Download pdf - TSAE Journal Vol. 20-2

Transcript
Page 1: TSAE Journal Vol. 20-2

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 2: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย

Journal of the Thai Society of Agricultural Engineeringปท 20 ฉบบท 2 กรกฎาคม – ธนวาคม 2557 (Volume 20 No. 2 July – December 2014) ISSN 1685-408X

เจาของ: สมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย สานกงาน: อาคาร 5 ชน 5 กองสงเสรมวศวกรรมเกษตร กรมสงเสรมการเกษตร แขวงลาดยาว จตจกร กรงเทพฯ 10900

โทร 0 2940 6183 โทรสาร 0 2940 6185 www.tsae.asia

บรรณาธการ มหาวทยาลยเกษตรศาสตร

รศ. ดร. อนพนธ เทอดวงศวรกล

กองบรรณาธการ มหาวทยาลยเกษตรศาสตร รศ. ดร. ประเทอง อษาบรสทธ ผศ. ดร. ศวลกษณ ปฐวรตน ดร. วนรฐ อบดลลากาซม ดร. วชรพล ชยประเสรฐ ดร. ศรศกด เชดเกยรตพล ดร. อาทตย พวงสมบต นางสาวสรนาฏ นอยพทกษ มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร ผศ. ดร. สนน ปานสาคร

มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร ดร. เทวรตน ตรอานรรค ดร. กระว ตรอานรรค สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง ดร. ประสนต ชมใจหาญ มหาวทยาลยขอนแกน ดร. ชยยนต จนทรศร มหาวทยาลยแมโจ ผศ. ดร. ฤทธชย อศวราชนย กองสงเสรมวศวกรรมเกษตร กรมสงเสรมการเกษตร นางดาเรศร กตตโยภาส นางสาวนฤมล ลดาวลย ณ อยธยา

ทปรกษากองบรรณาธการ มหาวทยาลยธรรมศาสตร รศ. พนย ทองสวสดวงศ

กองบรรณาธการวชาการ จฬาลงกรณมหาวทยาลย ศ. ดร. สรนทร พงศศภสมทธ มหาวทยาลยธรรมศาสตร ศ. ดร. ผดงศกด รตนเดโช ศ. ดร. สมชาต ฉนทศรวรรณ สถาบนเทคโนโลยแหงเอเชย ศ. ดร. อรรถพล นมหอม มหาวทยาลยเกษตรศาสตร รศ. ดร. ธญญา นยมาภา รศ. วชา หมนทาการ ผศ. ภรต กญชร ณ อยธยา ดร. ประภากรณ แสงวจตร มหาวทยาลยเชยงใหม รศ. ดร. สมพนธ ไชยเทพ ผศ. ดร. ศวะ อจฉรยวรยะ ดร. วบลย ชางเรอ มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร ผศ. ดร. วรชย อาจหาญ ผศ. ชาญชย โรจนสโรช ผศ. ดร. พยงศกด จลยเสน

มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร ศ. ดร. สมชาต โสภณรณฤทธ มหาวทยาลยแมโจ รศ. เสมอขวญ ตนตกล ผศ. ดร. สเนตร สบคา มหาวทยาลยขอนแกน รศ. ดร. ธวชชย ทวาวรรณวงศ รศ. ดร. วนต ชนสวรรณ ผศ. ดร. เสร วงสพเชษฐ ผศ. ดร. สมโภชน สดาจนทร ผศ. ดร. สมชาย ชวนอดม ผศ. ดร. วเชยร ปลมกมล มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร รศ. ดร. รงเรอง กาลศรศลป ผศ. ดร. จตรงค ลงกาพนธ มหาวทยาลยราชภฏวไลยอลงกรณ รศ. จราภรณ เบญจประกายรตน สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง รศ. ดร. ปานมนส ศรสมบรณ รศ. สาทป รตนภาสกร

สถาบนวจยเกษตรวศวกรรม กรมวชาการเกษตร ดร. ชศกด ชวประดษฐ ดร. อนชต ฉาสงห กองสงเสรมวศวกรรมเกษตร กรมสงเสรมการเกษตร นางดาเรศร กตตโยภาส นายณรงค ปญญา นายชรวรรธก มนกจ นางสาวฐตกานต กลมพสต University of California, Davis Pictiaw Chen, Ph.D., Professor Emeritus David C. Slaughter, Ph.D., Professor University of Tsukuba Masayuki Koike, D.Agr., Professor Emeritus Tomohiro Takigawa, Ph.D., Professor Mie University Nobutaka Ito, D.Agr., Professor Emeritus Kansas State University Dirk E. Maier, Ph.D., Professor Purdue University Klein E. Ililiji, Ph.D., Associate Professor

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 3: TSAE Journal Vol. 20-2

คณะกรรมการสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ประจาป พ.ศ. 2556 – 2557

ทปรกษา ฯพณฯ นายอาพล เสนาณรงค ฯพณฯ พลเอกสรยทธ จลานนท ศ. ดร. สมชาต โสภณรณฤทธ ศ. ดร. อรรถพล นมหอม ศ. ดร. สรนทร พงศศภสมทธ รศ. ดร. ธวชชย ทวาวรรณวงศ รศ. ดร. วนต ชนสวรรณ

Prof. Dr. Vilas M SalokheProf. Dr. Gajendra Singh Prof. Dr. Chin Chen Hsieh ดร. สภาพ เออวงศกล นายทรงศกด วงศภมวฒน นายสรเวทย กฤษณะเศรณ

นายโอฬาร พทกษ นายวกรม วชรคปต นายสมชย ไกรครฑร นายปราโมทย คลายเนตร นายสวทย เทดเทพพทกษ นายชนะธช หยกอบล

กรรมการบรหาร นายกสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย

อปนายก ประธานฝายวชาการ

ผชวยประธานฝายวชาการ ผชวยประธานฝายวชาการ ผชวยประธานฝายวชาการ

เลขาธการ เหรญญก

นายทะเบยน สาราณยกร

ผชวยสาราณยกร ปฏคม

ประชาสมพนธ ผประสานงานกลาง

นางดาเรศร กตตโยภาสผศ. ดร. วรชย อาจหาญ ศ. ดร. สมชาต โสภณรณฤทธ รศ. ดร. ปานมนส ศรสมบรณ ผศ. ดร. สมโภชน สดาจนทร ผศ. ดร. สเนตร สบคา นายณรงค ปญญา นางสาวฐตกานต กลมพสต นายชรวรรธก มนกจ ดร. วชรพล ชยประเสรฐ ดร. วนรฐ อบดลลากาซม นายนเรสน รงสมนตศร นางสาวนฤมล ลดาวลย ณ อยธยา นายอนรกษ เรอนหลา

กรรมการกลางและวชาการ รศ. ดร. สมยศ เชญอกษร รศ. ดร. ธญญา นยมาภา รศ. ดร. ธญญะ เกยรตวฒน รศ. ดร. ปานมนส ศรสมบรณ รศ. สาทป รตนภาสกร ผศ. ดร. สมโภชน สดาจนทร ผศ. ดร. เสร วงสพเชษฐ ดร. ชยพล แกวประกายแสงกล รศ. ดร. สมพนธ ไชยเทพ รศ. ดร. วชย ศรบญลอ ผศ. เธยรชย สนดษฎ นายไพศาล พนพง ผศ. ฉตรชาย ศภจารรกษ รศ. กตตพงษ วฒจานง

ดร. สมเกยรต เฮงนรนดร รศ. ผดงศกด วานชชง รศ. จราภรณ เบญจประกายรตน รศ. ดร. รงเรอง กาลศรศลป ผศ. ดร. ศวลกษณ ปฐวรตน ดร. วนรฐ อบดลลากาซม รศ. รงสน โสธรวทย รศ. ดร. ประเทอง อษาบรสทธ รศ. มานพ ตนตระบณฑตย ผศ. ดร. สเนตร สบคา ผศ. ภรต กญชร ณ อยธยา ดร. วสนต จอมภกด ดร. ชศกด ชวประดษฐ รศ. ดร. อนพนธ เทอดวงศวรกล

นางดาเรศร กตตโยภาส รศ. ใจทพย วานชชง นายชนะธช หยกอบล นายจารวฒน มงคลธนทรรศ ดร. ไมตร แนวพนช นายอคคพล เสนาณรงค นายวบลย เทเพนทร นายสภาษต เสงยมพงศ ดร. อนชต ฉาสงห นายวระชย เชาวชาญกจ นายนรเชษฐ ฉตรมนตร นายไมตร ปรชา ผศ. ดร. สมชาย ชวนอดม นายสมศกด องกรวฒนานกล

นางสาวพนดา บษปฤกษ นายมลฑล แสงประไพทพย นางสาวระพ พรหมภ นายพฒนศกด ฮนตระกล นายมรกต กลบด นายนเรศวร ชนอนทรมน นายขนศร ทองยอย นายสรสทธ บญรกชาต นายบญสง หนองนา นางสาวศระษา เจงสขสวสด นางสาววไลวรรณ สอนพล นางสาวนฤมล ลดาวลย ณ อยธยา หวหนาภาควชาและสาขาวศวกรรมเกษตรของสถาบนการศกษาทกแหงของประเทศ

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 4: TSAE Journal Vol. 20-2

คาแนะนาสาหรบผเขยน

1. หลกเกณฑทวไป

1.1 คานา วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย เปนวารสารวชาการทจดพมพโดยสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย

มวตถประสงคเพอเผยแพรผลงานวจยทงทเปนองคความรใหม นวตกรรม และเทคโนโลยทางดานวศวกรรมเกษตรและระบบชวภาพ ในรปของบทความวจย บทวจยยอ และบทความปรทศน เนอหาของบทความทเผยแพรในวารสารสะทอนถงขอบเขตทกวางขวางของศาสตรวศวกรรมเกษตร ซงบรณาการวศวกรรมศาสตรหลากหลายสาขามาประยกตเพอเพมผลตภาพทางการเกษตรและระบบชวภาพ อาท เครองจกรกลเกษตร วศวกรรมดนและนา เทคโนโลยหลงเกบเกยว วศวกรรมอาหาร โครงสรางอาคารเกษตร การจดการระบบเกษตร พลงงานและสงแวดลอมทางการเกษตร เปนตน เนอหาของบทความอาจเปนการรายงานผลการทดลองของเรองทศกษาทใหองคความรใหม การวเคราะหทางทฤษฎ การออกแบบและประดษฐนวตกรรม หรอการนาเสนอเทคนควธการทดลองใหม

1.2 ขอบขายวารสาร 1) ตนกาลงและเครองจกรกลเกษตร

เครองยนตและกาลง การออกแบบและทดสอบเครองจกรกลเกษตร กระบวนการผลตเครองจกรกลเกษตร เทคนคปฏบตและการใชเครองจกรกลเกษตร

2) วศวกรรมดนและนา การอดแนน การชะลาง และการปรบปรงดน พนทแหงแลง และการเกบกกนา อทกวทยาและการจดการนา ชลศาสตรและระบบชลประทาน การใหนาพชระดบไรนา

3) กระบวนการหลงเกบเกยวและวศวกรรมอาหาร กระบวนการหลงเกบเกยวและการเกบรกษา การบรรจ เทคนคแบบไมทาลาย กระบวนการและเครองจกรกลอาหาร วศวกรรมชวภาพ

4) โครงสรางอาคารเกษตร การออกแบบอาคารเกษตร ไซโล โรงเรอน และโรงงานผลตพช

การวางผงฟารม การออกแบบโรงงานอตสาหกรรมเกษตร

5) ระบบเกษตร โลจสตกสและโซอปทานผลตผลและสนคาเกษตร ระบบตรวจสอบยอนกลบและความปลอดภยอาหาร การจดการระบบเกษตร และการจาลองสถานการณ อตสาหกรรมเกษตร

6) คอมพวเตอร อเลกทรอนกส และเทคโนโลยสารสนเทศ การเกษตรแมนยา การตรวจวดระยะไกล ระบบภม

สารสนเทศ ระบบผเชยวชาญ เซนเซอร หนยนต และระบบอตโนมต ชวสารสนเทศ การประยกตคอมพวเตอร การพฒนาซอฟแวร และ

เทคโนโลยสารสนเทศ 7) พลงงานและสงแวดลอม

พลงงานทดแทน ชวมวลและพลงงานชวมวล การจดการพลงงาน การจดการของเสยการเกษตร รไซเคล และเทคโนโลย

ไรของเสย วศวกรรมระบบนเวศนเกษตร

1.3 ประเภทบทความ บทความทเผยแพรในวารสารม 3 ประเภทคอ บทความวจย (Research paper) คอ รายงานผลการศกษาทดลองททาใหไดมาซงองคความรใหม หรอนวตกรรมใหม ทไดดาเนนการ

จนสาเรจและมการเรยบเรยงอยางครบถวนสมบรณตามระเบยบวธวจย บทวจยยอ (Research note) คอ รายงานผลการศกษาทดลองเฉพาะในบางประเดนทผวจยคนพบ แตยงไมเสรจสมบรณ บทความปรทศน (Review paper) คอ รายงานทไดจากการรวบรวม ทบทวน และสงเคราะหงานวจยทผานมาในเรองใดเรองหนง

โดยสอดแทรกทศนคต ประสบการณ หรอความคดเหนของผเขยนทมตอเรองนนๆ

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 5: TSAE Journal Vol. 20-2

1.4 ความยาวบทความ บทความวจย ความยาวไมควรเกน 10 หนาเรยงพมพ บทวจยยอ ความยาวไมควรเกน 5 หนาเรยงพมพ บทความปรทศน ความยาวไมควรเกน 10 หนาเรยงพมพ

1.5 คาธรรมเนยมการตพมพ ผเขยนบทความทผานการพจารณาใหตพมพในวารสารฯ จะตองชาระคาธรรมเนยมการตพมพในอตราหนาละ 300 บาท

โดยกองบรรณาธการจะแจงรายละเอยดวธการชาระคาธรรมเนยมใหทราบเมอบทความไดรบการยอมรบตนฉบบใหตพมพในวารสารฯ

1.6 กระบวนการประเมนบทความ ตนฉบบบทความทกประเภทจะถกประเมนโดยผทรงคณวฒไมตากวา 2 ทาน กองบรรณาธการจะแจงผลการประเมนของ

ผทรงคณวฒไปยงผรบผดชอบบทความ (Corresponding author) ตามขอมลการตดตอในตนฉบบ ผเขยนบทความตองปรบปรงแกไขตนฉบบตามคาแนะนาของผทรงคณวฒ พรอมทงตอบขอซกถามของผทรงคณวฒใหชดเจน แลวสงเอกสารทงหมดกลบมายง กองบรรณาธการภายในระยะเวลาทกาหนด กองบรรณาธการจะพจารณาตดสนยอมรบตนฉบบใหตพมพในวารสารฯ โดยใชผลการประเมนของผทรงคณวฒเปนเกณฑ ทงนคาตดสนของกองบรรณาธการถอเปนอนสนสด

2. รายละเอยดการเตรยมตนฉบบ* *กองบรรณาธการขอสงวนสทธไมรบพจารณาตนฉบบบทความจนกวาตนฉบบนนๆ จะมการจดเรยงหนาตามรายละเอยดทแจงไว

ในเอกสารน

2.1 แบบฟอรมตนฉบบ (Template) ผเขยนควรทาความเขาใจแบบฟอรมตนฉบบ (Template) และตวอยางตนฉบบ (Manuscript example) ทกองบรรณาธการ

จดทาไวอยางละเอยด ลกษณะ (Styles) ของเนอหาทกสวนของแบบฟอรมตนฉบบไดถกปรบตงใหเปนไปตามขอกาหนดการจดเรยงหนาในเอกสารฉบบนแลว ผเขยนควรจดเตรยมตนฉบบโดยใชแบบฟอรมตนฉบบและกาหนดลกษณะ ใหกบทกสวนในตนฉบบใหสอดคลองกบแบบฟอรมตนฉบบ แบบฟอรมตนฉบบและตวอยางตนฉบบสามารถดาวนโหลดไดจากเวบไซตสมาคมฯ (www.tsae.asia)

2.2 การจดหนาและแบบอกษร ตนฉบบใชกระดาษขนาด A4 ตงขอบกระดาษแบบ Mirror margins (ระยะขอบเพอการเยบเลมหนงสอ) ตงระยะขอบบนและ

ขอบลางอยางละ 2.0 cm, ขอบนอก 1.5 cm และขอบใน 2.5 cm การพมพใชอกษรแบบ TH SarabunPSK ตลอดทงตนฉบบ

2.3 การระบประเภทบทความ ผเขยนจะตองระบประเภทของบทความทมมบนขวาในหนาแรกของบทความวาเปนบทความวจย บทวจยยอ หรอบทความปรทศน

(ดแบบฟอรมตนฉบบ)

2.4 หวเรอง สวนหวเรองจะมทงภาษาไทยและภาษาองกฤษ ประกอบดวย ชอบทความ ใชอกษรขนาด 16 pt ตวหนา จดกระจายแบบไทย (Thai distributed) ชอบทความควรสนกระชบ ไดใจความ

และมความจาเพาะเจาะจงกบเนอหาของงาน ชอ นามสกล ผเขยน ใชอกษรขนาด 14 pt ตวหนา จดกระจายแบบไทย ไมใชคานาหนาชอ ระหวางชอผเขยนแตละคนใหใช

เครองหมายจลภาคคน หลงชอผเขยนใหแสดงกากบตนสงกดดวยตวเลขแบบอกษรยก (Superscript) และใหกากบผรบผดชอบบทความดวยเครองหมายดอกจน กองบรรณาธการจะถอวาผเขยนทกคนทมชอปรากฏในตนฉบบไดรบทราบและเหนพองกบเนอหาในตนฉบบนน

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 6: TSAE Journal Vol. 20-2

ตนสงกดและทอย ใชอกษรขนาด 12 pt ตวธรรมดา จดกระจายแบบไทย กากบแสดงตนสงกดดวยตวเลขแบบอกษรยก แลวตามดวยชอตนสงกดและทอย (จงหวดและรหสไปรษณย)

ใหระบหมายเลขโทรศพท โทรสาร และอเมล ของผรบผดชอบบทความ

2.5 บทคดยอ บทความภาษาไทยจะตองมบทคดยอทงภาษาไทยและภาษาองกฤษ โดยใหลาดบบทคดยอภาษาไทยมากอนภาษาองกฤษ การพมพ

บทคดยอจะจดเปน 1 คอลมน จดกระจายแบบไทย ใชอกษรขนาด 14 pt บรรทดแรกใหยอหนา (Indentation) 1.0 cm บทคดยอควรสนกระชบ (ไมควรเกน 250 คา) เนอความครอบคลมถงวตถประสงค วธการ ผล การคนพบทสาคญ และสรป

2.6 คาสาคญ ทายบทคดยอใหระบคาสาคญ 3-5 คา ใชอกษรขนาด 14 pt คาสาคญทงภาษาไทยและภาษาองกฤษใหใชเครองหมายจลภาคคน

ระหวางคา สาหรบภาษาองกฤษใชอกษรตวพมพใหญกบอกษรตวแรกของทกคา

2.7 เนอความ สวนเนอความใชการจดหนาเปน 2 คอลมน ความกวางของแตละคอลมน 8.25 cm ระยะระหวางคอลมน 0.5 cm จดกระจายแบบ

ไทย หวเรองยอยใหใชหมายเลขกากบ และพมพตวหนา เชน “1 บทนา” (ตามดวย 1.1 พมพตวเอยง, 1.1.1 พมพตวหนาและเอยง, ...) และจดกระจายแบบไทย บรรทดแรกของทกยอหนาใหยอหนา 0.5 cm และใหใชอกษรขนาด 14 pt ตลอดทงเนอความ ยกเวนรายการเอกสารอางอง ในรายการเอกสารอางอง ใหยอหนา 0.5 cm แบบ Hanging

เนอความควรประกอบดวยสวนตางๆ ดงน บทนา (Introduction) ควรมการทบทวนวรรณกรรมทเกยวของตรงประเดน กลาวถงทมาของปญหาและความสาคญของผลงานท

ผเขยนตองการนาเสนอ ตอนทายบทนาควรระบวตถประสงคและขอบเขตของงานอยางชดเจน อปกรณและวธการ (Materials and methods) การเขยนสวนอปกรณและวธการใหบรรยายรอยเรยงกนไป ไมเขยนในลกษณะ

นารายการอปกรณมาเรยงลาดบ (List) ควรอธบายอยางเปนขนตอนและมรายละเอยดเพยงพอใหผอานทสนใจสามารถทาการทดลองซาได วธการทเปนททราบดในสาขาวชานน หรอเปนมาตรฐาน หรอถกเผยแพรโดยผอนมากอน ควรใชการอางองโดยไมตองอธบายรายละเอยดซา การกลาวถงชอทางการคาของอปกรณเพอความสมบรณของขอมลเชงวทยาศาสตรสามารถทาได แตทงนตองไมมนยทแสดงถงการรบรองหรอสนบสนนผผลตรายใดรายหนง

ผลและวจารณ (Results and discussion) ผลทนาเสนอควรเปนขอมลทผานการวเคราะหสงเคราะห ไมใชขอมลดบ โดยนาเสนอเปนลาดบสอดคลองกบทอธบายไวในสวนอปกรณและวธการ ควรมการแปลและวจารณผลอยางมหลกการและมขอมลสนบสนนชดเจน อาจมการเปรยบเทยบผลกบงานวจยในทานองเดยวกนทเผยแพรมากอน รวมทงอาจใหขอเสนอแนะสาหรบการวจย ทเกยวของกนในอนาคต

สรป (Conclusions) เปนการลงความเหนหรอสรปการคนพบทสาคญทไดจากงานวจย ควรสนกระชบ และไมอธบายซาซอนกบเนอความในสวนกอนหนา

กตตกรรมประกาศ (Acknowledgement) เปนสวนทผเขยนแสดงคาขอบคณแกบคคล หรอหนวยงานทมบทบาทสาคญในการสนบสนนการดาเนนงานวจย ทงน ไมจาเปนตองแสดงคาขอบคณแกผรวมเขยนบทความซงมชอปรากฏในสวนหวเรองแลว สวนกตตกรรมประกาศอาจมหรอไมมกได

เอกสารอางอง (References) การอางองใชระบบชอผแตง-ปทตพมพ (Name-year system) ควรอางองเฉพาะแหลงขอมลทมเนอหาเกยวของกบงานวจยของผเขยน เอกสารอางองทใชตองไดรบการยอมรบทางวชาการ ไมควรอางองแหลงขอมลทเขาถงไดยาก เชน รายงานผลการวจยทเผยแพรในกลมแคบๆ ขอมลทไมถกตพมพ หรอการตดตอสอสารระหวางบคคล เอกสารอางองทกชนทถกอางถงในเนอความตองปรากฏอยในรายการเอกสารอางอง และในทานองเดยวกนเอกสารอางองทกชนทปรากฏอยในรายการเอกสารอางองตองถกอางถงในเนอความ การอางถงเอกสารอางองภาษาไทยในเนอความใหใชรปแบบ “ชอผแตง (ปทตพมพ)” เชน “มงคล (2545) แสดงใหเหนวา ...” หรอ “ความเรวการหมนลกมะพราวและความเรวของมดปอกมผลตอความเรยบของผวลก

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 7: TSAE Journal Vol. 20-2

มะพราว (บณฑต, 2550)” หรอ “อนพนธ และศวลกษณ (2555) พบวา ...” แตหากเอกสารอางองเปนภาษาองกฤษใหใชรปแบบ “นามสกลผแตง (ปทตพมพ)” เชน “Mettam (1994) แสดงใหเหนวา ...” การอางถงเอกสารอางองภาษาไทยซงมผแตงตงแต 3 คนขนไปใชคาวา “และคณะ” หลงชอผแตงคนแรก เชน “สมชาต และคณะ (2551)” สาหรบเอกสารอางองภาษาองกฤษใหใชคาวา “et al.” เชน “Perez-Mendoza et al. (1999)” การจดเรยงรายการเอกสารอางอง ใหจดเรยงเอกสารอางองภาษาไทยกอน แลวตามดวยเอกสารอางองภาษาองกฤษ สาหรบเอกสารอางองภาษาไทย ใหจดเรยงเอกสารอางองตามลาดบอกษรของชอผแตง ซงถาผแตงคนแรกเปนคนเดยวกน ใหเรยงลาดบตามอกษรของชอผแตงคนถดไป ถาชอผแตงเหมอนกนทงหมดใหเรยงลาดบตามปทพมพ ถาปทพมพเปนปเดยวกนใหระบความแตกตางดวยอกษร “ก”, “ข”, “ค” ตอทายปทตพมพ สาหรบเอกสารอางองภาษาองกฤษ ใหจดเรยงเอกสารอางองตามลาดบอกษรของนามสกลผแตง ซงถาผแตงคนแรกเปนคนเดยวกน ใหเรยงลาดบตามอกษรของนามสกล ผแตงคนถดไป หากผแตงเปนคนเดยวกนทงหมด ใหเรยงลาดบตามปทตพมพ ในกรณทผแตงเปนคนเดยวกนทงหมดและตพมพในปเดยวกน ใหระบความแตกตางดวยตวอกษร “a”, “b”, “c” ตอทายปทตพมพ ชอวารสารวชาการทนามาอางองใหใชชอเตม

2.8 ตวอยางการพมพรายการเอกสารอางอง บทความวารสารวชาการ

จกรมาส เลาหวณช, พรมม แพงสชา, สเมธ คาวนสา. 2552. การหาคาความขาวขาวสารโดยวธการวดคาส. วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย 15(1), 26–30.

