalysts, free fatty acid and water on transesterification

of beef tallow. Transactions of the ASAE, Vol. 41, pp.

1261-1264.

Ma, F., and Hanna, M.A., 1999. Biodiesel production: a review.


Mazzocchia, C., Modica, G., Kaddouri, A., and Nannicini, R.

2004. Fatty acid methyl esters synthesis from triglycerides

over heterogeneous catalysts in the presence of

microwaves. C.R. Chimie, Vol. 7, pp. 601-605.

Nezihe, A. and Aysegul, D. 2007. Alkaline catalyzed

transesterification of cottonseed oil by microwave

irradiation. Fuel, Vol. 86, pp. 2639-2644.

Ngamcharussrivichai, C., Totarat, P., and Bunyakiat, K. 2008.

Ca and Zn mixed oxides as a heterogeneous base catalyst

for transesterification of palm kernel oil, Applied Catalysis

A: General, Vol. 341, pp. 77-85.

Sakai, T., Kawashima, A., and Koshikawa, T., 2009. Economic

assessment of batch biodiesel production processes using

homogeneous and heterogeneous alkaline catalysts.


Verziu, M., Florea, M., Simon, S., Simon, V., Fillip, P.,

Parvulescu, V., and Hardacre, C. 2009.

Transesterification of vegetable oils on basic large

mesoporous alumina supported alkaline fluorides-

evidences of the nature of the active site and catalytic

performances. Journal of Catalysis, Vol. 263, pp. 56-66.

Yan, S., Kim, M., Salley, S.O., and Simon Ng, K.Y. Oil

transesterification over calcium oxides modified with

Lanthanum. Applied Catalysis A: General, In press

Yan, S. Lu, H., and Liang, B. 2008. Supported CaO catalysts

used in the transesterification of rapeseed oil for the

purpose of biodiesel production. Energy and Fuels, Vol.

22, pp. 646-651.

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”

Thai Socie

ty of A

gricultu

ral Engineerin

g”

Documents

TSAE Journal Vol.16