Perez-Mendoza, J., Hagstrum, D.W., Dover, B.A., Hopkins, T.L., Baker, J.E. 1999. Flight response, body weight, and lipid content of Rhyzopertha dominica (F.) (Coleoptera: Bostrichidae) as influenced by strain, season and phenotype. Journal of Stored Products Research 38, 183–195.

หนงสอทมผแตงแตละบท (Edited book) Mettam, G.R., Adams, L.B. 1994. How to prepare an electronic version of your article. In: Jones, B.S., Smith, R.Z.

(Eds.), Introduction to the Electronic Age (pp. 281–304). New York: E-Publishing Inc. ตารา ประดษฐ หมเมองสอง, สชญาน หรรษสข. 2550. การวเคราะหการสนสะเทอน. กรงเทพมหานคร: ซเอดยเคชน. Strunk, W., Jr., White, E.B. 1979. The Elements of Style. (3rd ed.). Brooklyn, New York: Macmillan. รายงานการประชมวชาการ วฒนชย ภทรเธยรสกล, วารณ เตย, สมชาต โสภณรณฤทธ. 2553. ศกยภาพการผลตเอทานอลจากลกโนเซลลโลสในประเทศไทย.

รายงานการประชมวชาการสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ครงท 11 ประจาป 2553, 299–304. นครปฐม: ภาควชาวศวกรรมเกษตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน. 6–7 พฤษภาคม 2553, กาแพงแสน, นครปฐม.

Winks, R.G., Hyne, E.A. 1994. Measurement of resistance to grain fumigants with particular reference to phosphine. In: Highley, E., Wright, E.J., Banks, H.J., Champ, B.R. (Eds). Proceedings of the Sixth International Working Conference on Stored-product Protection, 244–249. Oxford, UK: CAB International. 17–23 April 1994, Canberra, Australia.

วทยานพนธ สยาม ตมแสงทอง . 2546. การปรบปรงเครองคดขนาดผลมงคดแบบจานหมน. วทยานพนธวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต.

กรงเทพมหานคร: บณฑตวทยาลย, มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. Chayaprasert, W. 2007. Development of CFD models and an automatic monitoring and decision support system

for precision structural fumigation. PhD dissertation. West Lafayette, Indiana: Department of Agricultural and Biological Engineering, Purdue University.

แหลงขอมลอเลกทรอนกส ศนยขอมลกรงเทพมหานคร. 2550. สถตรายป กรงเทพมหานคร. แหลงขอมล: http://203.155.220.230/stat_search/frame.asp.

เขาถงเมอ 14 มถนายน 2550. United Nations Environment Programme. 2000. The Montreal protocol on substances that deplete the ozone

layer. Available at: http://ozone.unep.org/pdfs/Montreal-Protocol2000.pdf. Accessed on 7 August 2008.

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 8: TSAE Journal Vol. 20-2

2.9 หนวย ใชระบบหนวย International Systems (SI) ใหถอวาหนวยเปนสญลกษณ ดงนนแมในบทความจะมเนอความเปนภาษาไทย

หนวยทใชจะเปนหนวยภาษาองกฤษเสมอ เชน “มวล 15 kg” ไมใช “มวล 15 กโลกรม” หรอ “มวล 15 กก.” เปนตน ใหเขยนหนวยทมลกษณะเปนเศษสวนในรปตวเลขยกกาลง เชน “m s-1” ไมใช “m/s” เปนตน

2.10 สมการ สมการทไมซบซอนอาจพมพแทรกระหวางขอความภายในบรรทดได สมการทมความซบซอนใหพมพแยกบรรทดดวย Equation

editor ควรกาหนดหมายเลขใหกบทกสมการตามลาดบการปรากฏในตนฉบบของสมการ และควรอางถงสมการในเนอความตามหมายเลขทกาหนดไว ควรนยามตวแปรทกตวในสมการเมอถกอางองถงครงแรก ตวแปรควรพมพดวยตวอกษรเอยง และใชอกษรหรอสญลกษณทเปนทนยมในสาขานนๆ หากจาเปนตองมการกาหนดสญลกษณหรอตวแปรขนใหมเปนจานวนมาก ควรทาตารางสญลกษณเฉพาะ (Nomenclature)

2.11 ภาพและตาราง ใหแทรกภาพและตารางลงในเนอความ โดยรายละเอยดของภาพจะตองสามารถมองเหนไดชดเจนเมอเรยงพมพ ภาพถายควรม

ความละเอยดอยางนอย 300 dpi ภาพทเปนกราฟจะตองมคาอธบายแกน คาอธบายสญลกษณในกราฟ พรอมระบหนวยใหชดเจน เนองจากวารสารฯ จะถกจดพมพแบบขาว-ดา ดงนน ผเขยนควรคานงถงการสญเสยความชดเจนของภาพสเมอตองจดพมพเปนภาพขาว-ดา ตารางควรจดรปแบบใหเรยบรอย เสนตารางใชเฉพาะเสนแนวนอน ไมใชเสนแนวตง

ชอภาพและตาราง ตลอดจนขอความทงหมดในภาพและตารางใหใชภาษาองกฤษ ใหเขยนชอภาพไวดานใตภาพ โดยใชรปแบบ ดงตวอยางเชน “Figure 1 Relationship between …” สวนชอตารางใหเขยนไวดานบนตาราง โดยใชรปแบบดงตวอยางเชน “Table 1 Results of …” ใหจดขอบซายขวาของชอภาพและตารางเปนแบบจดกระจายแบบไทย ใชอกษร TH SarabunPSK ขนาด 14 pt ชอภาพและตารางควรสอใหผอานสามารถทาความเขาใจสาระสาคญของภาพหรอตารางนนๆ ได แมไมอานเนอความ การกาหนดหมายเลขภาพและตารางใหเปนไปตามลาดบการปรากฏในตนฉบบ ใหใชรปแบบการอางองถงภาพและตารางในเนอความ ดงตวอยางเชน “... ดงผลการทดลองใน Figure 1” หรอ “Table 1 เปนคาเฉลยของ ...” ควรแทรกภาพหรอตารางเมอจบยอหนาทมการอางถงภาพหรอตารางนนๆ ทนท

2.12 หมายเลขบรรทด (Line number) เพอความสะดวกในการประเมนบทความของผทรงคณวฒ ใหกาหนดหมายเลขบรรทดดวยอกษร TH SarabunPSK ขนาด 8 pt

เยองจากขอความ 1 mm นบทละ 1 บรรทด โดยกาหนดใหบรรทดแรกของคอลมนซายเปนบรรทดหมายเลข 1 และเรมนบลาดบเลขใหมในแตละหนาตลอดทงตนฉบบ

3. การสงตนฉบบ

ผเขยนสามารถสงไฟลตนฉบบทางระบบ online submission ไดท http://tsae.asia/journals/index.php/tsaej2014/ หรออเมลไฟลตนฉบบมาท [email protected] หรอสงตนฉบบ (Hard copy) จานวน 3 ชด โดย 3 ชดไมแสดงชอและสงกดของผเขยนทางไปรษณยตามทอยดานลาง เมอไดรบตนฉบบแลว กองบรรณาธการจะแจงใหผรบผดชอบบทความทราบ

รองศาสตราจารย ดร. อนพนธ เทอดวงศวรกล ภาควชาวศวกรรมเกษตร คณะวศวกรรมศาสตร กาแพงแสน มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน 1 หม 6 ถ. มาลยแมน ต. กาแพงแสน อ. กาแพงแสน จ. นครปฐม 73140 (ตนฉบบวารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย)

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 9: TSAE Journal Vol. 20-2

สารบญ 1 The Effects of Drying Temperatures and Oil Contents on Properties of Biodegradable Film from Konjac Flour  Prayoon Jomlapeeratikul1*, Nattapol Poomsa-ad2, Lamul Wiset2, Chaleeda Borompichaichartkul3 

8 การพฒนาเครองกรอกดนใสถงเพาะชากลายางพารา รน 2  ธรรมณชาต วนแตง1* 

15 การบรหารจดการนาในลมนาเพชรบรแบบบรณาการ  ยทธนา ตาละลกษมณ1*, บญชา ขวญยน2, วราวธ วฒวณชย2

 

24 Quantification of the Severity of Brown Leaf Spot Disease in Cassava using Image Analysis  Wanrat Abdullakasim1*, Kittipong Powbunthorn1, Jintana Unartngam2

 

33 การนาเทคนคการพยากรณมาใชในการบรหารพสดคงคลง: กรณศกษาบรษทผลตเครองตดโลหะ  อรภา ชาตวนช1*, พงษเพญ จนทนะ2

 

43 ผลกระทบของการเตรยมขนตนดวยการลวกและแบบจาลองการอบแหงดอกเกกฮวย  ฤทธชย อศวราชนย1, 2*, ปองพล สรยะกนธร1, 2, ประพนธ จโน1, 2

 

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 10: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 1-7

1

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Research PaperVolume 20 No. 2 (2514) 1-7

ISSN 1685-408X Available online at www.tsae.asia

The Effects of Drying Temperatures and Oil Contents on Properties of Biodegradable Film from Konjac Flour Prayoon Jomlapeeratikul1*, Nattapol Poomsa-ad2, Lamul Wiset2, Chaleeda Borompichaichartkul3

1Faculty of Engineering, Rajamangala University of Technology Isan Khonkaen Campus, Khonkaen, Thailand, 40000 2Faculty of Engineering, Mahasarakham University, Mahasarakham, Thailand, 44150 3Department of Food Technology, Faculty of Science, Chulalongkorn University, Bangkok, Thailand, 10330 *Corresponding author: Tel: +68-95-547-049, E-mail: [email protected]

Abstract Biodegradable film is material made of biopolymer that can degrade naturally. Konjac flour is a soluble

dietary fiber obtained from the root of the konjac plant (Amorphophallus konjac). The objective of this research was to study the effects of drying temperatures and olive oil concentrations on physical and mechanical properties, water vapor permeability (WVP) and solubility of biodegradable film from Konjac flour. The concentrations of olive oil were varied from 0, 1 to 3% in the experiment. The film drying was performed using a heat pump dryer at drying temperatures of 45 and 55ºC. The results showed that tensile strength and solubility of film were significantly decreased (p ≤ 0.05) when the olive oil concentration and drying temperature were increased. Percentage of elongation and thickness of the film were significantly increased (p ≤ 0.05) when olive oil concentrations and drying temperatures were raised. In addition, water vapor permeability of the film was significantly increased (p ≤ 0.05) when the olive oil concentrations and drying temperatures were increased.

Keywords: Biodegradable film, Drying, Konjac flour, Mechanical properties, Water vapor permeability

1 Introduction Packaging is part of marketing tool and acting as

a silent salesman for consumer information purposes. It places a physical barrier between food products and the outside environment, especially those susceptible to oxidative and microbiological deterioration. The most common materials used for packaging are paper, fiberboard, plastic, glass, steel, and aluminum. Oil-derived synthetic plastics are commonly used. It is because of their advantages over other packaging materials in terms of sturdiness and low weight (Go´mez-Guille´ et al., 2009). However, they pose a serious global environmental problem by generating large volumes of non-biodegradable waste (Kirwan and Strawbridge, 2003). In addition to safety and

environmental issues, recycling of plastics is complicated for technical and economic reasons (Aguado and Serrano, 1999). Thus, new biodegradable films made from edible biopolymers from renewable sources could become an important factor in reducing the environmental impact of plastic waste (Tharanathan, 2003). Proteins, lipids and polysaccharides are the main biopolymers employed to make edible films. The type of biopolymer to use in the film determines the properties of the material as a barrier to water vapour, oxygen, carbon dioxide, and lipid transfer in food systems. Films composed primarily of proteins or polysaccharides have suitable overall mechanical and optical properties but are highly sensitive to moisture and exhibit poor water

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 11: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 1-7

2

vapour barrier properties (Guilbert et al., 1996). This may represent a drawback when they are applied to food products with high moisture contents, because the films may swell, dissolve, or disintegrate upon contact with the water. However, the concept of biopolymers only is valid if the oil utilization life-cycle is shorter for biopolymers than for synthetic polymers (Scott, 2000).

Konjac glucomannan (KGM) is the main polymer which are from agricultural product, readily available, biodegradable and highly safe. They possess special nutritional and good film-forming properties (Cheng et al., 2008). For instance, KGM is found to have functions such as has the ability to lower blood cholesterol and sugar level, help with weight loss, promote intestinal activity and immune function etc (Zhang et al., 2005)

Edible films from biodegradable material can be formed by two main processes, i.e., casting and extrusion (Hernandez and Krochta, 2008). The film formation process most often reported in the scientific literature is the casting method. Briefly, it involves dissolving the biopolymer and blending it with plasticizers and/or additives to obtain a film-forming solution, which is cast onto plates and then dried by driving off the solvent. The extrusion method relies on the thermoplastic behaviour of proteins at low moisture levels. Films can be produced by extrusion followed by heat-pressing at temperatures that are ordinarily higher than 80ºC. This process may affect film properties (Kaya and Kaya, 2000).

Drying at higher temperatures will affect on quality of the biodegradable film. The physical and chemical properties of the film are changes (Ekthamasut and Akesowan, 2001). This is due to the biodegradable film is a thin sheet. Most types of edible films were prepared by hot air drying (Kaya and Kaya, 2000). Heat pump dryer is one of the fastest drying methods. Although drying at a low temperature it can still reduce moisture in samples. Heat pump dryer is very

good conditions for heat sensitive materials to dry, as it enables independent control of temperature and relative humidity. This technology requires far less energy, as the system can recover the latent heat in a closed loop, and be conducted independent of ambient weather conditions (Perera and Rahman, 1997). Their advantages include higher energy efficiency due to the high coefficient of performance and better product quality (Strommen et al., 2000).

The objective of this paper was to investigate the effects of drying temperatures and olive oil concentrations on properties of biodegradable film. Konjac flour was used as biodegradable base for film forming. Heat pump dryer was used for drying process. The drying temperature was set at 45 and 55ºC. The olive oil were varied from 1 and 3% w/w. Properties of film that were evaluated including tensile strength, elongation, thickness, solubility and water vapor permeability.

2 Materials and Methods

2.1 Materials Konjac glucomannan (food grade) is obtained from

the Yunnan Genyun Konjac Resource Corp., Kunming (Biojade, Yunnan, PR China). Potassium hydroxide and Glycerin were obtained from Thai Food and Chemical Co., Ltd. Olive oil was purchased from a retail store.

2.2 Film Preparation A film-forming solution was prepared by weighed

of konjac flour (1% w/v) of 100 ml distilled water and constant stirring via at room temperature (25ºC) for 3 h. The 0.14% w/v potassium hydroxide (KOH) was added before blending for 15 min. The mixture was then left to stand for 1 h at room temperature. The glycerol was added at 30% of the weight of Konjac flour and blending for 20 min. Olive oil was added in the amount of 1 and 3% w/v konjac and homogenized at 12,500 rpm for 5 min.

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 12: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 1-7

3

2.3 Film Drying Each conditions of film were prepared by the

solution 33.75 g portion was poured and spread onto a level, rectangular Perspex plate fitted with rims around the edge to give a 7.5x3.5 cm2 film forming area. The solution were allowed to dry at the temperatures of 45 and 55ºC using a heat pump dryer for the obtained dried film. The obtained dry film was peeled off and stored in a desiccator containing saturated sodium chloride (NaCl) solution with 75% RH at room temperature until analysis.

2.4 Film Properties Determination 1) Film thickness determination. The film thickness

was measured using a micrometer (Mitutoyo, Tokyo, Japan) with an accuracy of 0.001 mm. Each film sample was measured at six random positions along the strip; an average value was reported. The mechanical properties and Water vapor permeability (WVP) were calculated using the average thickness of each film sample.

2) Tensile strength and elongation tests. The measurement of the mechanical properties of biodegradable film was carried out using a texture analyzer (Texture Analyzer model TA.XT. Plus, Stable Micro Systems LTD, UK). After conditioning a biodegradable film, sample was cut into a 25.4 mm wide and 100 mm long strip. Initial grip separation 60 mm and speed were set at 60 mm min-1, respectively. Tensile strength was calculated by dividing the maximum load for breaking the film by its cross-sectional area. Percent elongation was determined by dividing the film elongation at rupture by the initial grip separation.

3) Water vapor permeability of the films was determined using an aluminum cup with a diameter and height of 5.2 cm and 4.2 cm, respectively. Aluminum cup contained 100 g silica gel (0% RH) that was dried in oven (BINDER model ED 53 E2, Tuttlingen, Germany) at 120ºC for 24 h. The headspace for the

aluminum cup was 1 cm from the opening of the aluminum cup. Films were cut circularly with a diameter slightly larger than the diameter of the aluminum cup. They were covered and sealed using melted paraffin. These aluminum cups were then placed in a desiccator containing distilled water (100% RH). The aluminum cups were weighed at 1 h intervals over 5 h periods. Weight gain graphs were plotted with respect to time. The slope of each line was calculated by linear regression (R2 ≥ 0.99). The measured WVP of the films was determined as follows (Sobral et al., 2001).

WVP = (WVTR × t) DP-1 (1)

Where WVTR is the water vapor transmission rate (g m-2 h-1) through a film, calculated from the slope of the straight line divided by the exposed film area (m2) and t is the mean film thickness (mm), and DP is the partial water vapor pressure difference (Pa) across the two sides of the film. For each type of film, WVP measurements were replicated three times for each batch of films.

4) Solubility in Water is defined as the percentage of film dry matter solubilized after 3 h of immersion in distillation water. The initial percentage of dry matter was determined by drying 2 cm diameter disks in a hot air oven at 105ºC for 3 h to determine the weight of film dry matter (W). Disks were cut, weighed and immersed in 100 ml of distilled water, with periodic stirring for 1 h at room temperature. The remained films were taken out and filter used filter paper No.4 to determine the weight of filter paper (a1). It was dried by hot air oven at 105ºC for 25 min to determine the final weight of dry matter (a2). Solubility is reported as the difference between initial and final dry matter with respect to initial dry matter. The measured solubility in water of the films was determined as follows (Rhim et al., 1999).

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 13: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 1-7

4

% solubility in water = [W – (a2 – a1)] W-1 (2)

where W is weight of film dry matter, a1 is the weight of filter paper and a2 the final weight of filter paper dry matter.

3 Results and Discussion The effects of drying temperature (45 and 55ºC)

and olive oil concentrations (0, 1 and 3% w/w) on physical properties, mechanical properties, water vapor permeability and solubility of biodegradable films was investigated. The experimental results are as following.

3.1 Tensile Strength The tensile strength of biodegradable films

containing various olive oil concentrations decreased as oil concentrations was increased. As it can be observed in Table 1, the plasticizer additives glycerol and olive oil have an indicated that all additives significantly influenced tensile strength of the films. The films mixed with more than 1% of olive oil concentrations presented lower values of tensile strength. Therefore, glycerol and olive oil additive acts as a plasticizer concentration agent, changing film mechanical behavior. But there was no significant difference observed in the tensile strength among films at various olive oil concentrations at 55ºC. The films drying at low temperature resulted in slow moisture removal of film solution. This effect caused the better intermolecular interactions and increase mobility of the macromolecules on film structures. Therefore, the structure of dried film was stronger when drying at low temperature. This was similar behavior with the report of Menegalli et al. (1999) that the effect of drying conditions on the mechanical properties was verified with the increase of drying temperature, independent of the relative humidity, caused decrease of the tensile strength and increase of elongation.

Table 1 Results of tensile strength (N mm-2) of film obtained from different drying temperatures and olive oil concentrations.

Olive oil (%w/w)

Temperature (ºC) 45 55

0 12.68Aa 0.46 12.02Ba 0.46 1 4.56Ab 0.86 3.01Bb 0.14 3 3.06Ac 0.20 2.51Bb 0.03

A,BSame row with different letters are significantly different (p ≤ 0.05). a,bSame column with different letters are significantly different (p ≤ 0.05).

3.2 Elongation The elongation at break is a measure of the film’s

stretch before breaking (Krochta and Mulder-Johnston, 1997). It was shown that trend for elongation value of these films were opposite to tensile strength. The addition of olive oils resulted in more elastic films. Generally, as the film structure softened, tensile strength decreased and elongations were increased in all temperatures and olive oil concentrations. The results are shown in Table 2.

Table 2 Results of elongation (%) of film obtained from different drying temperatures and olive oil concentrations.

Olive oil (%w/w)

Temperature (ºC) 45 55

0 6.88Bc 3.60 7.92Ac 1.40 1 13.14Bb 1.57 24.47Ab 0.73 3 27.15Ba 3.03 55.12Aa 2.35

A,BSame row with different letters are significantly different (p ≤ 0.05). a,bSame column with different letters are significantly different (p ≤ 0.05).

This finding was agreed with the previous report that the glycerol concentration significantly affected the tensile strength and percent elongation of the

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 14: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 1-7

5

films (Oses et al., 2009). The films without olive oil had the highest tensile strength and lowest percent elongation.

3.3 Thickness Biodegradable films produced without olive oils

were smooth and transparent having mean thickness about 0.04 mm. When olive oils were added, films became thicker (Table 3). As the concentration of the olive oils increased, the thickness of the films increased. This was due to the fact that olive oil acted as plasticizing agents, to reduce the intermolecular interactions and decrease mobility of the macromolecules. This was similar behavior with the report of Pereda et al. (2012) that a strong interaction between the polymer and the olive oil produced a crosslinking effect, which decreases the free volume and the molecular mobility of the polymer; in this sense, this effect can also been considered as an important increase in the local viscosity of the oil in the vicinity of chitosan chains. For drying temperature, the thickness of films increased with the increase of drying temperature. Since the low drying temperature caused the slow moisture lost of the film solution. Hence, these films shriveled and led to a decrease in the film thickness.

Table 3 Results of thickness (mm) of film obtained from different drying temperatures and olive oil concentrations.

Olive oil (%w/w)

Temperature (ºC)45 55

0 0.040c 0.000 0.040c 0.000

1 0.138Bb 0.000 0.170Ab 0.001

3 0.269Ba 0.004 0.390Aa 0.002 A,BSame row with different letters are significantly different (p ≤ 0.05). a,bSame column with different letters are significantly (p ≤ 0.05).

3.4 Water vapor permeability WVP of these films was increased by adding olive

oils concentrations (Table 4).

Table 4 Results of WVP (g mm (kPa h m²)-1) of film obtained from different drying temperatures and olive oil concentrations.

Olive oil (%w/w)

Temperature (ºC)45 55

0 0.476Bb 0.030 1.276Ac 0.030 1 0.560Bb 0.045 1.533Ab 0.051 3 0.666Ba 0.051 2.226Aa 0.100

A,BSame row with different letters are significantly different (p ≤ 0.05). a,bSame column with different letters are significantly different (p ≤ 0.05).

The result indicated that water vapor transfer generally occurs through the hydrophilic portion of the film and depends on the hydrophilic-hydrophobic ratio of the film components. Table 4 shows the WVP of the films. The film drying at temperature of 45ºC has lower than the films drying at 55ºC. A similar effect was observed by Kaya and Kaya (2000) reported that increasing WVP with the increasing temperature were observed in whey protein isolate edible films were dried using microwave drying or at room conditions, increase in WVP with increase temperature was observed for methyl cellulose and hydroxypropyl methylcellulose films (Park and Chinnan, 1995). The presence resulted of olive oil concentrations are increased caused an increase in WVP. The effect found in this research may be related to the hydrophobic property and the thickness of the films. Since the WVP were calculated using the average thickness of each film sample (Eq. 1). The thicknesses of edible films are increased with the drying temperature and olive oil concentration leading an increase in WVP.

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 15: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 1-7

6

3.5 Solubility The water solubility of these films was decreased

by adding olive oils concentrations (Table 5). This could be explained by the fact that vegetable oils, with the help of hydrophobic substances that dispersed in the films, changed the polarity of the components (Ekthamasut and Akesowan, 2001). In addition, the increase of drying temperature caused the decrease of the solubility in films. This was similar with the observed by Tápia-Blácido et al. (2005) the films based with amaranth flour found that the solubility in water was affected by temperature variation and by drying humidity.

Table 5 Results of solubility (%) of film obtained from different drying temperatures and olive oil concentrations.

Olive oil (%w/w)

Temperature (ºC) 45 55

0 78.16Aa 0.68 70.11Ba 2.39

1 56.02Ab 0.19 38.51Bb 0.07

3 24.45Bc 0.64 26.95Ac 0.37 A,BSame row with different letters are significantly different (p < 0.05). a,bSame column with different letters are significantly different (p < 0.05).

4 Conclusions The effects of olive oil concentrations and drying

temperatures on physical properties, mechanical properties, water vapor permeability and solubility of biodegradable film were studied. From the experimental results of properties appeared that the elongation, thickness and water vapor permeability were significantly increased with increase in the olive oil concentrations. The tensile strength and percent solubility of the films decreased with an increase in the concentrations of olive oil. The olive oil concentrations had statistically significant on all condition of edible films prepared by different

temperatures drying. The tensile strength and percent solubility of the films decreased with an increase in the drying temperatures but the elongation, thickness and water vapor permeability were significantly increased with the drying temperatures increase.

5 Acknowledgement Authors would like to thank the Faculty of

Engineering, Rajamangala University of Technology Isan Khonkaen Campus, Faculty of Engineering Mahasarakham University (MSU) and the National Research Council of Thailand (NRCT) for the financial support.

6 References Aguado, J., Serrano, D. 1999. Feedstock recycling of

plastics wastes, in Clark, J.H. (Ed.). UK: Handbook of RSC clean technology monographs.

Cheng, L.H., Abd Karim, A., Seow, C.C. 2008. Characterization of composite films made of konjac glucomannan (KGM), carboxy methylcellulose (CMC) and lipid. Food Chemistry 107, 411–418.

Ekthamasut, K., Akesowan, A. 2001. Effect of vegetable oils on physical characteristics of edible konjac films. AU Journal of Technology 5, 73-78.

Go´mez-Guille´n, M.C., Pe´rez-Mateos, M., Go´mez-Estaca, J., Lo´pez-Caballero, E., Gime´nez, B., Montero, P. 2009. Fish gelatin: A renewable material for developing active biodegradable films. Trends in Food Science and Technology 20, 3-16.

Guilbert, S., Gontard, N., Gorris, L.G.M. 1996. Prolongation of the shelf-life of perishable food products using biodegradable film and coatings. Food Science and Technology 29, 10-17.

Hernandez-Izquierdo, V.M., Krochta, J.M. 2008. Thermo-plastic processing of proteins for film formation a review. Journal of Food Science 73, 30-39.

Kaya, S., Kaya, A. 2000. Microwave drying effects on properties of whey protein isolate edible films. Journal of Food Engineering 43, 91-96.

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 16: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 1-7

7

Kirwan, M.J., Strawbridge, J.W. 2003. Plastics in food packaging. In: Food Packaging Technology, Blackwell Publishing Ltd., Oxford, London, 174-240.

Krochta, J.M., de Mulder-Johnston, C. 1997. Edible and biodegradable polymer films: Challenges and opportunities. Food Technology 51, 61-74.

Menegalli F.C., Sobral P.J.A., Roques M.A., Laurent S. 1999. Characteristics of gelatin biofilms in relation to drying process conditions near melting. Drying Technology Journal 17, 1697-1706.

Oses, J., Fernandez-Pan, I., Mendoza, M., Mate, J.I. 2009. Stability of the mechanical properties of edible films based on whey protein isolate during storage at different relative humidity. Food Hydrocolloids 23, 125–131.

Park, H.J., Chinnan, M.S. 1995. Gas and water vapor barrier properties of edible films from protein and cellulosic materials. Journal of Food Engineering 25, 497-507.

Park, J.W., Testin, R.F., Park, H.J., Vergano, P.J., Weller, C.L. 1994. Fatty acid concentration effect on tensile strength, elongation, and water vapor permeability of laminated edible films. Journal of food Science 59, 916-919.

Perera, C.O., Rahman, M.S. 1997. Heat Pump Dehumidifier Drying. Trends of Food Science and Technology 8, 75-83.

Pereda, M., Amica, G., Marcovich, N.E. 2012. Development and characterization of edible chitosan/olive oil emulsion films. Carbohydrate Polymers 87, 1318–1325.

Rhim, J.W., Wu, Y., Weller, C.L., Schnepf, M. 1999. Physical characteristics of a composite film of soy protein isolate and propylene glycol alginate. Journal of food Science 64, 149-152.

Scott, G. 2000. Green Polymers. Polymer Degradation and Stability 68, 1–7.

Sobral, P.J.A., Menegalli, F.C., Humbinger, M.D., Roques, M.A. 2001. Mechanical, water vapor barrier and thermal properties of gelatin based edible films. Food Hydrocolloids 15, 423-432.

Strommen, I., Bredesen, A.M., Eikevik, T., Neska, P., Pettersen, J., Aarlien, R. 2000. Refrigeration, air conditioning, and heat pump systems for the 21st century. Bulletin of the International Institute of Refrigeration 2, 3–18.

Tápia-Blácido D., Sobral P.J., Menegalli, F.C. 2005. Effects of drying temperature and relative humidity on the mechanical properties of amaranth flour films plasticized with glycerol. Brazilian Journal of Chemical Engineering 22, 249–256.

Tharanathan, R.N. 2003. Biodegradable films and composite coatings: past, present and future. Food Science and Technology 14, 71-78.

Zhang, T.Q., Xie, B.J., Gan, X. 2005. Advance in the applications of konjac glucomannan and its derivatives. Carbohydrate Polymers 60, 27-31.

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 17: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 8-14

8

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย บทความวจยปท 20 ฉบบท 2 (2557) 8-14

ISSN 1685-408X Available online at www.tsae.asia

การพฒนาเครองกรอกดนใสถงเพาะชากลายางพารา รน 2 Development of a Soil Packing Machine for Pre-transplanting Para Rubber Bags, Model 2 ธรรมณชาต วนแตง1* Tannachart Wantang1* 1สาขาวชาวศวกรรมการผลต, คณะเทคโนโลยการเกษตรและเทคโนโลยอตสาหกรรม, มหาวทยาลยราชภฏเพชรบรณ, เพชรบรณ, 67000 1Program in Production Engineering, Faculty of Agricultural Technology and Industrial Technology, Phetchabun Rajabhat University, Phetchabun, Thailand, 67000 *Corresponding author: Tel: +66-56-717-164, Fax: +66-56-717-164, E-mail: [email protected]

บทคดยอ วตถประสงคของการวจยครงน คอ การพฒนา ทดสอบ และประเมนสมรรถนะเครองกรอกดนใสถงเพาะชากลายางพารา รน 2

โดยไดออกแบบและสรางเครองใหมขนาดเลกลง พฒนาระบบกรอกดนใหเปนระบบอตโนมต สามารถกรอกดนไดครงละ 10 ถง จากการทดสอบความเรวรอบของใบกวาดดนลงชดกรอกท 20 และ 40 rpm กบระยะเวลาหนวงท 3, 5 และ 7 s พบวา ความเรวรอบทเหมาะสมของใบกวาดดนกบระยะเวลาหนวง คอ 20 rpm กบเวลาหนวง 5 s จะไดดนเตมถงพอดไมลน ดานอตราการผลตเฉลยของเครองเทากบ 473 ถง h-1 หรอ 3,784 ถง d-1 ซงสงกวาแรงงานคนกรอกประมาณ 2.58 เทา แตเครองจะมอตราการกรอกเตมถงนอยกวาแรงงานคน 8% มอตราการสนเปลองพลงงานไฟฟาเทากบ 0.48 บาท h-1 เมอประเมนความพงพอใจดวยการใชแบบสอบถามกบกลมตวอยางเกษตรกรผปลกยางพารา จานวน 30 ราย ใน 4 ดาน ประกอบดวย ดานการออกแบบเครอง ดานความปลอดภย ดานความสะดวกในการใชงาน และดานการผลต ผลการประเมนเทากบ 4.33 ซงอยในระดบด

คาสาคญ: เครองกรอกดน, กลายางพารา

Abstract This research was aimed at development, testing and evaluating performance of the second generation

(Model 2) of a soil packing machine for pre-transplanting para rubber bags. The machine was small and had an automatic soil packing system. The tests were conducted at paddle speeds of 20 and 40 rpm with delay times for moving the crate of 3, 5 and 7 s. The optimum paddle speed was at 20 rpm with a 5 s delay time. The results of the performance tests showed production rates of 473 bag h-1 or 3,784 bag d-1 and electricity charge of 0.48 Baht h-1. Comparing between machine and manual packings, the packing machine yielded as much as 2.58 times higher capacity than manual packing. However, manual packing had a higher success rate by about 8%. The satisfaction survey for evaluating the design, safety, ease of use and productivity was conducted with 30 para rubber farmers. Overall users’ satisfaction was evaluated to be 4.33 points, which was considered good.

Keywords: Soil packing machine, Pre-transplanting para rubber

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 18: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 8-14

9

1 บทนา ประเทศไทยเปนผผลตและสงออกยางเปนอนดบหนงของโลก

สรางรายไดใหกบประเทศมาโดยตลอด โดยในไตรมาสท 3 ของป 2556 มมลคาการสงออก 2,371.3 ลานตน มการขยายตว 7.5% เมอเทยบกบไตรมาสเดยวกนของปทผานมา สรางมลคาการสงออกกวา 5,883 ลานดอลลาร ดานตลาดสงออก 5 อนดบแรกของไทย ไดแก จน มาเลเซย ญปน เกาหลใต และสหรฐฯ ตามลาดบ (ธนาคารกรงเทพ, 2556) ทาใหยางยงคงเปนสนคาสงออกดานเกษตรกรรมอนดบหนงของประเทศไทยตอไป (ยคล, 2556) ดวยยทธศาสตรการพฒนายางพาราของประเทศไทย ป 2552-2556 ไดวางเปาหมายในการปลกยางพาราเพมขนอกไมนอยกวารอยละ 10 ของพนท จงสงผลใหมการรณรงคปลกยางเพมมากขนในทกพนท ตวอยางเชน โครงการปลกยางพารา 1 ลานไร ซงมเปาหมายขยายเนอทปลกยางในภาคเหนอและภาคตะวนออกเฉยงเหนอ จานวน 36 จงหวด (ศนยสารสนเทศการเกษตร, 2555) ในขนตอนการเพาะชาตนกลายางน นจะเรมตนจากการเตรยมดนเพอชาตนออนลงถง ดนทนามาตองเปนดนทมความอดมสมบรณโดยทวไปจะใชดนรวนผสมกบปยคอก และแกลบดาหรออนทรยวตถในอตราสวนอยางละ 1 สวน คลกเคลาใหเขากนแลวจงนาใสถงเพาะชาเพอรอการชาตนออนตอไป แตปญหาทพบในปจจบนคอการเพาะชากลาไมเกดความลาชาทงในสวนทเปนการผสมดนและกรอกดนลงถงเพาะชา โดยเฉพาะในขนตอนการกรอกดนนจะทาไดชาเพราะจะทาการกรอกไดครงละ 1 ถงเทานน แตเมอมปรมาณความตองการมากขนจงเกดการเพาะพนธกลาไมยางไมทนตามกาหนด อกทงการขาดแรงงานคนยงเปนปญหาใหญเพราะคนสวนใหญจะนยมเขาไปทางานในเมองหลวงหรอเลอกทางานทสะดวก สบาย สะอาด จงทาใหขาดแรงงานคนในการผลตพนธกลาไมซงเปนปญหาใหญในทกจงหวดของกลมเกษตรกรผทาสวนยางและกลมผผลตกลาไมยางเพอจาหนาย

ดงนนผวจยจงไดทาการศกษางานวจยทเกยวของกบเครองกรอกดนใสถงเพาะชา เชน เครองผสมและกรอกดนใสถงเพาะชา (ปญญา, 2554) เครองกรอกดนใสถงเพาะชาอตโนมต (ชชวาล, 2553) ซงจะเหมาะสมกบการกรอกดนใสถงเพาะชาขนาดเลกสาหรบไมดอกไมประดบ และเครองกรอกดนใสถงเพาะชากลายางพาราเครองตนแบบทผวจยไดสรางขนซงสามารถกรอกดนใสถงเพาะชากลายางทมขนาดยาวไดแตมขอทควรพฒนา ไดแก ขนาดเครองมความสงมากเกนไปทาใหการเตมดนทาไดยาก ขาดชดบดดนจงทาใหมกอนดนขนาดใหญไหลลงสถงเพาะชากลา

ยางได ไมควรใชระบบการเขยาถงกรอกเพราะจะมการกระเดนของดนจานวนมาก และควรปรบเปลยนรปแบบของลงกรอกดนจากทใชการวางแนวถงสลบฟนปลาควรปรบปรงใหเปนแนวเสนตรงเรยงกนเพอใหงายในการยกถงออก จากขอมลงานวจยทเกยวของไดนามาศกษาวเคราะหเพอเปนแนวทางในการพฒนาเครองกรอกดนใสถงเพาะชาตนกลายางพารา รน 2 ทมสมรรถนะทสงขน และผานประเมนความพงพอใจจากเกษตรกรผปลกยางพาราโดยใชกลมตวอยางในจงหวดเพชรบรณ เพอใหการพฒนาในครงนสามารถนาเครองจกรทไดรบการพฒนาแลวไปใชงานไดจรงในทกพนท

2 อปกรณและวธการ

2.1 สวนประกอบของเครอง ในการออกแบบเครองจะพฒนาตอยอดจากเครองเดม

โดยคานงถงความสะดวกในการใชงานและใหมสมรรถนะดานการผลตทสงขน โดยหลกการทางานของเครองจะเปนระบบการกรอกดนอตโนมตมระบบเลอนชดถงเพาะชาเขาสเครองแลวดนจะไหลลงอตโนมตจนเตมตามเวลากาหนด หลงจากนนระบบจะเลอนชดถงเพาะชาออกพรอมกบเลอนชดตอไปเขาเครองซงจะเปนการทางานแบบตอเนอง ในขนตอนการออกแบบและเขยนแบบจะใชโปรแกรมเขยนแบบ NX 8.5 เขยนภาพประกอบและภาพแยกชนเพอจะนาไปสรางชนสวนตามแบบงานตอไป โดยสวนประกอบหลกของเครอง (Figure 1) จะมรายละเอยดดงน

1) โครงเครอง ทาหนา ทรองรบนาหนกเครองและยดสวนประกอบตางๆ มขนาด 70 cm x 80 cm x 85.5 cm ตดตงลอขนาดใหญเพอสะดวกในการเคลอนยาย ปรบปรงใหตาลงกวาเครองเดมเพอความสะดวกในการทางาน

Figure 1 Assembly drawing and details of a soil packing machine for pre-transplanting para rubber bags, Model 2.

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 19: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 8-14

10

2) กรวยบรรจดน ทาหนาทเกบดนเพอรอการบรรจลงใสถงเพาะชา มขนาดความกวางของปากกรวย 62 cm x 72 cm มมเอยง 50º บรรจดนไดประมาณ 0.64 m3

3) ชดใบกวาดดน ทาหนา ทหมนนา ดนลงส ชดกรอก โดยสามารถเปดปดและควบคมปรมาณการไหลของดนไดดวยระยะเวลาในการหมน ชดใบกวาดดนนจะประกอบดวยกน 2 อน แตละอนจะม 6 ใบ จะหมนในทศทางเขาหากนเพอพาดนลงสชดกรอก ใบกวาดดนนมขนาดเสนผานศนยกลาง 100 mm ยาว 342 mm (Figure 2)

Figure 2 Straight spikes/Paddle.

4) มอเตอรตนกาลงและชดทดรอบชา จะใชมอเตอรไฟฟากระแสสลบ (AC) 220 V ขนาด 0.5 hp ทาหนาทเปนตนกาลงในการหมนใบกวาดดนลงสชดกรอกดน สงกาลงผานชดทดรอบชาลงขนาด 36 ตอ 1 ดวยระบบสายพาน

5) ลงกรอกดน ทาหนาทเปนกลองสาหรบใสถงเพาะชากลายางพาราทง 10 ถง ใหอยในชดเดยวกน การทางานเปนลกษณะการสวมประกอบเขาหากน มทอรองรบดนทาจากทอพวซผายปากบาน สวนอกดานหนงจะใสถงเพาะชากลายางพารา ในการทดลองนจะใชถงขนาด 2˝ x 13˝ เมอประกอบเสรจจะมลกษณะเปนกลองขนาด 14.5 cm x 37.5 cm x 30.5 cm

6) ชดเลอนลงกรอกดน มหนาทในการเลอนลงกรอกดนเขาสเครอง เมอดนไหลลงสถงจนเตมตามเวลากาหนดชดเลอนนกจะเลอนชดลงกรอกดนใหออกจากตวเครองดวยระบบสายพานอตโนมตพรอมนาชดลงกรอกดนชดใหมเลอนเขามาพรอมกน ใน 1 ลงกรอกดนสามารถกรอกดนไดครงละ 10 ถง ดานตนกาลงชดเลอนจะใชมอเตอรไฟฟากระแสตรง (DC) ขนาด 12 V ความเรวรอบคงท 55 rpm เรมทางานตามระยะเวลาการหนวงของรเลยเพอไปหมนลอขบและสงกาลงดวยสายพานแบนไปยงลอลกกลง

แตละตวใหหมนเลอนลงกรอกดนเขาและออกพรอมกนซงจะเปนการทางานแบบตอเนอง

7) กลองควบคม ทาหนาทควบคมระบบไฟฟาในการทางาน ประกอบดวยเบรกเกอรเปด-ปดวงจรการทางาน สวตซโยกอตโนมต-ควบคมดวยมอ สวตซเปด-ปดการทางานและสวตซกลบทศทางการหมนของมอเตอรไฟฟา 220 V สวตซเปด-ปดการทางานและสวตซกลบทศทางการหมนมอเตอรไฟฟา 12 V ของสายพานเลอนลงกรอกดน รเลยตงเวลา พรอมหลอดไฟแสดงการทางานในแตละขนตอน

2.2 การทดสอบเพอหาความเรวรอบทเหมาะสมของใบกวาดดนกบระยะเวลาหนวงในการเลอนลงกรอกดน

หลงจากการสรางและประกอบชนสวนตางๆ ของเครองเสรจแลว (Figure 3) จากนนจะทาการทดสอบการทางานของเครองกบลงกรอกดน (Figure 4) เพอแกไขขอบกพรองทเกดขนแลวจงนาไปทาการทดสอบตอไป โดยในการทางานของเครองจะใชผปฏบตงาน 2 คน คนแรกเปนผสวมถงเขากบลงกรอกดน สวนคนทสองเปนผปอนลงกรอกดนเขาและออกจากเครอง ในการทดสอบเพอหาความเรวรอบทเหมาะสมของใบกวาดดน ในการหมนนาดนลงสลงกรอกจะมคาความเรวรอบท 20 และ 40 rpm สวนการทดสอบระยะเวลาหนวงทเหมาะสมของการเลอนลงกรอกดนท 3, 5 และ 8 s ทาการทดสอบครงละ 100 ถง จานวน 3 ซา ตวแปรทชวด คอ อตราการผลต และอตราการกรอกดนเตมถง โดยเงอนไขวาถงทเตมหมายถงถงทมปรมาณดนในถงมากกวา 90% ของความสงถง

ตวแปรควบคมในการทดสอบเพอหาสมรรถนะเครองในทกการทดลองจะประกอบดวยชนดของดนทเหมอนกนและขนาดถงเพาะชา โดยดนทนามาทดสอบตองมความเหมาะสมกบเครองควรมความหนาแนนเฉลยของดนประมาณ 1,222 kg m-3 และคาเปอรเซนตความชนเฉลยประมาณ 18.58 (Table 1) ตามกระบวนการวเคราะหดนทางกายภาพของกรมพฒนาทดน (กรมพฒนาทดน, 2553) ซงดนทมคาความชนมากเกนไปจะเกดการตดทชดใบกวาดจนดนไมไหลลงสชดกรอก สวนถงเพาะชาจะใชขนาด 2˝ x 13˝ ทมสภาพใหม

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 20: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 8-14

11

Figure 3 The soil packing machine for pre-transplanting para rubber bags, Model 2.

Figure 4 The crates of packing soil bags.

Table 1 Average of soil dry bulk density and soil moisture content.

Test

Soil dry bulk density (kg m-3)

Soil moisture content on dry

basis (%) 1 1,133 21.282 1,286 18.543 1,247 15.92

Average 1,222 18.58

2.3 การทดสอบหาอตราการผลตของเครองและประสทธภาพของเครองเปรยบเทยบกบแรงงานคน

2.3.1 การทดสอบเพอหาอตราการผลตของเครอง หลงจากการทดสอบเพอหาความเรวรอบทเหมาะสมของใบ

กวาดดนกบระยะเวลาหนวงทเหมาะสมของการเลอนลงกรอกดนแลวจงนาคาทไดมาใชกบเครองเพอทาการทดสอบหาอตราการผลตใน 1 h โดยจะทาการทดลอง 3 ซา เพอหาคาเฉลยอตราการผลตตอ h และหาอตราการกรอกดนเตมถง (S) หลงจากนนจะทาการตรวจวดอตราการสนเปลองพลงงานไฟฟาของเครองในขณะ

ทางาน เพอเปนขอมลพนฐานในการวเคราะหเปรยบเทยบอตราการสนเปลองพลงงานไฟฟาของเครองกรอกดนกบเครองใชไฟฟาอนๆ โดยการตรวจวดดวยคลปแอมปมเตอรและนาไปคานวณอตราการสนเปลองพลงงานไฟฟา ใชการคานวณทอตราคาไฟฟาในบานเรอนทวไป ขนาดมเตอร 15 A ทคาไฟฟาอตราปกต หนวยละ 3.94 บาท

2.3.2 การทดสอบเพอหาประสทธภาพของเครองเปรยบเทยบกบแรงงานคน

ในการทดสอบประสทธภาพของเครองเปรยบเทยบกบแรงงานคนกรอก จานวน 1 คน ในดานอตราการผลตใชระยะเวลาทาการทดลอง 1 h ทาการทดลอง 3 ซา ตวแปรชวด คอ อตราการผลต ดานอตราการกรอกดนเตมถงเปรยบเทยบทจานวนถง 100 ถง ดวยการทางานแบบตอเนองเปรยบเทยบกน ทาการทดลอง 3 ซา ตวแปรชวด คออตราการกรอกดนเตมถง ซงจะถกคานวณโดยใชสมการตอไปน (วชรพล และคณะ, 2555)

SSuccess = ×100

100 (1)

2.4 การประเมนความพงพอใจของเครองกรอกดนใสถงเพาะชาตนกลายางพารา รน 2

ดานการประเมนความพงพอใจของเครองทสรางขนดวยการตอบแบบประเมนใน 4 ดาน ประกอบดวย ดานการออกแบบเครอง ดานความปลอดภย ดานความสะดวกในการใชงาน และดานการผลต ใชเกณฑการใหคะแนนความคดเหนแบบมาตราสวนประมาณคา (Rating scale) สวนการวเคราะหขอมลจากแบบสอบถามความคดเหนใชมาตราวดเจตคตแบบลเครท สเกล (Likert scale) ใชการสมกลมตวอยางดวยวธการคดเลอกแบบเฉพาะเจาะจง (Purposive selection) กบกลมเกษตรกรผปลกสวนยางพาราในพนท ตาบลนาปา อาเภอเมอง จงหวดเพชรบรณ จานวน 30 ราย

3 ผลและวจารณ

3.1 ผลการทดสอบเพอหาความเรวทเหมาะสมของใบกวาดดนกบระยะเวลาหนวงในการเลอนลงกรอกดน

จากผลการทดลองชใหเหนวาความเรวรอบใบกวาดดนกบระยะเวลาหนวงมผลตออตราการผลตและอตราการกรอกดนเตมถง โดยเมอความเรวรอบเพมขนจะทาใหเวลาการผลตตอลงเรวขนสงผลใหมอตราการผลตทสงขนตาม สวนระยะเวลาการหนวงของชดเลอนเมอตงคานอยจะทาใหอตราการกรอกดนเตมถง

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 21: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 8-14

12

ลดลง แตในทางกลบกนถาเพมระยะเวลาการหนวงมากเกนไปจะไดอตราการกรอกดนเตมถง 100% ทงหมด แตจะมดนลนถงออกมาเปอนพนและเกดการอดแนนสะสมของดนจนใบกวาดดนหยดหมนในทสด ซงจากการทดลองพบวาความเรวรอบทมอตราการผลตทสงและมอตราการกรอกดนเตมถงทสงม 2 ระดบ คอ ทความเรวรอบ 20 rpm กบระยะเวลาหนวง 5 s และ 40 rpm กบระยะเวลาหนวง 5 s (Table 2) แตทระดบหลงนจะเกดการลนของดนลงบนพน ดงนนจงเลอกใชความเรวรอบของใบกวาดดนท 20 rpm กบระยะเวลาหนวง 5 s เพอใชทดสอบหาอตราการผลตเครองตอไป ดานความสญเสยในกระบวนการผลต ไดแก การหยดเครองเพอทาความสะอาดเครองและการรองานจากผสวมถงใสลงกรอกดน

Table 2 Result summary of the tests were conducted. Speed of paddle wheel (rpm)

Slider delay of crates

(s)

Cycle time of 100 bags

(min)

Success rate of full bags

(%)

20 3 14.68 905 16.31 1007 N/A N/A

40 3 13.17 905 15.25 100a7 N/A N/A

N/A: Paddle stops as due to soil compaction. aFull bags and overflow.

3.2 ผลกา รทดสอบหา อ ต ร าก า รผล ต ขอ ง เ ค ร อ ง และประสทธภาพของเครองเปรยบเทยบกบแรงงานคน

จากผลการทดสอบอตราการผลตเครองจะไดคาเฉลยเทากบ 473 ถง h-1 ซงสงขนกวาเครองเดมทผวจยไดสรางขน ประมาณ 145 ถง h-1 (อตราการผลตเครองเดม 328 ถง h-1) ซงเปนผลจากการใชระบบการทางานแบบอตโนมตและตอเนองจงทาใหมอตราการผลตทสงขน ดานอตราการผลตตอ d ประมาณ 3,784 ถง d-1 ทการทางาน 8 h มอตราการกรอกดนไดเตมถงเฉลย 92% (Table 3) หรอจะมจานวนถงทกรอกดนไมเตมประมาณ 8 ถงจาก 100 ถง หรอประมาณ 38 ถง h-1 ซงถงเหลานตองทาการใสดนเพมเตมใหเตมถง ทงนขนอยกบสภาพของถงเพาะชาดวยถาเปนถงเพาะชาใหมจะชวยใหอตราการกรอกดนเตมถงไดสงมากขน

จากผลการทดลอง (Table 3) อตราการผลตของเครองเฉลยเทากบ 473 ถง h-1 สวนอตราการผลตดวยแรงงานคนกรอกเฉลยเทากบ 183 ถง h-1 เนองจากเครองจกรเปนระบบอตโนมตสามารถกรอกดนไดครงละ 10 ถง จะเหนไดวาอตราการผลตของเครองสงกวาแรงงานคนประมาณ 2.58 เทาเมอเปรยบเทยบกนทการทางานปกตของเครองทมคนทางาน 2 คนเปรยบเทยบกบคนกรอก 1 คน หรอถาเปรยบเทยบกนทการทางาน 1 คนเทากน อตราการผลตของเครองกยงคงสงกวาแรงงานคนประมาณ 1.29 เทา ดานอตราการกรอกดนเตมถงของเครองจะมคาตากวาแรงงานคนกรอก 0.08 เทา หรอ 8% โดยเครองจะมอตราการกรอกดนเตมถงเฉลยเทากบ 92% สวนแรงงานคนกรอกเทากบ 100% ซงประสทธภาพเครองในสวนนจะมคาตาวาแรงงานคนเพราะในเครองนนถามการไหลของดนไมสมาเสมอถงทอยดานขางอาจมดนไมเตมถงได และผวจยยงไดเกบขอมลโดยการสอบถามเกษตรกรผปลกยางและผผลตตนกลายางเพอจาหนายวาในการใชแรงงานคนทวไปสามารถทจะกรอกดนไดตอ d ปรมาณเทาใด ซงผลสรปของแรงงานคนกรอกดนจะมคาประมาณ 500-600 ถง d-1 ซงนอยกวาคาทไดจากการทดลองมาก และจากขอมลดงกลาวนจะทาใหอตราการผลตของเครองสงกวาแรงงานคนเพมขนถง 6.31 เทา สวนดานผลการทดสอบการสนเปลองพลงงานไฟฟาพบวาขณะเครองทางานใชกระแสไฟฟา 0.55 A หรอ 0.12 หนวย h-1 จะไดอตราการสนเปลองพลงงานไฟฟาเทากบ 0.48 บาท h-1 ซงมอตราคาไฟฟาใกลเคยงกบโทรทศนส ขนาด 14˝ พดลมตงโตะ หรอเครองขยายเสยง ขนาด 120 W เปนตน

Table 3 Result summary of comparison between the machine and manual.

Test production rate

(bags hour-1) Success rate of full bags (%)

soil packing machine

460 90 480 90 480 95

Average 473 92

manual 184 100186 100178 100

Average 183 100

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 22: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 8-14

13

Figure 5 The performance tests.

Table 4 A satisfaction survey of the farmers to a soil packing machine for pre-transplanting para rubber bags, Model 2 in Phetchabun province of Thailand.

Overall satisfaction Question

Satisfactionscale

( x ) (SD)Design Machine frame 4.30 0.54

Motor transmission 4.23 0.57Hopper size 4.10 0.85

Straight spikes/Paddle 4.17 0.65Conveyor system 4.13 0.90Packing soil bags

system 4.17 0.91

Quantity 10 bags crates-1 4.40 0.62

Satisfaction level 4.20 0.72Safety Electricity 4.67 0.51

Power Mechanic 4.33 0.48Conveyor 4.30 0.60

Control Switch 4.43 0.57Satisfaction level 4.43 0.54

Easy to use Easy to fill soil 4.23 0.82Easy to fill bags to the

crates 4.20 0.71

Easy to moving 4.30 0.54Easy to Maintenance 4.47 0.57

Satisfaction level 4.30 0.66

Production rate

Enjoyable with success rate 4.37 0.62

Enjoyable with production rate 4.43 0.63

Satisfaction level 4.40 0.62Overall satisfaction level 4.33 0.63

3.3 ผลการทดสอบเพอประเมนความพงพอใจกบเกษตรกรผปลกสวนยางพารา ดานผลการประเมนความพงพอใจกบกบเกษตรกรผปลก

ยางพาราจากกลมตวอยางเกษตรกรผปลกสวนยางในพนทจงหวดเพชรบรณ จานวน 30 ราย ผลการประเมนทง 4 ดาน พบวา ดานการออกแบบเครอง ดานความปลอดภย ดานความสะดวกในการใชงาน และดานการผลต มผลการประเมนเทากบ 4.20, 4.43, 4.47 และ 4.43 ตามลาดบ ซงอยในระดบดทกดาน และผลการประเมนเฉลยทงหมด 4 ดาน มคาเทากบ 4.33 ซงอยในระดบด มคาเบยงเบนมาตรฐานเทากบ 0.63 แสดงวามความแตกตางของขอมลอยในระดบทนาพอใจ (Table 4) ดานขอเสนอแนะ ไดแก ควรเพมชดลงกรอกดนใหสามารถใสถงไดหลายขนาดมากขน ควรปรบปรงการสวมถงเพาะชาใหทางานไดงายขน และควรเพมกาลงมอเตอรใหมขนาดทสงขน

4 สรป จากผลการพฒนา ทดสอบ และประเมนสมรรถนะเครองกรอก

ดนใสถงเพาะชาตนกลายางพารา รน 2 พบวาเครองดงกลาวสามารถเพมอตราการผลตใหสงขนไดจรงตามสมมตฐานของงานวจย คาความเรวรอบทเหมาะสมของใบกวาดดนเพอทาหนาทหมนนาดนไหลลงสชดกรอกดนของเครองมคาท 20 rpm กบระยะเวลาหนวง 5 s ดานอตราการผลตของเครองเทากบ 473 ถง h-1 ซงสงกวาเครองเดมประมาณ 145 ถง h-1 มอตราการผลตตอ d ประมาณ 3,784 ถง มประสทธภาพสงกวาแรงงานคนกรอกประมาณ 2.58 เทา ดานอตราการกรอกดนเตมถงของเครองจะมประสทธภาพตาวาแรงงานคนกรอก 8% และในดานผลการประเมนความพงพอใจใน 4 ดาน ประกอบดวย ดานการออกแบบเครอง ดานความปลอดภย ดานความสะดวกในการใชงาน และดานการผลต ผลการประเมนอยในระดบดทกดาน ซงจากผลการพฒนาเครองกรอกดนใส ถงเพาะชาตนกลายางพารา รน 2 ดงกลาวขางตนสามารถนาไปใชงานในพนทจรงได

5 กตตกรรมประกาศ ขอขอบคณสถาบนวจยและพฒนา มหาวทยาลยราชภฏ

เพชรบรณ ทสนบสนนงบประมาณในการดาเนนงานวจย และขอขอบคณองคการบรหารสวนตาบลนาปา จ. เพชรบรณ ทไดอนเคราะหสถานทและนาเกษตรกรผปลกสวนยางในพนทเขารวมทดสอบและประเมนความพงพอใจ

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 23: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 8-14

14

6 เอกสารอางอง กรมพฒนาทดน . 2553. ค มอการปฏบ ตงานกระบวนการ

ว เ ค ร า ะ ห ด น ท า ง ก า ย ภ า พ . แ ห ล ง ข อ ม ล :http://www.ldd.go.th/PMQA/2553/Manual/OSD-04.pdf. เขาถงเมอ 5 พฤศจกายน 2556.

ชชวาล ปอมสวรรณ . 2553. เครองกรอกดนใสถงเพาะชาอตโนมต. วทยานพนธครศาสตรอตสาหกรรมมหาบณฑต. กรงเทพมหานคร: บณฑตวทยาลย, มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาพระนครเหนอ.

ธนาคารกรงเทพ. 2556. การสงออกยางพาราของไทย เดอน ก.ย. 2556. แ ห ล ง ข อ ม ล : http://www.bangkokbank.com-/BangkokBankThai/BusinessBanking/RatesAndReports/Reports/EconomicNewsAndResearch/Documents/TH_IR_Agri_Ex_Rubber_0913.pdf. เขาถงเมอ 30 ตลาคม 2556.

ธรรมณชาต วนแตง. 2556. การออกแบบและสรางเครองกรอกดนใสถงเพาะชากลายางพารา. วารสารราชภฏเพชรบรณสาร 15(2), 30-37.

ปญญา เทยนนาวา . 2554. ผลงานส งประดษฐคดคนทางวทยาศาสตรและเทคโนโลยทไดรบรางวล ป 2543-2552. พมพครงท 2. กรงเทพมหานคร: กระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย.

ยคล ลมแหลมทอง. 2556. ยางไทยครงปหลงรงหรอรวง. วารสารยางเศรษฐกจ 3(29), 46-49.

วชรพล ชยประเสรฐ, กตตเดช โพธนยม, อมรรตน เขยวขา, ปณฐพงศ ดทอง. 2555. การพฒนาเครองปกตนกลายาสบขนาดหนงทนง. วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย 18(1), 1–7.

ศนยสารสนเทศการเกษตร. 2555. วารสารการพยากรณผลผลตการเกษตร ปเพาะปลก 2555/56. กรงเทพฯ: สานกงานเศรษฐกจการเกษตร กระทรวงเกษตรและสหกรณ. สม

าคมว

ศวกรร

มเกษตรแ

หงประ

เทศไท

งวนลข

สทธ

Page 24: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 15-23

15

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย บทความวจยปท 20 ฉบบท 2 (2557) 15-23

ISSN 1685-408X Available online at www.tsae.asia

การบรหารจดการนาในลมนาเพชรบรแบบบรณาการ Integrated Water Management in Phetchaburi River Basin ยทธนา ตาละลกษมณ1*, บญชา ขวญยน1, วราวธ วฒวณชย1 Yutthana Talaluxmana1*, Bancha Kwanyuen2, Varawoot Vudhivanich2 1ภาควชาวศวกรรมชลประทาน, คณะวศวกรรมศาสตร กาแพงแสน, มหาวทยาลยเกษตรศาสตร, นครปฐม, 73140 1Department of Irrigation Engineering, Faculty of Engineering at Kamphaeng Saen, Kasetsart University, Nakorn Pathom, Thailand, 73140 *Corresponding author: Tel: +66-8-1844-0100, Fax: +66-34-352-053, E-mail: [email protected]

บทคดยอ ความสมพนธระหวางปรมาณฝนรายปกบปรมาตรเกบกกนอยทสดของอางเกบนาแกงกระจานทจะไมทาใหเกดการขาดนาถก

พฒนาขนภายใตการบรหารจดการอางเกบนาแกงกระจานตามเกณฑปฏบตการอางเกบนา เพอใชเปนแนวทางในการประเมนสถานการณนาในลมนาเพชรบร และวางแผนการบรหารจดการนาจากปรมาณฝนคาดการณในปถดไป พรอมทงประเมนโอกาสทจะเกดสภาวะการขาดนาเนองจากปรมาณฝนทตกนอยกวาทคาดการณ ซงแสดงถงความเสยงทจะเกดการขาดนา ในงานวจยไดเสนอแนวทางลดความเสยงทจะเกดการขาดแคลนนา ดวยการจดสรรนาระหวางภาคการใชนาตางๆ ในสดสวนทเทากนอยางเปนธรรม ซงจะชวยลดความขดแยงระหวางภาคการใชนาตางๆ ผลการศกษาทไดสามารถใชเปนเครองมอชวยในการตดสนใจในการวางแผนการบรหารจดการทรพยากรนา นอกจากน ในการศกษายงพบวา การบรหารจดการนาภายใตเกณฑปฏบตการอางเกบนาทมลกษณะคงทจะทาใหการใชนาไมมประสทธภาพ ดงนน ควรปรบปรงเกณฑปฏบตการอางเกบนาแกงกระจานใหมลกษณะเปนพลวตเพอเหมาะสมกบสภาพการใชนาและปรมาณฝนในปจจบน

คาสาคญ: การบรหารจดการนาแบบบรณาการ, ลมนาเพชรบร, ความเปนธรรม

Abstract The relationship between annual rainfall and minimum storage of Kaengkachan reservoir without water

shortage was developed. It was constructed base on Kaengkachan reservoir operation rule curve. This relationship was developed for water resources assessment and water management planning of Phetchaburi river basin, when the next year rainfall was predicted. The water shortage probability due to less rainfall than prediction was also estimated to show risk of water shortage. To decrease shortage risk, water allocation among water use sectors should be in equitable manner at the same proportion. This should decrease conflict between water use sectors. The study output could be used for decision making of water resources management planning. Besides, it found that water management, base on static rule curve, let insufficient water use. So the operation rule curve of Kaengkachan reservoir should be revised to be dynamic rule curve for consistency with the present situation.

Keywords: Integrated water management, Phetchaburi river basin, Equity

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 25: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 15-23

16

1 บทนา การทจะสามารถกาหนดแนวทางการบรหารจดการนาได

อยางเหมาะสม จาเปนทจะตองรทงปรมาณนาตนทน และความตองการนาในพนท ปรมาณความตองการนาสามารถประเมนหรอกาหนดไดคอนขางแนนอน เนองจากสวนใหญเปนปรมาณนาซงเกดจากกจกรรมทมนษยกาหนดขน แตปรมาณนาตนทนเปนปรมาณนาทตองคาดการณ ถาสามารถคาดการณไดใกลเคยงกบความเปนจรงมากเทาไร กทาใหการวางแผนในการบรหารจดการนามประสทธภาพและประสทธผลมากขน แตในความเปนจรง ยงไมมแบบจาลองใดทสามารถคาดการณปรมาณนาถกตอง แมนยา อกทงยงอาจมเหตการณทไมคาดคดเกดขน ดงนน การประเมนปรมาณนาตนทนจงตองอาศยคาความนาเชอถอหรอความนาจะเปนทางสถต ซงคาความนาจะเปนและรอบการเกดซาของปรมาณฝนรายเดอนสามารถนาไปใชประโยชนในการวางแผนการบรหารจดการนาและประกอบการตดสนใจในการดาเนนกจกรรมดานการเกษตรไดอยางมประสทธภาพสงสด (สมานและปรเมศร, 2551)

กรมทรพยากรนา (2553) ไดทาการศกษาปญหาภยแลงในพนทลมนาเพชรบร พบวา การจดสรรนาในลมนาเพชรบรจะเพยงพอตอการอปโภคบรโภคและอตสาหกรรม สวนโครงการชลประทานขนาดใหญทพจารณาใหมการเพาะปลกพชเตมพนทชลประทานดวยระบบการปลกพชปจจบน พบวาจะมปรมาณนาไมเพยงพอ ในงานวจยน จงมวตถประสงคเพอคาดการณปรมาณฝนรายปเฉลยและประเมนโอกาสในการเกดขาดแคลนนาในพนทลมนาเพชรบรในรปของคาความเสยงจากคาความนาจะเปนในการเกดฝนทรอบปการเกดซาตางๆ โดยใชการขาดน าในพนทชลประทานของโครงการสงนาและบารงรกษาเพชรบรเปนตวบงชถงการขาดนาในพนทลมนาเนองจากพนทชลประทานของโครงการสงนาและบารงรกษาเพชรบรเปนกจกรรมการใชนาทมความตองการนามากทสด และจะเปนกจกรรมการใชนาแรกทไดรบผลกระทบเมอปรมาณนาในพนทลมนาเรมไมเพยงพอกบความตองการ ซงผลการวจยสามารถใชเปนแนวทางในการกาหนดการบรหารจดการน าระหวางภาคการใชน า ตางๆ ใหสอดคลองกบสถานการณนาทมอยในอางเกบนาแกงกระจาน ทงนในงานวจยนไดใชปรมาณนาในอางเกบนาแกงกระจาน ณ ตนเดอนกรกฎาคม เปนคาตงตนการวเคราะหการใชนาแตละป

2 วธการ

2.1 พนทศกษา ลมนาเพชรบรเปนลมนาหมายเลข 19 ตงอยในภาคตะวนตก

ของประเทศไทยม พน ทล มน ารวมทงสน 6 ,260.17 km2 มปรมาณนาทาเฉลยรายป 1,329 MCM พนทสวนใหญอยในเขตจงหวดเพชรบร ลกษณะลมนาเปนรปสเหลยมผนผาวางตวในแนว

ตะวนตก-ตะวนออกอยระหวางเสนรงท 1230เหนอถงเสนรงท

1330เหนอ และอยระหวางเสนแวงท 9900ตะวนออกถง

เสนแวงท 10015ตะวนออก มทศเหนอตดกบลมนาแมกลอง ทศใตตดกบลมนาชายฝงทะเลตะวนตก ทศตะวนตกตดกบสหภาพเมยนมาร และทศตะวนออกตดกบอาวไทย โดยลมนาเพชรบรถกแบงออกเปน 3 ลมนายอยไดแก ลมแมนาเพชรบรตอนบน ลมนาหวยแมประจนต และลมแมนาเพชรบรตอนลาง ดงแสดงใน Figure 1 (กรมทรพยากรนา, 2552)

2.2 การรวบรวมปรมาณความตองการนา ขอมลการใชนาในภาคการใชนาตางๆ ในดานการอปโภค

บรโภค การปศสตว และการอตสาหกรรม ไดถกประเมนในชวงคาบเวลา 30 yr (พ.ศ.2522-2551) และรวบรวมไวในงานศกษาโครงการเพมประสทธภาพศนยปฏบตการพยากรณเตอนภยเพอการบรหารจดการทรพยากรนา (กรมทรพยากรนา, 2553) สวนปรมาณนารกษาระบบนเวศนเปนปรมาณนาทใชผลกดนนาเคม แตยงไมมการศกษาเพอกาหนดปรมาณทเหมาะสมอยางชดเจนปจจบนทางโครงการสงนาและบารงรกษาเพชรบรไดกาหนดปรมาณนาระบายตาสดททายเขอนเพชรไวท 5 m3 s-1 (กรมชลประทาน, 2550)

Figure 1 Phetchaburi river basin.

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 26: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 15-23

17

ส า ห ร บ ค ว า ม ต อ ง ก า ร ใ ช น า เ พ อ ก า ร ช ล ป ร ะ ท า น มองคประกอบหลกทตองนามาพจารณา ประกอบดวย พนทเพาะปลกและรปแบบการเพาะปลกพช ปรมาณการใชนาของพช ปรมาณนาซมลกลงในดน ปรมาณฝนใชการ และประสทธภาพการชลประทาน สาหรบการคานวณหาปรมาณการใชนาของพชอาง องค านวณโดยใช ขอ มลภ มอากาศ ดวยว ธ Penman-Monteith (Allen et al., 1998)

2.3 ระบบลมนาเพชรบร ในการวจยไดแบงลมนายอยออกเปน 13 ลมนาตามลานา

สาขาสาคญ ดง Figure 2 และแผนภมระบบลมนาแสดงใน Figure 3 สาหรบโครงการชลประทานขนาดกลางและขนาดเลกในแตละพนทลมนาสาขาจะถกพจารณารวมเปนกลมตามลมนายอย สวนโครงการสบนาดวยไฟฟาจะรวมเปนกลมตามลมนายอยและพจารณาใหสบนาตามลานาสายหลก ความตองการนาในกจกรรมตางๆ ของลมนาเพชรบรถกจดเปนกลมตามลมนายอยเชนกน

การประเมนการใชนาของภาคการใชนาตางๆ ในลมนาเพชรบรไดถกวเคราะหโดยใชแบบจาลอง MIKE BASIN 2009 เพอจาลองสภาพลมนาสาหรบการจดการนาและจดสรรนาตามจดตางๆ ในลมนาแบบผสมผสาน

Figure 2 Sub-basin installation in model.

Figure 3 Schematic of Phetchaburi river basin.

2.4 แนวทางการจดสรรนาชลประทาน ในชวงฤดการสงนา กอนการสงน าโครงการสงนาและ

บารงรกษาเพชรบรจะอาศยนาตนทนในอางเกบนาแกงกระจาน เปนแนวทางในการวางแผนการสงนา (กรมชลประทาน, 2550) ดงน

ฤดแลง (กมภาพนธ-พฤษภาคม) - มากกวา 380 MCM สงนาเพอการทานาปรงและอปโภค-

บรโภค ในเขตโครงการฯ - ระหวาง 300-380 MCM กาหนดพนททานาปรงและพชฤด

แลงในบรเวณทสามารถสงนาไดบางสวน - นอยกวา 300 MCM งดการสงนาทานาปรงและพชฤดแลง ฤดฝน (มถนายน-ธนวาคม) - มากกวา 300 MCM เรมสงนาเพอการทานาป ประมาณ

1 มถนายน - ระหวาง 250-300 MCM เ รมส งน า เ พอการทานาป

ประมาณ 1 กรกฎาคม - นอยกวา 250 MCM เรมสงนาเพอการทานาป ประมาณ

15 กรกฎาคม แนวทางการจดสรรนาของโครงการสงนาและบารงรกษา

เพชรบรน ถกกาหนดขนโดยพจารณาจากโคงความสมพนธระหวางคาระดบ ความจ และพนทผวนาของอางเกบนาแกงกระจานเดมทไดสารวจไวเมอ พ.ศ. 2505 แตในป พ.ศ. 2548

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 27: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 15-23

18

ไดมการสารวจโคงความสมพนธระหวางคาระดบ ความจ และพนทผวนาของอางเกบนาแกงกระจานใหม (สานกอทกวทยาและบรหารนา, 2548) พบวา ปรมาณนาทแทจรงในอางเกบนาแกงกระจานจะมค ามากกวาปรมาณน า ท ไ ดจากการจ าลองสถานการณ ดงแสดงใน Figure 4

Figure 4 Comparison of capacity-area-elevation curves between 1962 and 2005.

2.5 การประเมนคาความนาจะเปนของปรมาณฝน การวเคราะหการแจกแจงความถปรมาณฝนในพนทลมนา

(Rainfall frequency analysis) ไดดาเนนการดวยแบบจาลอง HYDSTAT ซงเปนแบบจาลองคณตศาสตรสาหรบวเคราะหสถตทางอทกวทยาเพอประเมนคาความนาจะเปนและรอบการเกดซาของปรมาณฝนรายปเฉลยของลมนา และทาการคดเลอกแบบจาลอง ท มการกระจายความนาจะเปน (Probability distributions) ทเหมาะสมทสด ในการวเคราะหไดใชขอมลปรมาณฝนรายปเฉลยของพนทลมนาเพชรบรจานวน 30 yr (พ.ศ. 2522-2551) คาความนาจะเปนถกใชประเมนโอกาสทปรมาณฝนทตกในพนทลมนาจะนอยกวาปรมาณฝนทรอบการเกดซาตางๆ

2.6 การประเมนความเสยงตอการขาดนาในพนทลมนา ในงานวจยน กาหนดใหการขาดนาในพนทลมนาเพชรบร

เกดขนเมอมการขาดนาในพนทชลประทานของโครงการสงนาและบารงรกษาเพชรบร ในการประเมนสภาวะการขาดนาจะทาการวเคราะหสมดลนาในลมนา และสรางความสมพนธของปรมาณนาตาสดในอางเกบนาแกงกระจาน ณ ตนเดอนกรกฎาคม กบปรมาณฝนรายปคาดการณในพนทลมนาซงเพยงพอกบความตองการนาในพนท คาความเสยงตอการขาดนาแสดงในรปของโอกาสทปรมาณฝนทตกในพนทลมนาเฉลยจะนอยกวาคาปรมาณฝนทงหมดดงกลาว (Non-exceedance probability)

3 ผลและวจารณ ในการประเมนความตองการนาเพอการชลประทาน ไดทา

การคานวณปรมาณความตองการนาของพชอางอง (ETO) ดวยวธ Penman-Monteith (Allen et al., 1998) ดงแสดงใน Table 1

Table 1 Reference crop evapotranspiration by Penman-Monteith method.

month Jan Feb Mar Apr May Jun

ETO (mm/d) 4.8 5.5 6.4 6.6 6.2 6.0

month Jul Aug Sep Oct Nov Dec

ETO (mm/d) 6.3 5.8 5.7 5.2 4.7 4.6

ในการประมาณคาความนาจะเปนของปรมาณฝนทตกในพนทลมนาทระดบตางๆ ไดดาเนนการวเคราะหการแจกแจงความถของปรมาณฝนเฉลยทตกในพนทลมนา โดยใชขอมลปรมาณฝนเฉลยรายปในรอบ 30 yr (พ .ศ . 2522-2551) ดวยแบบจาลองคณตศาสตร HYDSTAT ผลการทดสอบความเหมาะสมของ Probability distribution โดย Chi-Square test พบวา รปแบบของ Probabilities distributions ทใหคา Chi-Square นอยทสด คอ Log-Gumbel probability distribution แสดงในสมการท 1

ln R = 6.93768+0.12738YT (1)

โดยท

1lnln

T

TYT

R = ปรมาณฝนทรอบการเกดซา T yr (mm) T = รอบการเกดซา (yr)

ผลการวเคราะหความนาจะเปนทปรมาณฝนจะตกนอยกวาคาปรมาณฝนทกาหนด สรปไดดงแสดงใน Table 2 ซงคาความนาจะเปนนจะบอกถงโอกาสหรอความเสยงทปรมาณฝนจะนอยกวาคาทกาหนด และทาใหเกดสภาวะการขาดนา

Table 2 Non-exceedance probability.

Rainfall

(mm)848.2 926.5 969.8 1079.6 1372.4 1851.3

P(X<Xi, %) 1 10 20 50 90 99

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 28: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 15-23

19

ในการวเคราะหสมดลนาของลมนาเพชรบรไดทาการประเมนปรมาณนาตาสดในอางเกบนาแกงกระจาน ณ ตนเดอนกรกฎาคม สมพนธกบคาปรมาณฝนรายปคาดการณในลมนา ซงไมทาใหเกดสภาวะการขาดนาในพนทลมนา พรอมประเมนคาความเสยงตอการขาดนาจากคาความนาจะเปนทปรมาณฝนในพนทลมนาจะนอยกวาปรมาณฝนคาดการณ

ผลการวเคราะห จะไดปรมาณนาตาสดทควรมในอางเกบนาแกงกระจาน ณ ตนเดอนกรกฎาคม ทจะไมทาใหเกดสภาวะการขาดนาในพนทชลประทานโครงการสงนาและบารงรกษาเพชรบร และโอกาสทปรมาณฝนทตกจะตากวาปรมาณฝนทคาดการณซงจะทาใหเกดการขาดแคลนนา หรอหมายถงความเสยงทจะเกดการขาดนา ซงสามารถสรางเปนความสมพนธไดดงแสดงใน Figure 5 โดยทกราฟแตละเสนแสดงถงปรมาณนาตาสดทตองมในอางเกบนาแกงกระจาน ณ ตนเดอนกรกฎาคมสมพนธกบปรมาณฝนรายปทคาดการณในปถดไปทระดบความตองการนาในลมนาเพชรบรตางๆ (Percent of water demand in basin) เชน ทระดบความตองการนา 100% หมายถง ความตองการนาทงหมดของกจกรรมการใชนาตางๆ ในลมนาเพชรบรเมอดาเนนกจกรรมเตมทในสภาพปจจบน ซงในงานวจยนใชคาความตองการนาเฉลยในรอบ 10 yr (พ.ศ.2542-2551) สวนเสนระดบความตองการนาในลมนาเพชรบรท 90% และ 80% สรางขนในลกษณะเดยวกบเสนระดบความตองการท 100% แตพจารณาลดปรมาณความตองการนาในภาคการเกษตรและภาคอตสาหกรรมลง 10% และ 20% ตามลาดบ โดยทปรมาณนาเพอการอปโภคบรโภค และปรมาณนาเพอรกษาระบบนเวศน ยงคงจดสรรใหเตมตามความตองการ ถาความสมพนธของปรมาณฝนคาดการณในปถดไปและปรมาณนาตาสดในอางเกบนาแกงกระจาน ณ ตนเดอนกรกฎาคมอยเหนอเสนระดบความตองการนน แสดงวา ในปถดไปจะมปรมาณนาตนทนมากกวาความตองการ (Supply > Demand) นนคอ จะมปรมาณนาเพยงพอกบความตองการ แตถาความสมพนธดงกลาวอยใตเสนระดบความตองการจะมปรมาณนาในปถดไปนอยกวาความตองการ นนคอ มความเปนไปได ทจะเกดสภาวะการขาดนาในปถดไป โดยในงานวจยน พจารณาวาการขาดนาในพนทลมนาเพชรบรเกดขนเมอผลการวเคราะหแสดงการขาดนาในพนทชลประทานของโครงการสงนาและบารงรกษาเพชรบร นอกจากน ในความสมพนธยงแสดงถงความนาจะเปนทปรมาณฝนทตกจะนอยกวาปรมาณฝนทคาดการณ ทาใหเหนถงความเสยงทจะเกดสภาวะการขาดนาแมจะคาดการณวาปรมาณนาในปถดไปจะเพยงพอกบความตองการ

ยกตวอยางเชน ถาคาดการณวาปรมาณฝนรายปเฉลยในปถดไป เทากบ 970 mm และปรมาณนาตาสดในอางแกงกระจาน ณ ตนเดอนกรกฎาคม เทากบ 410 MCM ควรจดสรรนาใหภาคการเกษตรและอตสาหกรรม 80% ของความตองการ เพอใหมปรมาณนาเพยงพอตลอดป แตทงน กยงคงมความเสยงทจะเกดการขาดนาไดเทากบ 20% เนองจากความเปนไปไดทปรมาณฝนทตกจะนอยก วา ทคาดการณ นอกจากน ในการพฒนาแบบจาลองสาหรบการพยากรณปรมาณฝนจะมการกาหนดชวงความเชอมนของแบบจาลอง ซงในงานวจยน ไดกาหนดชวงความเชอมนไวท 95% (95% Confidence interval) ดงแสดงเปนพนทสวนทแรเงาใน Figure 5 นนคอ ยงมโอกาสทจะเกดสภาวะการขาดนาในพนทลมนาเพชรบรได ถาความสมพนธของปรมาณฝนคาดการณในปถดไปและปรมาณนาตาสดในอางเกบนาแกงกระจาน ณ ตนเดอนกรกฎาคมอยในพนทสวนน (ยทธนา, 2556)

ในการวเคราะหเพอประเมนความเสยงตอการขาดนาในพนทชลประทาน ยงพบอกวา โอกาสทจะเกดการขาดแคลนนาในพนทลมนาเพชรบรม 2 ชวง คอ เดอนเมษายน และเดอนสงหาคม ซงจากแผนการปลกพชปจจบนเปนชวงเวลาทมความตองการนาสง จาก Figure 5 จะเหนวา เสนกราฟแบงเปน 2 ชวง การขาดแคลนนาจะเกดในเดอนเมษายนในกรณทปรมาณฝนรายปเฉลยของลมนาตา (ชวงเสนกราฟดานซายของจด Inflection) สวนในกรณทปรมาณฝนรายปเฉลยสง จะมโอกาสทจะเกดการขาดแคลนนาในเดอนสงหาคมไดเชนกนหากมปรมาณนาเกบกก ณ ตนเดอนกรกฎาคมนอยกวาเสนกราฟ (ชวงเสนกราฟดานขวาของจด Inflection) อยางไรกตาม แมวาปรมาณฝนคาดการณจะอยเหนอเสนความตองการ แตกมโอกาสเกดการขาดนาในพนท เนองจากมความเปนไปไดทปรมาณฝนจะตกนอยกวาทคาดการณ สาหรบพนทบรเวณเหนอเสนเกณฑปฏบตการอางเกบนาบน (Upper rule curve) และใตเสนเกณฑปฏบตการอางเกบนาลาง (Lower rule curve) เปนบรเวณทอยนอกขอบเขตการบรหารอางเกบนา ซงในทางปฏบตจะไมมการบรหารระดบนาในอางเกบนาใหอยในบรเวณดงกลาว ทงน คา Upper และ Lower rule curve ณ ตนเดอนกรกฎาคม เทากบ 453 และ 237 MCM ตามลาดบ ในการคาดการณปรมาณฝนรายปเฉลยของแตละลมนายอย ไดสรางแบบจาลองทาง Stochastic เพอคาดการณปรมาณฝนในปถดไปของแตละสถานวดนาฝนในพนทลมนาเพชรบรโดยกาหนดชวงความเชอมน 95% (95% Confidence interval) เพอคาดการณสถานการณนาของพนทลมนาในปถดไป ถาปรมาณฝนคาดการณอยในพนทสวนทแรเงา แสดงวา ปรมาณ

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 29: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 15-23

20

นาในปถดไปนาจะเพยงพอกบความตองการ แตยงมโอกาสทปรมาณฝนทตกจรงจะนอยกวาปรมาณฝนทคาดการณ ซงชวงความเชอมน 95% ของแบบจาลองทใชคาดการณในงานวจยสาหรบขอมลปรมาณฝนในรอบ 30 yr (พ.ศ.2522-2551) เทากบ ±72.4 mm ในกรณทปรมาณฝนคาดการณแสดงใหเหนวาอาจเกดการขาดนาในปถดไป หรอมความเปนไปไดทปรมาณฝนจะตกนอยกวาทคาดการณและทาใหเกดภาวะการขาดนา หากผมสวนเกยวของกบกจกรรมการใชนาตองการลดความเสยงตอการขาดแคลนนาลงสามารถทาไดโดยการลดการใชนาลงในสดสวนท เทาๆ กน ตามหลกความเปนธรรม จนกระทงอยในระดบความเสยงทจะเกดการขาดนาทยอมรบได เชน ถาปรมาณนาในอางเกบนาแกงกระจาน ณ ตนเดอนกรกฎาคม เทากบ 350 MCM

ปร มาณฝนรายป เ ฉล ยค าดการณ เ ท าก บ 1 , 430 mm ความสมพนธอยในพนทแรเงา แสดงวา จะมปรมาณนาเพยงพอกบความตองการ แตแบบจาลองมคาความนาเชอถอ 95% นนคอปรมาณฝนรายปเฉลยทเปนไดจะอยในชวงระหวาง 1,357.6 ถง 1,502.4 mm (1,430±72.4) แสดงวา มโอกาสทจะเกดภาวะการขาดนาได นอกจากน จาก Figure 5 มความเปนไปไดทปรมาณฝนรายปเฉลยจะตากวา 1,400 mm เทากบ 91% และจะเกดภาวการณขาดแคลนนา หากผมสวนเกยวของกบกจกรรมการใชนาตองการลดความเสยงตอการขาดแคลนนาใหเหลอประมาณ 40% จะตองลดความตองการนาใหเหลอ 80% ดงนน ภาคการใชนาตางๆ สามารถวางแผนการดาเนนกจกรรมการใชนาไดอยางเหมาะสม

Figure 5 Relationship between rainfall storage volume and non-exceedance probability of rainfall in Phetchaburi river basin.

นอกจากนในการวเคราะหเมอกาหนดใหปรมาณฝนรายปเฉลยนอยกวา 1,100 mm และเพมปรมาณนาเกบกก ณ ตนเดอนกรกฎาคมใหมากขนเกนกวาระดบของ Upper rule curve ปรากฏวายงคงมสภาวะการขาดนา ซงจากการตรวจสอบ พบวา เงอนไขการระบายนาตาม Rule curve จะทาใหมการ

ระบายนาออกจากอางเกบนาเพอรกษาระดบนาในอางเกบนาไมใหเกนกวาระดบ Upper rule curve ทาใหปรมาณนาตนทนในระหวางปไมเพยงพอตอความตองการ เนองจากปรมาณฝนรายปเฉลยตา ซงจากขอมลสถตนาฝนในรอบ 30 yr (พ.ศ. 2522-2551) คาปรมาณฝนรายปเฉลยเทากบ 1,110 mm มจานวนปท

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 30: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 15-23

21

มปรมาณฝนรายปเฉลยตากวา 1,110 mm ถง 18 yr คดเปน 56.67% และผลการวเคราะหดวยแบบจาลอง HYDSTAT โอกาสทปรมาณฝนรายปเฉลยจะนอยกวา 1,110 mm เทากบ 57%

เพอศกษาสถานการณนาตามแนวทางการจดสรรนาทกาหนดโดยโครงการสงนาและบารงรกษาเพชรบร ไดทาการจาลองสถานการณดวยระบบการปลกพชเชนเดยวกบทกาหนดในงานวจยโดยใชคาปรมาณฝนรายปเฉลย เทากบ 1,194.8 mm (ปรมาณฝนรายปเฉลยระหวางป พ.ศ. 2542-2551) โดยทาการจาลองสถานการณเมอปรมาณนาในอางเกบนาแกงกระจาน เทากบ 300 MCM ทตนเดอนมถนายน (ฤดฝน) และเทากบ 380 MCM ทตนเดอนกมภาพนธ เปรยบเทยบกบการจาลองสถานการณตามแนวทางงานวจยโดยการบรหารจดการนาตาม Rule curve เดมทไดสารวจไวเมอ พ.ศ. 2505 ซงผลการจาลองแสดงใน Figure 6 และ Figure 7 ตามลาดบ

ผลการจาลองสถานการณในฤดฝน พบวา ไมเกดภาวะการขาดนาในปการเพาะปลกนน (ฤดฝนตอฤดแลงปถดไป) แตทงน การบรหารนาในอางเกบนาแกงกระจานจะไมเปนไปตามเกณฑปฏบตอางเกบนาแกงกระจาน (Rule curve) เนองจากปรมาณนาในอางเกบนาแกงกระจานจะอยตากวา Lower rule curve ในบางชวงเวลา ดงนน ถาปรมาณฝนทตกในพนทลมนาหรอปรมาณนาทาไหลเขาอางเกบนานอยกวาทคาดการณ อาจเกดภาวะการขาดนาในพนทลมนาได นนคอ พนทลมนามความเสยงทจะเกดภาวะการขาดนา ซงจากสถานภาพทกาหนด ถาจะลดความเสยงตอการเกดภาวะการขาดนา ปรมาณนาในอางเกบนาแกงกระจาน ณ ตนเดอนมถนายน ควรมประมาณ 392 MCM และตองบรหารจดการอางเกบนาตาม Rule curve

Figure 6 Kaengkrachan reservoir simulation in wet season.

Figure 7 Kaengkrachan reservoir simulation in dry season.

สาหรบการจาลองสถานการณในฤดแลง จะเหนวา ปรมาณนาตนฤดแลงอยตากวา Lower rule curve ซงตามแนวทางการจดสรรนาของโครงการฯ จะใหมการปลกพชฤดแลงตามปกต จะทาใหปรมาณนาในอางเกบนาจะลดลงอยางมาก ปรมาณนาในอางเกบนา ณ ตนเดอนมถนายนจะตากวา 250 MCM สาหรบการเพาะปลกในฤดฝน โครงการฯ จะกาหนดใหเรมปลกพชฤดฝนวนท 1กรกฎาคม จากการจาลองสถานการณจะเหนวา ปรมาณนาในอางเกบนาจะลดลงถงระดบนาตาสดในเดอนกนยายน มความเปนไปไดทจะเกดการขาดนาในพนทลมนาอยางรนแรงตามการจาลองสถานการณ ทงนผลการจาลองสถานการณโดยการบรหารจดการอางเกบนาดวย Rule curve ไดวา อางเกบน า แก ง ก ระจานควร มปร ม าณน า ป ระมาณ 595 MCM ณ ตนเดอนกมภาพนธ และบรหารจดการอางเกบนาดวย Rule curve เพอลดความเสยงในเกดภาวการณขาดนา

4 สรป จากการประเมนความเสยงตอการขาดนาในพนทลมนาผล

การวเคราะหไดความสมพนธระหวางปรมาตรเกบกกนาตาสดในอางเกบนาแกงกระจาน ณ ตนเดอนกรกฎาคมกบปรมาณฝนรายป เฉลย ทคาความเสยงตอการเกดการขาดแคลนน า ตางๆ ความสมพนธนจะชวยในการประเมนสถานภาพของนาในลมนา และโอกาสทจะเกดภาวะการขาดแคลนนาในพนท ซงผทมสวนเกยวของกบการใชนาทกภาคสวนสามารถใชเปนเครองมอชวยการตดสนใจในการกาหนดการดาเนนกจกรรมการใชนาตางๆ ใหเหมาะสมกบสถานภาพนา นอกจากน ในกรณทการประเมนสถานภาพของนาในลมนาแสดงใหเหนวาจะเกดการขาดแคลนนา หรอมคาความนาจะเปนทจะเกดการขาดแคลนนาสง ควรจดสรรนาใหแกภาคการใชนาตางๆ ในสดสวนทเทาๆ กน ตามหลกความ

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 31: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 15-23

22

เปนธรรม (Equity) ซงเปนหลกการทกาหนดไวในนยามของ IWRM ในการจดสรรนาระหวางภาคการใชนา เพอบรรเทาปญหาการขาดแคลนนา หรอลดความเสยงทจะเกดการขาดแคลนนา และทสาคญคอทาใหเกดการมสวนรวมของผมสวนเกยวของกบกจกรรมการใชนา ซงชวยลดความขดแยงทอาจเกดขนในการจดสรรนาระหวางภาคการใชนา

อยางไรกตาม เกณฑปฏบตการอางเกบนาทใชในปจจบนไมรองรบลกษณะการใชนาภายในลมนาเพชรบรทเปลยนแปลงไป ขอบเขตบนของเกณฑปฏบตการอางเกบนาสามารถรองรบการใชนาไดเพยงพอเมอมปรมาณฝนตกไมนอยกวา 1,100 mm ดงนน ควรจะมการปรบปรงเกณฑปฏบตการอางเกบนาใหเหมาะสมกบลกษณะการใชนาปจจบน อกทง Rule curve ทใชอยในปจจบน ถกกาหนดใหมคาคงทในแตละเดอนในทกๆ ป คอมลกษณะเปน Static rule curve ซงไมสอดคลองกบสภาพฝนทเปลยนแปลงในแตละป อาจทาใหเกดภาวะการขาดนาไดเนองจากการระบายนาออกจากอางเกบนาเพอควบคมระดบนาในอางเกบนาใหเปนไปตาม Rule curve ดงนน ถาสามารถปรบเปลยนเกณฑปฏบตการอางเกบนาใหเปนพลวต (Dynamic rule curve) คอ เปลยนแปลงคาตามสภาพปจจบน นาจะชวยบรรเทาปญหาการขาดแคลนนาใหเหมาะสมกบสถานการณนามากขน

ในการจดสรรนาตามแนวทางการจดสรรนาของโครงการสงนาและบารงรกษาเพชรบรทผานมาไมประสบภาวะการขาดแคลนนา เนองจากเกณฑกาหนดการจดสรรนาถกพจารณาจากโคงความสมพนธระหวางคาระดบ ความจ และพนทผวนาของอางเกบนาแกงกระจานเดมทไดสารวจไวเมอ พ.ศ.2505 แตในโคงความสมพนธระหวางคาระดบ ความจ และพนทผวนาของอางเกบนาแกงกระจานใหม ทสารวจในป พ.ศ.2548 พบวา ปรมาณนาทแทจรงในอางเกบนาแกงกระจานจะมคามากกวาปรมาณนาทใชในการจาลองสถานการณการจดสรรนา ดงแสดงใน Figure 4 ซงเมอตรวจสอบปรมาณนาในอางเกบนาดวยโคงความจอางเกบนาใหม ไดวา ทความจอางเกบนาเดม เทากบ 300 และ 380 MCM ความจทแทจรงจากสารวจใหม เทากบ 400.73 และ 513.85 MCM ตามลาดบ นนคอ มปรมาณนาในการบรหารจดการมากกวาทกาหนดประมาณ 100 และ 133 MCM ซงคาความจทสารวจใหมจะสอดคลองกบคาปรมาณนาทควรจะมในอางเกบนา คอ 392 และ 595 MCM ตามลาดบ เมอบรหารจดการอางเกบนาดวย Rule curve ทงนเมอพจารณาการจาลองสถานการณทงในฤดฝนและฤดแลงโดยใชการบรหารจดการนาตาม Rule curve เดม จะเหนวา ผลการจาลองการจดสรรนากไม

แสดงสภาวะการขาดนา แสดงวา แนวทางการจดสรรนาของโครงการเหมาะสมกบสภาพการใชนาในพนทโครงการในปจจบน

ดงนน จากโคงปรมาณนาในอางเกบนาแกงกระจานทเปนจรงส งก วา โค งป รมาณน า ใน อาง เ กบน า ท ไ ดจากการจ าลองสถานการณดงแสดงขางตน คาความเสยงตอภาวะการขาดนาจะลดลง แตทงนการบรหารจดการนาไมไดแสดงสถานภาพของนาในอางเกบนาทแทจรง ทาใหประสทธภาพการใชนาในอางเกบนาลดลง จงควรปรบปรงเกณฑปฏบตอางเกบนาใหสอดคลองกบลกษณะของอางเกบนาทแทจรง เพอใหสามารถนานาในอางเกบนามาใชไดอยางเหมาะสมและเกดประสทธภาพสงสด

อยางไรกตาม แมวาแนวทางการจดสรรนาของโครงการสงนาและบารงรกษาเพชรบร จะไมทาใหเกดการขาดแคลนนา แตเพอใหการใชน าในอางเกบน าแกงกระจานเปนไปอยางมประสทธภาพ จงควรทบทวนและปรบปรง Rule curve ใหมใหเหมาะสมกบสภาพของอางเกบนาทแทจรง และปรบแนวทางการจดสรรนาใหสอดคลองกบ Rule curve เพอปองกนความผดพลาดในการจดสรรนา และลดความเสยงตอการขาดแคลนนา นอกจากน ควรทาการตดตามและจาลองสถานการณนาในทกๆ เดอน เพอใหสามารถตดตาม ประเมนผล และปรบเปลยนแผนการบรหารจดการนาไดเหมาะสมกบสถานการณ

5 กตตกรรมประกาศ ผวจยขอขอบคณโครงการสงนาและบารงรกษาเพชรบรทให

การสนบสนนขอมลตางๆ และขอขอบคณหองปฏบตการวจยการจาลองระบบทรพยากรนาดวยคอมพวเตอรและระบบสารสนเทศ ภาควชาวศวกรรมชลประทาน คณะวศวกรรมศาสตร กาแพงแสน มหาวทยาลยเกษตรศาสตรทใหการสนบสนนแบบจาลองในการทาวจย จนทาใหงานวจยสาเรจลลวงไปดวยด

6 เอกสารอางอง กรมชลประทาน. 2550. โครงการศกษาวางแผนระบบและตดตง

ระบบโทรมาตรเพอการพยากรณนาและเตอนภยลมนาเพชรบร. รายงานฉบบสมบรณ. จดทาโดยบรษท ทม คอนซลตง เอนจเนยรง แอนด แมเนจเมนท จากด บรษท ซเมนส จากด และบรษท ไทยพลส เทคโนโลยพลส จากด.

กรมทรพยากรนา. 2552. แผนทมาตรฐานการแบงลมนาหลกและลมนาสาขาของประเทศไทย. กรงเทพมหานคร: สานกวจย พฒนาและ อทก วทยา กรมท รพยากรน า กระทรวงทรพยากรธรรมชาตและสงแวดลอม.

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 32: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 15-23

23

กรมทรพยากรนา . 2553. โครงการเพมประสทธภาพศนยปฏบตการพยากรณเตอนภยเพอการบรหารจดการทรพยากรนา. รายงานฉบบหลก. จดทาโดยบรษทเซาทอสทเอเซยเทคโนโลย จากด บรษท ซกมา ไฮโดร คอนซลแตนท จากด และบรษท ทรานเอเซย คอนซลแตนท จากด.

ยทธนา ตาละลกษมณ. 2556. การบรหารจดทรพยากรนาในลมนาเพชรบรแบบบรณาการ. วทยานพนธวศวกรรมศาสตรดษ ฎบณ ฑต . ก ร ง เ ทพมหานคร : บณ ฑต วทย าล ย , มหาวทยาลยเกษตรศาสตร.

สมาน ปราการรตน, ปรเมศร อมาตยกล. 2551. ความนาจะเปนและรอบการเกดซาของปรมาณฝนรอบรายเดอนของประเทศไทย.ก ร ง เ ท พ ม ห า น ค ร : ส า น ก พ ฒ น า อ ต น ย ม ว ท ย า กรมอตนยมวทยา.

สานกอทกวทยาและบรหารนา กรมชลประทาน กระทรวงเกษตรและสหกรณ. 2548. รายงานผลการสารวจความจอางเกบนาแกงกระจาน.

Allen, R. G., L. S. Pereira, D. Raes , M. Smith. 1998. FAO Irrigation and Drainage Paper 56 Crop Evapotranspiration. Rome: Food and Agriculture Organization.

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 33: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 24-32

24

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Research PaperVolume 20 No. 2 (2514) 24-32

ISSN 1685-408X Available online at www.tsae.asia

Quantification of the Severity of Brown Leaf Spot Disease in Cassava using Image Analysis Wanrat Abdullakasim1*, Kittipong Powbunthorn1, Jintana Unartngam2 1Department of Agricultural Engineering, Faculty of Engineering at Kamphaengsaen, Kasetsart University, Nakhon Pathom, Thailand, 73140 2Department of Plant Pathology, Faculty of Agriculture at Kamphaengsaen, Kasetsart University, Nakhon Pathom, Thailand, 73140 *Corresponding author: Tel: +66-34-351-896, Fax: +66-34-351-896, E-mail: [email protected]

Abstract Accurate assessment of cassava brown leaf spot (BLS) disease severity is needed in epidemic monitoring

and plant breeding. The objectives of this study were to develop an image analysis technique for quantifying infection levels of cassava BLS disease, and to compare the assessment results with conventional visual rating using Teri’s diagram key. Detached cassava leaves infected by BLS disease of contrasting severity were collected from an experimental field. The leaf images were captured under controlled illumination. The images were pre-processed and read for primary RGB values. An image processing algorithm based on HSI color space has been developed for segmenting lesion region on a leaf using Otsu’s method which allows the counting of number of spots (Ns) and the calculation of percentage of infection area (PI). Manual scoring has been concurrently carried out by seven human raters using Teri’s illustrated diagram which orders BLS infection into 4 levels, representing lesion area of approximately 5, 10, 15 and 20% respectively. The Teri’s diagram itself was also scanned and presented to the image processing algorithm developed to investigate actual lesion area. Verification of Teri’s diagram indicated that the Ns obtained from image analysis was 100% coincided with that counted by raters. On the other hand, the PI values obtained from image analysis were 0.87, 3.94, 9.87 and 18.71%, considerably smaller than visual approximation. Assessment of diseased leaf samples by image analysis and visual rating showed a good agreement for Ns (R

2=0.8993), however, visual rating tended to overestimate the infection level comparing with image analysis, and a large variation among raters could be observed. The results further suggested that the accuracy of spots detection vary proportionally with the infection level. This study has demonstrated the usefulness of image analysis in quantifying cassava BLS disease severity in that it provides more elaborate scaling and better consistency.

Keywords: Cassava, Brown leaf spot disease, Image analysis

1 Introduction Cassava (Manihot esculenta Crantz) is of important

economic crop for Thailand which supplies a large consumption as food as well as energy. In 2012, cassava plantation area inside the country has reached 1.48 million ha, giving a total production of 29.8 million tons with an average yield of 0.56 t ha-1 (Office

of Agricultural Economics, 2013). In the same year, Thailand exported cassava products for 6.96 million tons, achieving an export value of over 2600 million USD (Center for Agricultural Information OAE, 2013).

The effectiveness in cassava production, however, depends substantially on pests and diseases condition during its growing periods. A foliar disease extensively distributed in cassava fields is the brown leaf spot

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 34: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 24-32

25

(BLS) disease caused by a fungal pathogen Cercosporidium henningsii Allesch. The symptoms appear as small brown spot within a darker border on the upper leaf surface and a grayish cast on the lower surface due to the presence of conidiophores and conidia. The size of lesion ring ranges from 0.3 to 0.5 mm in width. A yellowish halo surrounding this ring may be found on very susceptible varieties. The necrotic tissue in the center of brown spots may fall, giving a shot hole on the leaf surface (Teri et al., 1978).

The impact of BLS disease is often underestimated because it does not apparently damage the diseased plants, however, infection of the BLS disease can induce leaf chlorosis and premature defoliation which restrict photosynthesis, resulting in yield loss up to 20% (Hillocks and Wydra, 2002; Teri et al., 1980). Furthermore, the infected plants tend to be increasingly susceptible to other diseases. Wydra and Verdier (2002) found a positive correlation between the incidence of cassava anthracnose disease and the occurrence of BLS disease, and some relevance among the BLS disease and white leaf spot disease and root rots. Many research works have consistently demonstrated that the BLS disease is thermophilic and favored by high humidity (Teri et al., 1978; Hillocks and Wydra, 2002; Wydra and Verdier, 2002). This clearly suggested that the BLS disease should not be ignored particularly in the climatic conditions of Thailand.

An accurate and precise assessment of the BLS disease severity is important in various aspects of cassava production. A reliable quantification of infection levels is needed to evaluate the epidemic development of the disease which determines consequent decision in disease management. In plant breeding, scoring of the disease severity is used to measure the resistance of cultivars and hence the accuracy of the evaluation method is very crucial.

The disease assessment is typically performed based on visual estimation by a plant pathologist using

an illustrated diagram key developed for a specific pathogen and crop. James (1971) has introduced a series of assessment key for several crops including cereal, forage and field crops. Such diagrammatic scales continue to be developed for different plants until nowadays, e.g. Godoy et al. (1997); Michereff et al. (2009). For cassava BLS disease, Teri et al. (1978) has proposed an assessment key which rates the disease into four ordinal levels based on percentage of necrotic leaf area. Onyeka et al. (2004) rated differently by considering the amount of infection in a whole plant from lower to upper parts rather than by evaluation of each single leaf. These visual rating methods, however, is somewhat subjective since the method relies merely on the discretion of raters, leading to questions about its reliability. Image analysis technique has been introduced as an objective method for analyzing plant diseases severity alternative to conventional method. A systematic experimental scheme conducted by Bock et al. (2008) on citrus canker (Xanthomonas axonopodis pv. citri) has demonstrated many superiorities of the use of image analysis software (Assess, American Phytopathological Society, St. Paul, MN) over visual estimation both in terms of accuracy and precision. Similar results were found by Wijekoon et al. (2008) who used Scion Image software, and Bock et al. (2009). Poland and Nelson (2011) observed some effects of rater variability and different rating scales on quantitative disease resistance and, in particular, mapping quantitative trait loci for disease resistance. The optical sensing technique may be applied not only on leaf-by-leaf basis but also to field scale as done by Yang (2010) for bacterial leaf blight (Xanthomonas oryzae pv. oryzae) in rice.

A number of research works has suggested the usefulness of using image analysis technique for assessing plant disease severity. However, to our knowledge, the study related to the assessment of

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 35: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 24-32

26

cassava BLS disease has not been reported. The objectives of the present study were therefore to develop an image analysis technique for quantifying the infection levels of cassava BLS disease, and to compare the assessment results with visual rating using Teri’s diagram key.

2 Materials and Method

2.1 Plant materials Cassava leaves infected by BLS disease of

contrasting severity were collected from an experimental field of Kasetsart University, Kamphaeng Saen Campus, Nakhon Pathom, Thailand (Lat

14211N, Long 995756E). Major soil properties at the site are given in Table 1. The cassava cultivar was Rayong 5 which is of medium-resistant cultivar in terms of BLS disease resistance (Kampanich, 2003). The plant age at sampling was six months, at which stage their canopy had fully developed and the plants were naturally infected by BLS disease without systematic inoculation.

Table 1 Soil properties at leaf sampling site. Property ValueTexture Clay loam

pH 7.6 ECa (dS/m) 0.409

Organic matter (%) 1.82 Phosphorus (mg kg-1) 48 Potassium (mg kg-1) 60

2.2 Image acquisition Color images of 48 detached cassava leaves were

captured under controlled illumination using a cubical lighting box consisting of four 18W cool daylight bulbs with a color temperature of 6500K mounted on

respective top corners of the box, orienting 45 to the camera centerline (Figure 1). Inner surfaces of the box were lined with matte black canvas to minimize

undesirable reflectance. The luminance at object position measured by a light meter was 3428 lux in average. A digital camera (Canon, IXY55, Japan) used to acquire the leaf images was installed on the top of the illumination box at a distance of 50 cm above the leaf sample which placed on the bottom with white background. This certain camera distance was selected in order to minimize image distortion while maintaining adequate resolution. The f-stop value was fixed at 3.5 and the focal length was adjusted to 8 mm. The image

resolution of 12001600 pixel in JPEG format was used. Testing of white balance was performed using a

55 cm-piece of white paper as a calibration object. Reading of its RGB intensities indicated values ranged from 222–226 and these values were used as reference. Calibration of scale was done by relating the number of pixels to true size of the calibration object. The size of a sample can later be determined using the relationship established.

Figure 1 Illumination box for leaf image acquisition.

2.3 Image processing The Image Processing ToolboxTM for MATLAB® was

used in pre-processing and analyzing the images. Each

of the original image was resized to 480640 pixel and read for red (R), green (G) and blue (B) values of each pixel. The image was then converted into HSI color space by calculating hue (H), saturation (S) and intensity (I) values from the chromatic RGB as follows:

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 36: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 24-32

27

if B G

H360 if B G

(1)

where

12 2

1(R G) (R B)

2cos

(R G) (R B)(G B)

(2)

3S 1 min(R, G,B)

(R G B)

(3)

1I R G B

3 (4)

In order to calculate the percentage of infection (PI), the total leaf area (AL) and the diseased area (AD) must be determined. The total leaf area was segmented from I image using Otsu’s method of thresholding as described by McAndrew (2004). The diseased region was extracted from H image by manual thresholding using a predetermined threshold obtained from the tonal histogram. Segmented H image appeared a considerable amount of noise which obstructs the identification of true diseased area. This noise was reduced by opening operation, i.e. the combined erosion and dilation processes described by (Gonzalez and Woods, 2010) using disk-shaped structuring element with a radius of five pixels. The isolated pixels of diseased area were then combined using eight-connected neighborhood criteria, and counted for the number of spots (Ns). Consequently the percentage of infection can be calculated as:

D

L

API 100

A (5)

where AL and AD were counted in unit pixel. Figure 2 shows the flowchart describing the image processing algorithm. A graphical user interface (GUI) was also developed which allows a user to import an image,

observe color space transformation, and displaying the results of the assessment including Ns, PI and infection level (Figure 3).

Figure 2 Flowchart of the image analysis algorithm.

Figure 3 Graphical user interface of the image analysis program.

2.4 Visual rating using Teri’s diagram key Conventional visual assessment of the BLS disease

based on Teri’s diagram key (Figure 4) has been performed by seven inexperienced human raters. This method classifies the disease severity into four ordinal levels from 1 to 4, corresponds to approximate lesion

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 37: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 24-32

28

area of 5, 10, 15 and 20% respectively. The same set of 48 cassava leaf images in random arrangement was presented to each rater along with the diagram key. Since the assessments of the raters were done independently, thus, subsequent results may be attributed to depend merely on the discretion of each individual.

The drawing of Teri’s diagram key was then scanned into images and presented to the image analysis process developed in order to investigate actual number of spots (Ns) and percentage of lesion area (PI) of each infection level. The results of visual rating including Ns, PI, and infection level were compared with those obtainable from the use of image analysis. In addition, an implication of infection level on the accuracy of disease scoring was also observed.

Figure 4 Illustrated diagram key for cassava BLS disease assessment proposed by Teri et al. (1978): (a) level 1, (b) level 2, (c) level 3, and (d) level 4.

3 Results and Discussion

3.1 Performance of image segmentation The pixels of infected region have been extracted

from healthy portion based on the difference of H

value. A key to the success in segmentation has been the determination of a proper threshold value. In this experiment, threshold value was manually selected based on peaks appeared in the histogram. An example of segmented image is illustrated in Figure 5. The total leaf area could be segmented using I image associated with Otsu’s thresholding method (Figure 5a). Feature of the brown spots has been extracted using H image, but with an amount of noise (Figure 5b). However, this noise was successfully eliminated by a combination of erosion and dilation process (Figure 5c).

Figure 5 Segmented and feature extracted images: (a) total leaf area, (b) diseased regions with noise, and (c) diseased regions after noise reduction.

3.2 Verification of Teri’s diagram The illustrated diagram of Teri et al. (1987) has

been imaged an analyzed for Ns and PI using the developed image processing algorithm (Figure 6) and compared with the assessment results of human raters. As shown in Table 2, the results showed that the number of spots, Ns detected by image analysis was totally consistent with that counted by raters. However, the percentage of infection area, PI, by image analysis was found markedly smaller than visual estimation. In other word, human raters tended to overestimate the lesion area on leaf, which in turn resulting in a probability of misinterpretation of infection level. This result clearly suggests a possibility of inaccurate quantification of the disease due to limitation of human visual perception. It is therefore even more difficult to assess the disease by visual rating if a more elaborate classification, i.e. classifying into more than four levels, is needed. The PI based on

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 38: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 24-32

29

image analysis was therefore proposed as new criteria and further used in disease scoring in this study.

Figure 6 Segmented images of Teri’s illustration diagram: (a) level 1, (b) level 2, (b) level 3, and (c) level 4.

Table 2 Verification of Teri’s diagram using image analysis.

Infection level

Teri’s diagram Image analysisNumber of spots

Infection area

Number of spots

Infection area

1 14 5% 14 0.87%2 53 10% 53 3.94%3 65 15% 65 9.87%4 74 20% 74 18.71%

3.3 Comparison of disease assessment by image analysis and visual rating

Total 48 samples of diseased cassava leaf have been evaluated by image analysis and human raters. The result of number of spot counts, Ns, showed a good correlation (R2=0.8993) between the two

methods (Figure 7). The value of Ns ranged from 2 to 46. Some discrepancies in Ns evaluation might occur when the borders of multiple consecutive spots were not obvious or connected. This misjudgment could be happened in both visual rating and image analysis.

Figure 7 Comparison of number of spot counts assessed by human raters and image analysis.

For severity scoring, in general, most raters found first-level diseased leaves as the majority followed by the second level. Only few raters reported a finding of third-level infection. None of which rated any leaf samples into fourth level (Table 3). The use of image analysis, however, resulted differently in that almost all of the samples were of first-level infection while only one sample was classified into second level. These results suggested the same tendency as discussed previously that human discretion tends to overestimate the disease level so long as Teri’s diagram is used.

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 39: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 24-32

30

Table 3 Comparison of disease assessment by image analysis and visual rating.

Disease level

Number of sample Image

analysis Visual rating, by rater No.

1 2 3 4 5 6 71 47 27 33 41 38 26 32 402 1 16 14 7 10 20 15 83 0 5 1 0 0 2 1 04 0 0 0 0 0 0 0 0

Total 48 48 48 48 48 48 48 48

Variation among raters in disease severity scoring has been observed. Figure 8 shows the mean and associated standard deviation of the severity score of each leaf sample as performed by 7 raters. It is noticeable that the means of seven assessments on most samples were not coincide with the results of image analysis especially in levels 2 and 3. The results further showed a great variance among raters in the assessment which might cause substantial misinterpretation. It seems quite difficult to visually distinguish different patterns of the disease symptom at levels 2 and 3 because the size and distribution characteristics of the brown spots were more or less similar. Experience of a plant pathologist and personal decision are therefore the most important factors influencing the disease severity quantification.

Figure 8 Variation of human raters in disease severity quantification.

3.4 Influence of severity level on the accuracy of image analysis

The result showed some error when the number of spots less than 10. This suggested that the assessment may not be satisfactorily accurate at early stage of disease infection because the size and the number of spot are small. If the spots are small, the erosion and dilation processes might result in an elimination of those spots because they are very similar to the noise. For the leaf sample with more than 10 disease spots, the accuracy of image analysis could be as high as 89.30% and even higher at 91.37% when the number spots was more than 30 spots (Table 4).

Table 4 Influence of number of spots on accuracy of spot detection by image analysis.

Number of spot Accuracy of spots detection1 – 10 62.50% 11 – 20 89.30% 21 – 30 88.62% 31 – 40 91.37% Average 82.94%

In addition to the severity level, the assessment accuracy is likely to have been affected by incompleteness of image pixels. In some instance, multiple spots appeared on an adjacent position and connected to each other, which in turn forming a large circular shape. This type of pixels could mislead the interpretation when using the proposed image analysis procedure. In the opposite, in some instance a single spot contained some hollows inside and appeared as multiple spots (Figure 9). This type of pixels resulted in an overestimation of the spot count. Further improvement of the image processing algorithm is therefore needed to eliminate this shortcoming.

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 40: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 24-32

31

Figure 9 A single spot with inner hollows.

4 Conclusions A digital image analysis technique has been

developed to quantify the severity level of BLS disease infection on a cassava leaf. This technique was capable to estimate the percentage of disease infection defined by lesion area, and number of brown spots. Preliminary verification of conventional visual rating method based on Teri’s diagram key has indicated a shortcoming in that it overestimated the percentage of infection area. A new percentage of inflection of the Teri’s diagram analyzed by image analysis was therefore used as new criteria for disease assessment. Comparing the results given by human raters further demonstrated many rooms for the occurrence of variance among raters, while the image analysis performed on a certain criteria. The accuracy of image analysis was found increased with number of spots. In conclusion, this study has suggested many advantages of using image analysis technique which helps the plant pathologists as well as plant breeders to perform an accurate scoring of cassava brown leaf spot disease, which in turn enables an agronomist or a farmer to draw countermeasures against the disease and to manage their cassava plantation correctly.

5 Acknowledgement The present work was financially supported by

Kasetsart University Research and Development Institute (KURDI).

6 References Bock, C.H., Parker, P.E., Cook, A.Z., Gottwald, T.R. 2008.

Visual rating and the use of image analysis for

assessing different symptoms of citrus canker on grapefruit leaves. Plant Disease 92, 530–541.

Bock, C.H., Cook, A.Z., Parker, P.E., Gottwald, T.R. 2009. Automated image analysis of the severity of foliar citrus canker symptoms. Plant disease 93, 660–665.

Center for Agricultural Information OAE, 2013. Thailand Foreign Agricultural Trade Statistics 2012. Office of Agricultural Economics, Ministry of Agriculture and Cooperatives, Bangkok, Thailand.

Godoy, C.V., Carneiro, S.M.T.P.G., Iamauti, M.T., Pria, M.D., Amorim, L., Berger, R.D., Bergamin Filho, A. 1997. Diagrammatic scales for bean diseases: development and validation. Journal of Plant Diseases and Protection 104, 336–345.

Gonzalez, R.C., Woods, R.E. 2010. Digital Image Processing. Pearson, USA.

Hillocks, R.J., Wydra, K. 2002. Bacterial, fungal and nematode disease. In: Hillocks, R.J., Thresh, J.M., Bellotti, A.C. (Eds), Cassava: Biology, Production and Utilization. CAB International, UK.

James, W.C. 1971. An Illustrated series of assessment keys for plant diseases: their preparation and usage. Canadian Plant Diseases Survey 51, 39–65.

Kampanich, W. 2003. Investigation on Screening Methods for Cassava Resistant Varieties to Brown Leaf Spot Disease (Cercospora henningsii Allescher). Master’s dissertation, Kasetsart University, Thailand (in Thai).

McAndrew, A. 2004. Introduction of Digital Image Processing with MATLAB. Thomson, USA.

Michereff, S.J., Noronha, M. A., Lima, G. SA., Albert, I.CL., Melo, E.A., and Gusmao, L.O. 2009. Diagrammatic scale to assess downy mildew severity in melon. Horticultura Brasileira 27, 76–79.

Office of Agricultural Economics, 2013. Agricultural Statistics of Thailand 2012. Ministry of Agriculture and Cooperatives, Bangkok, Thailand.

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 41: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 24-32

32

Onyeka, T.J., Dixon, A.G.O., Bandyopadhy, R., Okechukwu, R.U., Bamkefa, B. 2004. Distribution and current status of bacterial blight and fungal diseases of cassava in Nigeria. International Institute of Tropical Agriculture (IITA), Ibadan, Nigeria.

Poland, J.A., Nelson, R. 2011. In the eye of the beholder: The effect of rater variability and different rating scales on QTL mapping. Phytopathology 101, 290–298.

Teri, J.M., Thurston, H.D., Lozano, J.C. 1978. The Cercospora leaf diseases of cassava. Proceedings Cassava Protection Workshop, CIAT, Cali, Colombia 7–12 November 1977, 101–116.

Teri, J.M., Thurston, H.D., Lozano, J.C. 1980. Effect of brown leaf spot and Cercospora leaf blight on cassava production. Tropical Agriculture 57, 239–243.

Wijekoon, C.P., Goodwin, P.H., Hsiang, T. 2008. Quantifying fungal infection of plant leaves by digital image analysis using Scion Image software. Journal of Microbiological Methods 74, 94–101.

Wydra, K., Verdier, V. 2002. Occurrence of cassava diseases in relation to environmental, agronomic and plant characteristics. Agriculture Ecosystems and Environmental 93, 211–226.

Yang, C.-M. 2010. Assessment of the severity of bacterial leaf blight in rice using canopy hyperspectral reflectance. Precision Agriculture 11(1), 61–81.

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 42: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 33-42

33

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย บทความวจยปท 20 ฉบบท 2 (2557) 33-42

ISSN 1685-408X Available online at www.tsae.asia

การนาเทคนคการพยากรณมาใชในการบรหารพสดคงคลง: กรณศกษาบรษทผลตเครองตดโลหะ Forecasting techniques for inventory management: A case study of a CNC manufactory อรภา ชาตวนช1*, พงษเพญ จนทนะ2

Orapa Chatawanich1*, Phongpen Jantana2 1สาขาวชาการจดการทางวศวกรรม, คณะวศวกรรมศาสตร, มหาวทยาลยศรนครนทรวโรฒ, กรงเทพ, 10110 1Department of Logistics and Supply Chain Management, Faculty of Engineering, Srinakarinwirot University, Bangkok, Thailand, 10110 2สาขาวชาวศวกรรมอตสาหการ, คณะวศวกรรมศาสตร, มหาวทยาลยศรนครนทรวโรฒ องครกษ, กรงเทพ, 26120 2Department of Industrial Engineer, Faculty of Engineering, Srinakarinwirot University - Ongkharak, Bangkok, Thailand, 26120 *Corresponding author: Tel: +66-8-1938-8599, E-mail: [email protected]

บทคดยอ งานวจยฉบบนศกษาวจยจากบรษทผลตเครอง CNC ซงประสบปญหาการแขงขนในตลาดอตสาหกรรม ทาใหบรษทตองมการ

พฒนาและปรบปรงการทางานของเครองจกรใหมความสามารถและตอบสนองกบความตองการของลกคาโดยการเพมฟงกชนพเศษ ซงทาใหทางบรษทตองมการเพมอปกรณสวนเสรมททาใหเครองจกรมคณภาพมากกวาปกตตามความตองการของลกคา ซงมความ ไมแนนอน และทาใหบรษทตองประสบกบปญหาเกยวกบการจดการพสด ปรมาณและระยะเวลาในการสงซอ ดงนนวตถประสงคของงานวจยคอ การนาเทคนคการพยากรณมาใชในการปรบปรงประสทธภาพในการสงซอพสด โดยเรมจากการจดลาดบความสาคญของพสด ดวยวธ ABC Analysis จากนนนาพสดในกลม A และ B จานวน 13 รายการ มาทาการพยากรณ และคานวณปรมาณสงซอทประหยด และจดสงซอใหม ซงผลทไดจากการพยากรณการสงซอลวงหนา มความใกลเคยงเมอเปรยบเทยบการปรมาณการใชจรงใน พ.ศ. 2555

คาสาคญ: การพยากรณ, การบรหารสนคาคงคลง

Abstract This research studied the production of a CNC machine manufactory that faced problems in the

competitive market. In order to improve quality control and response to fluctuations in costomer’s demand, the company needed to develop an additional machine’s function. The fluctuations in customer’s demand caused inventory problems in raw material management, quantities, and lead-time for purchasing. The purpose of this research was to introduce a forecasting technique used to improve the efficiency in the purchase of raw materials. The ABC Analysis was used to prioritize raw materials. Next, 13 items of the raw materials in Group A and Group B were forcasted and the economic order quantities (EOQ) were calculated. The result of this technique illustrated that the forecast was closed to the actual demand consumption.

Keywords: Forecasting, Inventory management

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 43: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 33-42

34

1 บทนา เนองจากสภาวะการแขงขนอยางรนแรงในปจจบนของ

อตสาหกรรมดานตางๆ ภายในประเทศผประกอบการดานอตสาหกรรม ตองปรบวธการดาเนนธรกจเพอรองรบกบการเปลยนแปลงทมการเคลอนไหวอยางรวดเรวของสภาวะตลาด ทกองคกรตองเผชญหนากบความทาทายในการปรบเปลยน เพอการอยรอด และการเจรญเตบโตขององคกร องคกรจงตองนาเอากลยทธตางๆ มาใช เพอสรางความไดเปรยบในการแขงขน

สาหรบกรณศกษางานวจยน เปนบรษททผลตเครองตดโลหะดวยกระแสไฟฟาควบคมดวยระบบคอมพวเตอร โดยใชเทคโนโลยชนสง ซงเปนเครองจกรทใชในการผลตอปกรณและเครองมอตางๆ อาท แมพมพ เครองมออตสาหกรรม เครองมอแพทย เครองจกรสาหรบผลตชนสวนเครองบนและรถยนต เปนตน ปจจบนมการทาตลาดสนคาในหลายประเทศทวโลก และมเปาหมายทจะเพมกาลงการผลตเพอการสงออกเพมขนในอนาคต ทาใหทางบรษทจาเปนตองมการพฒนาปรบปรงระบบการบรหารงาน คลงสนคา คลงพสด การปรบปรงกระบวนการผลต โดยนโยบายหลกของบรษทคอ การผลตทตอบสนองตอความตองการของลกคา ดงนนการลดตนทนทางดานการจดเกบจงถกวางนโยบาย และใหความสาคญมากทสด ซงจะมประโยชนในการจด เตร ยมสนค า ใ หตอบสนองลกค า และมผลตอกระบวนการผลตใหสามารถดาเนนไปไดอยางตอเนองสมาเสมอ แตตองรกษาระดบของพสดคงคลงใหอยในระดบทพอด และตองไมขาดสตอก

จากการวเคราะหถงปญหาหลกของพสดคงคลงทไมเพยงพอ หรอมมากเกนกวาความตองการ พบวาเปนผลกระทบมาจาก พสดในกลม“สนคาเสรมของเครองจกรเพมประสทธภาพ (option) ทลกคาตองการพเศษ” ซงเปนกลมพสดทชวยเพมความสามารถในการใชงานของเครองใหตรงตอความตองการของลกคาไดดขนจากปกต เชนเพมรอบการทางานของเครองจกร เพมแกนของเครองจกร เพมความเรวในการดงลวด ซงเปนความตองการทตองผลตตามคาสงซอของลกคา

ปญหาทเกดขนคอ เมอลกคาออกคาสงซอมา ทางบรษทจะตองกาหนดวนสงสนคาทนทตามวนและเวลาทลกคาตองการ ทาใหเกดปญหาขนบอยครงเนองจาก การสงซอพสดตองคานงถงเวลานาทคอนขางนาน และ ปรมาณของการเกบสตอกสนคาไมเพยงพอตอปรมาณความตองการ เนองจากราคาของสนคาในกลมนมราคาทคอนขางสง และเพอลดสงมอบสนคาลาชาทาใหตองมการเพมเวลาการผลตเนองจากผขายพสดไมสามารถสงพสดไดตามวนททางบรษทกาหนดหรอตองการ จงมผลทาใหตองเสย

คาใชจายตางๆ เพมมาก ดงนนบรษทจงใหความสาคญกบการบรหารพสดคงคลงใหมประสทธภาพ โดยคานงถงความตองการของลกคาเปนหลก

วตถประสงคของการวจย - เพอปรบปรงการวางแผนสงซอพสดใหเหมาะสมยงขน

โดยมปรมาณพสดคงคลงในปรมาณทตองการ ดวยตนทนรวมทตา เพอตอบสนองตอนโยบายของบรษท 

- เพอลดความสญเสยโอกาสทางการขาย เนองจากการรอคอยพสด 

2 วธการดาเนนงานวจย ในการควบคมสนคาในโรงงานอตสาหกรรมทมสนคามากมาย

จาเปนตองจดกลมความสาคญของสนคากอน หลงจากนนจงทาการพยากรณเพอนาไปทาการคานวณในสวนของการบรหารพสดคงคลงตอไป

2.1 การวเคราะหเพอจดกลมความสาคญของพสด การควบคมพสดคงคลงเปนงานททาขนเพอใหคาใชจายท

เกดขนจากการใหมพสดคงคลงตาทสด แตเมอมพสดมากมายหลายชนด ซงถาใหความสนใจควบคมของเหลานทงหมดในคลงอยางใกลชดกจะทาใหสนเปลองคาใชจายและเสยเวลามาก บางชนดถงแมจะมปรมาณการใชมาก แตถาราคาตามากๆ เชน ของจาพวกสกรและนอต การใหความสนใจอยางใกลชดในการควบคมของคงคลงชนดน กจะไมคมกบสวนทประหยดได ทางทดทสดจงควรจะจาแนกประเภทของคงคลงออกเปนชนดทมความสาคญมาก และทมความสาคญรองลงไป วธการจาแนกชนดของคงคลงทรจกกนทวไปคอ วธ ABC Analysis (พภพ, 2547) ซงเปนเทคนคทมหลกการจาแนกของคงคลงตามจานวนเงนของพสดคงคลงทหมนเวยนในคลงในรอบป เหตผลทตองการจาแนกของคงคลงในลกษณะนคอ การจาแนกเพอกาหนดความสาคญมากนอยของพสดคงคลง โดยการเขยนกราฟระหวางคาใชจายและจานวนชนดของพสดคงคลง ซงเรยกวา Pareto Curve โดยหลกการกาหนดความสาคญของพสดคงคลงไวดงน

ประเภท A มพสดคงคลงประมาณ 20% ของพสดคงคลงทมมลคาสงทสด

ประเภท B มพสดคงคลงประมาณ 25% - 30% ซงมมลคารองลงมา

ประเภท C คอปรมาณของคงคลงทงหมดทเหลอซงคดเปนตนทนเพยงเลกนอยของตนทนทงหมด

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 44: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 33-42

35

2.2 การคดเลอกตวแบบและการพยากรณการใชพสดคงคลง ในอนาคต

เทคนคการพยากรณแตละเทคนค จาเปนตองมจานวนงวดของขอมลทใชแตกตางกน บางเทคนคใช ขอมลนอยมาก จาเปนตองระบถงจานวนงวดของขอมล (อจฉรา, 2557) เพอทาการคดเลอกตวแบบพยากรณทเหมาะสม และจากลกษณะของขอมลมทงขอมลทเปนแบบราบเรยบสมาเสมอ มแนวโนม และขอมลทเปนฤดกาล จงไดเลอกตวแบบเพอทาการวเคราะหมาทงหมด 4 ตวแบบ ซงจะมความแมนยาแตกตางกนไปในแตละกรณ ดงน

2.2.1 ตวแบบคาเฉลยเคลอนทอยางงาย เทคนคนเปนการนาเอาขอมลในอดตมาถวงนาหนกเทาๆ

กนเพอพยากรณในอนาคต เปนเทคนคทเหมาะกบขอมลทมลกษณะคงท ไมเปลยนแปลงมากในแตละงวด (อจฉรา, 2557) ดงสมการท 1

... (1)

โดยท คอ คาพยากรณในงวดท , คอ คาขอมลในงวดท

และ คอ จานวนงวดทมาหาคาเฉลย

2.2.2 ตวแบบคาเฉลยแบบเอกโปเนนเชยลครงเดยว เทคนคน เหมาะสมกบขอมลทคอนขางไมเปลยนแปลง

ใชหลกการเดยวกบคาเฉลยเคลอนทอยางงาย โดยนาหนกทใชกบขอมลในอดตตางกน คอ ขอมลทไกลจากปจจบนมากจะให

นาหนกตากวาขอมลทใกลกบขอมลในปจจบน โดยทคา α

จะมคาตงแต 0 ถง 1 ซงคา α ทแตกตางกนมผลสงใหนาหนกของขอมลในอดตตางกน (อจฉรา, 2557) ดงสมการท 2

1 (2)

โดยท 1, คอ คาพยากรณไดในงวดท และ

คอ คาของขอมลในงวดท

2.2.3 ตวแบบบอกซ-เจนกนส เปนเทคนคการหารปแบบทเหมาะสมของอนกรมเวลา โดยใช

ค า Autocorrection Function(ACF) แ ล ะ ค า Partial Autocorrection Function (PACF) ซงเปนหลกในการพจารณา รปแบบคอ ARIMA(p,d,q) โดยพจารณาวาอนกรมเวลาเปน stationary series หรอไม (ทรงศร, 2549) ในขณะทลกษณะของ Autoregressive (AR) และ Moving Average (MA)

ของแบบจาลอง ARIMA เปนขอมลอนกรมเวลาทมลกษณะนง (stationary) คอ (1) คาเฉลย (mean) (2) คาความแปรปรวน (variance) และ (3) คาความแปรปรวนรวม (covariance) มคาคงท โดยการนาขอมลอนกรมเวลามาหาระดบผลตาง (Difference) และประมาณคาดวยแบบจาลอง AR(p) และ MA(q) (ภมฐาน, 2556) ดงสมการท 3 และ 4 ตามลาดบ

(3)

(4)

โดยท α, β คอ คาคงท, ε คอ คาความคลาดเคลอน และ มคา 1, 2,…, เมอนาความสมพนธระหวาง AR และ MA มารวมกน กจะไดรปแบบระบบใหมทเรยกวา ARMA

2.2.4 ตวแบบปรบใหเรยบแบบ Winters เปนวธทใชในการพยากรณระยะสนจนถงระยะปานกลาง

เหมาะกบขอมลทมแนวโนม และอทธพลของฤดกาล ซงตองมขอมลอยางนอย 36 รายการ จะมคาคงทสาหรบปรบเรยบ 3 คา

คอ α, β และ (ศรนภา, 2554) ดงสมการท 5

(5)

โดยท คอ จานวนฤดกาลใน 1 yr, คอ ระยะเวลาทตองการพยากรณไปขางหนา, คอ ระดบของขอมล, คอ สวนของแนวโนม และ คอ สวนของฤดกาล

2.2.5 การพจารณาคดเลอกตวแบบการพยากรณ โดยเราจะทาการพจารณาคดเลอกตวแบบ จากแตละตวแบบ

วา คาเศษคงเหลอมความแปรปรวนคงท, คาเศษคงเหลอแตละคาไมมความสมพนธกน และทดสอบวาคาเศษคงเหลอมการแจกแจงปกต

2.2.6 การเลอกเทคนคการพยากรณโดยการเปรยบเทยบความแมนยาของการพยากรณ โดยวธคาเฉลยความคลาดเคลอนกาลงสอง

เปนการวดความแมนยาจากคาเฉลยผลรวมกาลงสองของความแตกตางระหวางค า ขอมล ทแทจ รงกบคาพยากรณ (ศรลกษณ, 2556) หาไดจากสมการท 6

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 45: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 33-42

36

∑ (6)

โดยท คอ คาขอมลทแทจรง, คอ คาพยากรณ และ คอ จานวนขอมล เมอสามารถเลอกตวแบบการพยากรณทเหมาะสม จงทาการพยากรณความตองการสนคาและนาขอมลไปใชในการคานวณในสวนของการบรหารพสดคงคลง

2.3 การบรหารพสดคงคลง พสดคงคลง เปนตนทนทสาคญอยางหนงในการบรหาร

การผลต เพราะการบรหารการผลตถอวา พสดคงคลงเปนตนทนจมประเภทหนง ถาเกบไวมากเกนไปจะกอใหเกดตนทนการเกบรกษาและอาจเกดความเสยหายกบชนงาน แตถามในจานวนนอยเกนไปจะตองสงมากครง ทาใหเกดตนทนจากการสงซอ

ตวแบบพสดคงคลงเปนเทคนคเชงปรมาณทมการนาไปใชอยางแพรหลาย โดยเครองมอทจะนามาใชในการบรหารพสด คงคลง มดงน

2.3.1 การสงซอทประหยด (Economic Order Quantity, EOQ)

ก า ร ค า น วณห าป ร ม าณก า ร ส ง ซ อ ท ป ร ะห ย ด ท ส ด หรอ EOQ เปนทรจกกนแพรหลายมานาน ชวยในการกาหนดปรมาณสนคาทตองการสงซอในแตละครง วาเปนครงละเทาไรจงจะ เหมาะสม และกอ ใ ห เก ด ตน ทนหร อค า ใช จ าย ต าส ด ดงสมการท 7

(7)

โดยท คอ ปรมาณการสงซอตอครงทประหยด, คอ ความตองการสนคา/yr, คอ ตนทนการส ง ซอ ตอคร ง (Baht/ครง/yr), คอ ตนทนการเกบรกษา (Baht/หนวย/yr)

2.3.2 การกาหนดจดสงซอใหม (Reorder Point, ROP) จะบงบอกถงปรมาณสนคาคงคลงทอยในระบบ ททาใหตองม

การสงซอสนคา เพอใหแนใจวาในระหวางทรอสนคาใหม จะมสนคาใชเพยงพอตอความตองการ ดงนน ขอมลทควรทราบคอเวลานาและอตราการใชสนคา เพอใหคานวณไดวาในชวงเวลาทรอสนคาทสงใหมนนมความตองการใชสนคาเปนจานวนเทาไร (สทธมา, 2556) จากสมการท 8

= ความตองการในชวงการรอสนคา (8)

= เวลานา อตราความตองการสนคา

3 ผลการวจย

3.1 การวเคราะหเพอจดกลมความสาคญของพสด

หลงจากทไดมการเกบขอมลปรมาณการใชพสดยอนหลงใน พ.ศ. 2554 โดยจะทาการจดกลมความสาคญโดยการวเคราะหจาก Pareto Curve (Figure 1)

Figure 1 Pareto Curve of history usage in 2554.

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 46: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 33-42

37

Table 1 The results of the technical ABC Analysis.

Group Inventory Value of inventory

Item Qty (%) Baht (%)

A 4 836 14.26 61,347,213.86 80.75

B 9 1641 27.99 11,238,865.98 14.79

C 27 3386 57.75 3,385,059.64 4.46

Total 40 5863 100 75,971,139.48 100

สามารถสรปประเภทของพสดคงคลงตามเทคนค ABC

Analysis โดยแบงออกเปน 3 กลม ดง Table 1 ซงหลงจากจดกลมความสาคญของพสดคงคลงแลวจงทาการวเคราะหในสวนของการพยากรณและการบรหารพสดคลงในสวนของกลม A และ B ทมลคารวมกนสงถง 95%

สาหรบบทความวจยน ผวจยไดเลอกพสดชนด Sample34, Sample08, Sample36 และ Sample38 มาแสดงตวอยางสาหรบการพยากรณและการคานวณในสวนของการบรหารพสดคงคลง

3.2 การคดเลอกตวแบบและการพยากรณการใชพสดคงคลง ในอนาคต

ผวจยไดทาการเกบขอมลรายเดอนยอนหลงทงหมด 36 เดอน (ม.ค. 52 ถง ธ.ค. 54) โดยกาหนดตามลกษณะของขอมลและ ตวแบบ (อจฉรา, 2557) ดง Table 2

3.2.1 คาเฉลยเคลอนทอยางงาย ในสวนของเครองมอทใชในการวเคราะหตวแบบของการ

พยากรณในงานวจยน ผวจยใชโปรแกรมสาเรจรปทางสถตชวยในการวเคราะห ไดผลดงแสดงใน Figure 2 จากการประมวลผลของโปรแกรมพบวาคาคาบเวลา ท เหมาะสมของชนงาน Sample38 คอ 3 และ MSE คอ 23.5152 และเมอทาการประมวลผลชนงานอนอก 3 รายการ ไดผลดงแสดงใน Table 3

Figure 2 Moving Average Plot of Sample38.

3.2.2 ตวแบบคาเฉลยแบบเอกโปเนนเชยลครงเดยว ตวอยางการประมวลผลโปรแกรมของตวแบบ (Figure 3)

และเมอทาการประมวลผลชนงานอนอก 3 รายการ ไดผล ดงแสดงใน Table 4

Figure 3 Single Exponential plot.

3.2.3 ตวแบบบอกซ-เจนกนส จากขอมลการใชงานเมอทาการตรวจสอบพบวาขอมลไมคงท

จงตองทาการหาผลตางหนงครง จนกราฟทไดมคาคงท จงทาการประมวลผลเพอหาคา MSE ดงแสดงตวอยาง Figure 4-5 ของ Sample38 ตามลาดบ

Figure 4 Time series Plot before stationary.

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 47: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 33-42

38

Table 2 Consumption between 2552 to 2554. Sample34 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

2552 1 5 7 0 7 0 2 3 4 2 7 2 2553 8 3 5 5 12 14 7 16 14 7 4 18 2554 11 11 21 4 30 23 22 15 24 5 0 7

Sample08 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec2552 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2553 0 0 1 1 1 1 2 2 2 2 0 1 2554 3 3 1 4 2 4 3 3 4 2 1 0

Sample36 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec2552 19 12 1 2 6 9 3 9 8 20 10 19 2553 4 22 30 20 20 46 27 48 32 50 44 27 2554 33 33 80 31 97 66 59 46 73 26 19 6

Sample38 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec2552 0 0 4 5 2 1 4 10 3 10 19 8 2553 13 10 8 7 8 9 12 12 6 14 15 13 2554 21 6 16 14 13 18 4 12 5 0 0 0

Table 3 Result of Moving Average. Item Length MSE

Sample34 3 46.4512 Sample08 9 1.4765 Sample36 3 348.815 Sample38 3 23.5152

Table 4 Result of Single Exponential plot. Item MSE

Sample34 44.4704 Sample08 0.8918 Sample36 323.549 Sample38 24.325

Figure 5 Time series Plot after stationary.

หลงจากนนทาการตรวจสอบคา ACF และ PACF เพอทาการ

ประมาณคาพารามเตอร ARIMA(p,d,q)

Figure 6 ACF of stationary.

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 48: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 33-42

39

Figure 7 PACF of stationary.

จาก Figure 6-7 พบวา ACF และ PACF มคาสงท lag 1 จากนนมลกษณะเปนเคลอนทคอยๆหายไป ดงนนตวแบบทมความเหมาะสมคอ ARIMA(1, 1, 0) หลงจากนนทาการประมาณพารามเตอรของตวแบบ ARIMA ไดประมาณคาพารามเตอรของตวแบบ จากการประมวลผล Figure 8 ไดคา MSE ของตวแบบ ARIMA(1, 1, 0) เทากบ 25.702 ตามลาดบ โดยชนงานชนดอนทเหลอ อก 3 ชนดทาการประมวลผลตามขนตอนทไดแสดงตวอยาง ซงไดผลดงแสดงใน Table 5

Figure 8 Parameters of ARIMA(1, 1, 0).

Table 5 Result of Box-Jenkins. Item ARIMA(p,d,q) MSE

Sample34 ARIMA(0,1,1) 46.56Sample08 ARIMA(0,1,1) 0.9443Sample36 ARIMA(2,0,0) 296.1Sample38 ARIMA(1,1,0) 25.702

3.2.4 ตวแบบปรบใหเรยบแบบ Winters ตวอยางแสดงผลจากการประมวลคาทางสถต (Figure 9) เมอ

ทาการประมวลผลชนงานอนอก 3 รายการ ไดผลดงแสดงใน Table 6

Figure 9 Winter’s Method Plot.

Table 6 Result of Winter’s. Item α, β, γ MSE

Sample34 (0.15)(0.1)(0.1) 14.7444Sample08 No result -Sample36 (0.2)(0.1)(0.2) 309.047Sample38 (0.3)(0.1)(0.2) 23.7168

3.2.5 การพจารณาคดเลอกตวแบบการพยากรณ การตรวจสอบความถกตองของตวแบบทาโดยการดคณสมบต

ของคาเศษคงเหลอไดแก คาเศษคงเหลอตองมความแปรปรวนคงท, คาเศษคงเหลอไมมความสมพนธกน และคาเศษคงเหลอมการแจกแจงปกต ด งแสดงต วอ ยางการตรวจสอบจาก Sample38 ดง Figure 10-13 โดยตองทาการตรวจสอบในทกๆตวแบบ และตองทาการตรวจสอบในขนตอนเดยวกนนกบชนงานทเหลออก 3 ชนด แสดงผลลพธดง Table 6 จาก Figure 10 พบวามการกระจายคงทรอบคา 0 จงยอมรบวาคาเศษคงเหลอจากการพยากรณมความแปรปรวนคงท จาก Figure 11-12 พบวา ACF และ PACF ของคาเศษคงเหลอจากการพยากรณ ไมม lag ใดเกนขอบเขต แสดงวาคาเศษคงเหลอแตละคาไมมความสมพนธกน จาก Figure 13 พบวา คา P-Valve มากกวา 0.05 แสดงวาคาเศษคงเหลอมการแจกแจงปกต สม

าคมว

ศวกรร

มเกษตรแ

หงประ

เทศไท

งวนลข

สทธ

Page 49: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 33-42

40

Figure 10 Time Series Plot of residual2.

Figure 11 ACF for residual.

Figure 12 PACF of residual2.

Figure 13 KS-test probability plot of residual.

Table 7 The results of validity of model.

Model Residual Analysis

Analysis of Variance

No Correlation

Normal Distribution

Sample34

Moving Average

Single Exponential

ARIMA(0,1,1)

Winter’s Method

Sample08

Moving Average

Single Exponential

ARIMA(0,1,1)

Sample36

Moving Average

Single Exponential

ARIMA(2,0,0)

Winter’s Method

Sample38

Moving Average

Single Exponential

ARIMA(0,1,1)

Winter’s Method

3.2.6 การเลอกเทคนคการพยากรณโดยการเปรยบเทยบความแมนยาของการพยากรณ โดยวธคาเฉลยความคลาดเคลอนกาลงสอง

หลงจากการพจารณาการคดเลอกตวแบบ จง ทาการเปรยบเทยบความแมนยาโดยใชดชน MSE โดยตวแบบทมความเหมาะสมทสดคอตวแบบทมคา MSE นอยทสด ดงสรปใน Table 8 ซงพบวาตวแบบทเหมาะสมสาหรบการพยากรณปรมาณการใชพ ส ด แ ต ล ะ ชน ด ขอ ง พ ส ด ชน ด Sample34, Sample08, Sample36 และ Sample38 คอ ตวแบบปรบใหเรยบแบบ Winters, วธคาเฉลยเคลอนทอยางงาย, ตวแบบบอกซ-เจนกนส และตวแบบคาเฉลยแบบเอกโปเนนเชยลครงเดยว ตามลาดบ

Table 8 The results of validity of model. Item Model MSE Result

Sample34 Winter’s Method 14.7444

Sample08 Moving Average 1.4765

Sample36 Moving Average 348.815

Single Exponential 323.549

ARIMA(2,0,0) 296.1

Sample38 Single Exponential 24.325

ARIMA(0,1,1) 23.681

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 50: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 33-42

41

เมอทาการคดเลอกตวแบบพยากรณของชนงานแตละชนด

ไดแลว จงทาการพยากรณลวงหนาเปนเวลา 1 yr ซงไดผลดงแสดงใน Table 9

Table 9 The results of forecasting in 2555. Month-Year Sample34 Sample08 Smple36 Sample38

Jan-55 10.6677 2.5556 13.4438 1.45215Feb-55 10.4236 2.3333 7.2506 1.2728Mar-55 17.3144 2.2222 13.3093 1.16132Apr-55 4.5396 2.2222 17.7681 1.09024May-55 24.9424 2.1111 13.9192 1.48634Jun-55 17.4871 1.8889 10.9695 1.27917Jul-55 14.8312 1.6667 11.8376 1.17886Aug-55 17.1014 1.7778 10.9084 1.11348Sep-55 20.7431 1.8889 10.3273 1.46884Oct-55 7.2288 2.1111 11.0240 1.27683Nov-55 6.3596 2.3333 10.8528 1.59181Dec-55 13.0191 2.4444 8.4421 1.33182

Grand Total 10.6677 25.5556 140.0527 15.7037

3.3 การบรหารพสดคงคลง

3.3.1 การสงซอทประหยด (Economic Order Quantity, EOQ)

หลงจากทาการพยากรณ จะไดความตองการสนคา/yr ดงแสดงใน Table 9 หลงจากนนทาการคานวณตามสมการท 7 และไดผลลพธดง Table 10 จากผลการคานวณ สรปไดดงน จานวนการสงซอทประหยดของพสดชนด Sample34, Sample08, Sample36 และ Sample38 คอ 8, 9, 30 และ 56 ชน ตามลาดบ

Table 10 The results of EOQ.

Item UsageYear

Purchasing cost Baht/time/Year

Storage costBaht/unit/Year

EOQpiece

Sample34 11 194.4 85.08 7.1Sample08 26 194.4 127.63 8.9Sample36 141 194.4 63.81 29.3Sample38 16 194.4 1.99 55.9

3.3.2 การกาหนดจดสงซอใหม (Reorder Point, ROP) ขอ มล ทควรทราบคอเวลานาและอตราการใชสนค า

หลงจากนนทาการคานวณตามสมการท 8 และไดผลลพธ ดง Table 11 สรปผลจากการคานวณ ยกตวอยางจากตวอยางพสด Sample38 หลงจากทสงพสดเขามา 56 ชน เมอระดบพสด คงเหลอลดไปจนเหลอ 3 ชน กตองทาการสงซอพสดครงใหมเขามา ดงนนในชวงทรอพสดทจะรบเขามาใหม กจะใชพสดทมอย ณ วนสงซอ 3 ชน หมดพอด แตจะมพสดเผอเรยกททางบรษทเกบสารองอย 1 ชน ททางบรษทวางนโยบายในการจดเกบพสดจากปรมาณการใชพสดเฉลย 10% สาหรบเผอเปนพสดคงคลงสารอง

Table 11 The results of ROP.

Item UsageYear

Lead time Day

ROPPiece

Sample34 11 60 1.8Sample08 26 60 4.3Sample36 141 60 23.2Sample38 16 60 2.6

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 51: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 33-42

42

Figure 14 Graph show forecasting and actual usage.

4 สรปผล จากตวอยาง ผวจยทาการเลอกพสดทตองทาการวเคราะห

ทงหมด 13 ชนดมาแสดงตวอยางเพยง 4 ชนด ซงแสดงถงผลการพยากรณ ครบในแตละตวแบบ และทาการเปรยบเทยบกบปรมาณการใชจรงใน พ.ศ. 2555 กบปรมาณทไดจากการพยากรณ ไดผลดง Figure 14

จากการพยากรณพสดคงคลงทง 13 ชนด พบวาปรมาณความตองการของลกคาทงหมดใน พ.ศ. 2555 จานวน 878 ชน คดเปนเงน 51,904,369.96 Baht แตจากการวจยพบวามพสดคงคล งคด เปน 936 ชน คดเปนเงน 60,208,226.03 Baht ซงเกนจากความตองการของลกคา ทาใหทางโรงงานสามารถรองรบความตองการของลกคาได และยงมวสดเหลอเฟอสาหรบรองรบความตองการของลกคาเพมไดอก 58 ชน เมอคดเปนมลคาในการจดเกบเพมขนเพยง 14% แตพบวาพสดบางชนด ขาดมอ และเนองจากความตองการของลกคาเพมมากขนจากในอดต ทางบรษทจงมนโยบายการจดเกบพสด คาเผอปรมาณพสดคงคลง ทคดจากนโยบายการจดเกบของบรษท คอ ทาการจดเกบรอยละ 10 ของปรมาณการใชตอเดอน สาหรบเผอเปนพสด คงคลงสารอง

5 กตตกรรมประกาศ ผวจยขอขอบคณคณาจารยทกทานทใหความรกบผวจยใน

การจดทาในครงน

6 เอกสารอางอง ท ร ง ศ ร แ ต ส มบ ต . 2549. ก า รพ ย า ก รณ เ ช ง ป ร ม าณ .

กรงเทพมหานคร: สานกพมพมหาวทยาลยเกษตรศาสตร. พภพ ลลตาภรณ. 2547. ระบบการวางแผนและควบคมการผลต.

กรงเทพมหานคร: สมาคมสงเสรมเทคโนโลย (ไทย-ญปน). ภ มฐาน รงคกลน วฒน . 2556. การวเคราะหอนกรมเวลา

สาหรบเศรษศาสตรและธรกจ. สานกพมพแหงจฬาลงกรณมหาวทยาลย, กรงเทพมหานคร.

สทธมา ชานาญเวช. 2556. การวเคราะหเชงปรมาณทางธรกจ. กรงเทพมหานคร: สานกพมพวทยพฒน.

ศรนภา จนโปแวน. 2554. การพยากรณราคาขาว กรณศกษาเปรยบเทยบ โดยวธ Decomposition และ Smoothing Method. รายงานวจย คณะเศรษฐศาสตร มหาวทยาลย-เชยงใหม, เชยงใหม.

ศรลกษณ สวรรณวงศ. 2556. เทคนคการพยากรณเชงปรมาณ: การวเคราะหอนกรมเวลา. นครปฐม: สานกพมพมหาวทยาลยมหดล.

อจฉรา จนทรฉาย. 2557. เทคนคการพยากรณเพอการจดการ. กรงเทพมหานคร: สานกพมพแหงจฬาลงกรณมหาวทยาลย.

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 52: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 43-51

43

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย บทความวจยปท 20 ฉบบท 2 (2557) 43-51

ISSN 1685-408X Available online at www.tsae.asia

ผลกระทบของการเตรยมขนตนดวยการลวกและแบบจาลองการอบแหงดอกเกกฮวย Effect of Blanching Pretreatment and Drying Model of Chrysanthemum indicum Linn. ฤทธชย อศวราชนย1, 2*, ปองพล สรยะกนธร1, 2, ประพนธ จโน1, 2 Rittichai Assawarachan1, 2*, Pongpon Suriyakunthorn1, 2, Praphan Jino1, 2 1สาขาวศวกรรมอาหาร, คณะวศวกรรมและอตสาหกรรมเกษตร, มหาวทยาลยแมโจ, สนทราย, เชยงใหม, 50290 1Food Engineering Program, Faculty of Engineering and Agro-Industry; Maejo University, Chiang Mai, Thailand, 50290 2โครงการการพฒนากระบวนการแปรรปดอกคารโมมายล และดอกเบญจมาศ (เกกฮวย) อบแหง, ศนยพฒนาโครงการหลวงสะโงะ, สานกงานพฒนาการวจยการเกษตร (องคการมหาชน), กรงเทพ, 10900 2Sa Ngo Royal Project Development Center, Agricultural Research Development Agency (Public Organization), Bangkok, Thailand, 10900 *Corresponding author: Tel: +66-8-1792-0946, Fax: +66-53-878-113, E-mail: [email protected]

บทคดยอ

งานวจยนมจดมงหมายเพอศกษาผลของการเตรยมขนตนดวยการลวก และสรางแบบจาลองทางคณตศาสตรการอบแหง ดอกเกกฮวย ทอณหภม 50, 60, 70 และ 80°C ดวยความเรวลมคงท 1.0 m s-1 ความชนเรมตนของดอกเกกฮวยทผานการเตรยมขนตนดวยการลวกมคาเทากบ 6.01 ±0.44 gwater gdry matter

-1 และความชนเรมตนของดอกเกกฮวยทไมไดผานกระบวนการเตรยมขนตน มคา 4.59 ±0.27 gwater gdry matter

-1 เวลาในการอบแหงเหลอความชนสดทายเทากบ 0.071 ±0.003 gwater gdry matter-1 เทากบ 570, 445, 340,

220 min และ 620, 480, 370, 245 min ตามลาดบ แบบจาลองทางคณตศาสตรของ Newton, Page และ Henderson and Pabis ถกนามาใชในการศกษาเพอหาแบบจาลองทางคณตศาสตรทเหมาะสม จากผลการศกษาพบวาแบบจาลองทางคณตศาสตรของ Page สามารถทานายคณลกษณะการอบแหงของดอกเกกฮวยทง 2 กลมตวอยางไดเหมาะสมทสด เนองจากใหคาสมประสทธการตดสนใจ (R2) สงทสด ในขณะทใหคาไคกาลงสอง (2) คารากทสองของความคลาดเคลอนกาลงสองเฉลย (RMSE) โดยอตราการอบแหงของเกกฮวยทผานการเตรยมขนตนมอตราการอบแหงทเรวกวาอตราการอบแหงอบแหงดอกเกกฮวยสด เทากบ 1.41, 1.42, 1.43 และ 1.46 เทา ทอณหภม 50, 60, 70 และ 80°C ตามลาดบ และคาพลงงานกระตนของดอกเกกฮวยทผานการเตรยมขนตนและทไมไดผานกระบวนการเตรยมขนตนซงคานวณจากความสมพนธในรปแบบของสมการอารเรเนยสมคาเทากบ 30.38 และ 33.41 kJ mol-1

คาสาคญ: ดอกเกกฮวย, แบบจาลองทางคณตศาสตร, สมประสทธการแพรความชนประสทธผล, พลงงานกระตน

Abstract

The aim of this study was to investigate the effect of blanching pretreatment of Chrysanthemum indicum Linn. on drying performance and to develop mathematical drying models at a constant air velocity and temperatures (i.e., 1.0 m s-1 and 50, 60, 70 and 80°C). The required drying time to reduce moisture content from 6.01 ±0.44 gwater gdry matter

-1 of blanched, and 4.59 ±0.27 gwater gdry matter-1 of fresh Chrysanthemum to 0.071 ±0.003

gwater gdry matter-1 were 570, 445, 340 and 220 min, and 620, 480, 370 and 245 min, respectively. Empirical moisture

content curves were fitted to the Newton, Page and Henderson and Pabis drying models. The Page model yielded the highest coefficient of determination (R2), the least chi-square (2) and the lowest root mean square error (RMSE). The drying rates of the pre-treated Chrysanthemum were faster than those of untreated samples by 1.41, 1.42, 1.43 and 1.46 folds at 50, 60, 70 and 80°C, respectively. The activation energy for drying of pre-treated and untreated Chrysanthemum were well documented using an exponential expression based on by Arrhenius models and was found to be 30.38 and 33.41 kJ mol-1.

Keywords: Chrysanthemum indicum Linn, Blanching pretreatment, Empirical models, Activation energy

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 53: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 43-51

44

1 บทนา ดอกเกกฮวย (Chrysanthemum) หรอดอก “เบญจมาศ”

ชอทางวทยาศาสตร Chrysanthemum indicum Linn. ชอวงศ Compositae มถนกาเนดในประเทศญปนและจน เกกฮวยไดจากดอกเบญจมาศสวน (ดอกเกกฮวย) เกบเมอบานถกนามาอบแหงดวยวธตางๆ แลวตมกบนา นาเกกฮวยทไดจะมสเหลอง และสเหลองดงกลาวสวนใหญเปนสารจาพวกคาโรทนอยด (caratenoids) ทมคณสมบตละลายในไขมน นอกจากนยงเปนสารตานอนมลอสระจากธรรมชาต ทชวยตานโรคมะเรงและโรคหวใจ ปจจบนไดมการสนบสนนการเพาะปลกดอกเกกฮวย เชงพาณชยสาหรบเปนพชเศรษฐกจทสาคญในพนทเกษตรพนทสงของประเทศไทย อยางไรกตามดอกเกกฮวยสด เปนพชทเนาเสยงาย มอายการเกบรกษาสน (3–5 d) ทอณหภม 10°C จงนยมนาผลผลตเกอบทงหมดจงถกนามาอบแหงเพอยดอายการเกบรกษาและเพมมลคาผลตภณฑ เนองจากมคาความชนตาในระดบทสามารถยบยงการเจรญเตบโตของจลนทรยททาใหเกดการเนาเสยในอาหาร นอกจากนยงชวยยบยงการทางานของเอนไซมทสงผลตอการเปลยนแปลงคณภาพในอาหารไดเปนอยางด (ฤทธชย และคณะ, 2554) โดยการอบแหงเปนหนวยปฏบตการในการแปรรปอาหาร (unit operation in food processing) ทนบไดวาเกาแกและมความหลากหลายมาก (สกกมน, 2555) วธการอบแหงแบบดงเดมนนมกใชการอบแหงดวยลมรอนเพอทาใหแหงซงเปนวธควบคมการทางานไดงายและไมซบซอน สของผลตภณฑอาหารอบแหงจะมอทธพลตอการตดสนใจซอของผบรโภคอยางมาก โดย 40% ของผบรโภคจะใชสของผลตภณฑอาหารอบแหงในการตดสนใจซอ นอกจากนการเตรยมตวอยางดวยการลวกดวยไอนากอนนาเขาสกระบวนการอบแหงยงเปนกระบวนการแปรรปทสาคญทชวยรกษาคณภาพสของดอกเกกฮวยอบแหง โดยการเตรยมตวอยางดวยการลวกวตถประสงคเพอทาลายเอนไซม (enzyme) โดยทความรอนจากการลวกจะทาลายเอนไซม ทเปนสาเหตของการเสอมเสย เชน เอนไซมทเกยวของกบการเกดปฏกรยาสนาตาล (enzymatic browning reaction) ซงเปนสาเหตสาคญของการเปลยนแปลงสของดอกเกกฮวยอบแหง ปจจบนมงานวจยทศกษาเกยวกบผลของการเตรยมตวอยางดวยการลวกตอการเปลยนแปลง อตราสวนความชนและการเปลยนแปลงคณภาพอาหารและวสดทางการเกษตร เชน Rocha et al. (1993) ศกษาผลของการลวกและการปรบสภาพโดยเตมสารลดแรงตงผวตออตราการอบแหงและปรมาณคลอโรฟลลในการอบแหงใบกะเพรา ซงพบวาการลวก

และการปรบสภาพดวยการเตมสารลดแรงตงผวจะชวยเรงอตราการอบแหงไดดกวาใบกะเพราสดและชวยรกษาสของใบกะเพรา โดยการตรวจปรมาณคลอโรฟลลทคงเหลอไดมากกวาอยางมนยสาคญ และณฐพงษ (2553) ศกษาผลกระทบการเตรยมตวอยางดวยการลวกดวยนารอนทอณหภม 95°C ทเวลา 3, 5 และ 7 min ตออตราการอบแหงลาไยดวยลมรอนทอณหภม 70–75°C พบวาผลลาไยทถกเตรยมตวอยางดวยการลวกดวยนารอนทเวลา 7 min จะมอตราการอบแหงทรวดเรวทสด และชวยลดอตราการสนเปลองพลงงานในการอบแหงได 5–15% ในขณะทการศกษาของวรรณารตน และคณะ (2554) ซงศกษาผลของการเตรยมตวอยางดวยการลวกไอนาทอณหภม 70–90°C ทเวลา 1–4 min การยบยงคากจกรรมของเอนไซมพอลฟนอลออกซเดสในมงคดพบวาการลวกทอณหภม 80°C และเวลา 2 min เปนสภาวะทเหมาะสมทชวยยบยงกจกรรมของเอนไซมพอล ฟนอลออกซเดสในมงคด สอดคลองกบผลงานวจยของ Doymaz (2008) ซงพบวาผลของการลวกดวยนารอนจะชวยลดอตราการอบแหงของกระเทยมแผนไดรวดเรวกวาตวอยางแผนกระเทยมทไมไดผานการลวก เชนเดยวกบผลการศกษาของ Gonzalez-Fesler (2008) ซงศกษาผลของการลวกตออตราการอบแหงและการรกษาสของการอบแหงแผนแอปเปลดวยลมรอนทอณหภมตางๆ

การทานายการเปลยนแปลงอตราสวนความชนของผลตภณฑในระหวางการอบแหง ดวยแบบจ าลองทางคณตศาสตร (mathematical model) เปนวธการทประหยดไดทงเวลาและคาใชจายในการทดลอง สามารถวเคราะหหาขอมลจานวนมากอยางละเอยดซงอาจจะเปนขอมลทวดไดยากหรอวดไมไดเลยในหองปฏบตการ (สกกมน, 2555) การจาลองการเปลยนแปลงอตราสวนความชนดวยแบบจาลองทางคณตศาสตรสามารถทาไดดวยวธการปรบเสนโคง (curve fitting) โดยสามารถจาแนกไดเปนแบบจาลองเชงเสน (linear model) แบบจาลองไมเปนเชงเ ส น (non–linear model) แ ล ะ แ บ บ จ า ล อ ง พ ห น า ม (polynomial model) เพอใชการจาลองการถายเทความรอนและมวลสารในระหวางการอบแหง และอธบายกระบวนการอบแหงชวยเพมประสทธภาพและการออกแบบเครองอบแหงในระดบ อตสาหกรรม ปจจบนรายงานว จ ย ท เก ยว ของกบแบบจาลองการอบแหงดอกเกกฮวยยงขาดแคลนขอมล ดงนนงานวจยนจงมจดประสงคเพอศกษาและวเคราะหแบบจาลองทางคณตศาสตรในการทานายการเปลยนแปลงอตราสวนความชนของของดอกเกกฮวยแบบชนบางในระหวางการอบแหงดวย

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 54: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 43-51

45

เครองอบลมรอนแหงแบบถาด ทอณหภมเทากบ 50, 60, 70 และ 80°C และความเรวลมคงท 1.0 m s-1 ภายใตสมมตฐานการถายเทมวลความชนแบบ 1 มต และวเคราะหคาสมประสทธการแพรความชนประสทธผล และคาพลงงานกระตน

2 อปกรณและวธการ

2.1 วตถดบ ตวอยางดอกเกกฮวยเปนผลผลตจากศนยพฒนาโครงการ

หลวงสะโงะ จงหวดเชยงราย ซงเปนดอกทบานเตมทมขนาดเสนผานศน ยกลางประมาณ 2–3 cm ซ ง เกบเก ยวชวง เดอนพฤศจกายน พ.ศ. 2556 ตวอยางนาหนก 50 kg ถกแบงออกเปน 2 กลม ไดแก ดอกเกกฮวยทผานการเตรยมตวอยางดวยการลวกดวยไอนา ทอณหภม 95°C เปนเวลา 4 min ซงเปนสภาวะการเตรยมทเหมาะสมทสด (ปองพล และคณะ, 2557) และดอกเกกฮวยทไมผานการเตรยมขนตนหรอดอกเกกฮวยสด ความชนเรมตนของดอกเกกฮวยถกหาโดยนาดอกเกกฮวย จานวน 5 g ใสในถวยอะลมเนยมขนาด 3 oz ทผานการอบเพอไลความชน จานวน 20 ตวอยาง โดยทาการทดลอง 3 ซา จากนนนาไปอบแหง ดวย ตอบแหง ดวยลมรอน (500/108I, Memmert, Germany) ทอณหภม 105 ±2°C เปนเวลา 24 h (AOAC, 2010) จากนนนามาชงนาหนกดวยเครองชงระบบดจตอล (CP2245, Sartorius Analytical, Switzerland) ความชนของดอกเกกฮวยถกคานวณโดยใช Eq. (1)

i f

f

W WMC

W

(1)

เมอ MC คอ ความชนของดอกเกกฮวย (gwater gdry matter-1)

Wi และ Wf คอนาหนกเรมตนของดอกเกกฮวย (g) และนาหนกสดทายของดอกเกกฮวย (g) ตามลาดบ ในขณะทอตราการอบแหง (DR) ถกคานวณโดยผลตางของคาความชนในเวลาใดๆ แสดงใน Eq. (2)

( )d MCDR

d time (2)

2.2 คณลกษณะการอบแหง เครองอบแหงลมรอนแบบถาดถกออกแบบและสรางโดย

สาขาวศวกรรมอาหาร คณะวศวกรรมและอตสาหกรรมเกษตร มหาวทยาลยแมโจ ซงมสวนประกอบทสาคญ ไดแก ระบบสรางลมรอนซงประกอบดวยขดลวดไฟฟาขนาด 1.1 kW จานวน 3 ขด

และพดลมระบายอากาศ (DVUS-940W1, Panasonic Corp., Japan) ควบคมอณหภมของอากาศรอนดวยเครองควบคมอณหภมระบบ PID (TTM J4/J5, Toho, Japan) ถาดสาหรบวางตวอยางตดตงตาชง (CDR-3, CST, China) สาหรบวดและบนทกคานาหนกทเปลยนแปลงของดอกเกกฮวย และบนทกคาผานจากชองสญญาณ RS-485 ซงเชอมตอกบอปกรณแปลงสญญาณและเครองคอมพวเตอรสาหรบบนทกขอมล โดยขอมลทถกบนทกคาประกอบดวยนาหนกของดอกเกกฮวยทเปลยนแปลงไปในระหวางการอบแหง ซงถกบนทกทกๆ 5 min ขอมลเหลานจะถกนาไปศกษาคณลกษณะการอบแหงดอกเกกฮวย

Figure 1 Diagram of the tray drying system.

นาดอกเกกฮวยนาหนกเรมตน 100 g อบแหงดวยเครองอบแหงลมรอนแบบถาด (Figure 1) ทอณหภม 50, 60, 70 และ 80°C ดวยความเรวลมคงท 1.0 m s-1 จากความชนเรมตนจนถงความชนสดทายท 0.071 ±0.003 gwater gdry matter

-1 โดยทาการทดลอง 3 ซา

2.3 แบบจาลองการอบแหง แบบจาลองการอบแหงทนยมใชในการศกษาอาหารหรอวสด

ทางการเกษตร ไดแก แบบจาลองในรปของสมการเอมพรคล (empirical equation) เชน แบบจาลองของ Newton, Henderson and Pabis และ Page ซงแสดงความสมพนธดง Table 1 (Doymaz, 2008; ฤทธชย และคณะ, 2554; วกานดา และคณะ, 2556; เนาวนตย และคณะ, 2556) และสมการกงท ฤ ษ ฎ ( semi–theoretical equation) ซ ง จ ะ ม ร ป แ บ บความสมพนธในรปกฎขอทสองของฟค (Fick’s second law) สามารถใชในการหาอตราสวนความชนดงแสดงใน Eq. (3) สาหรบวสดทมรปทรงเปนแผนระนาบทมความยาวมากๆ (infinite slab) และมความหนาครงหนงของตวอยางอาหารหรอวสดชวภาพทมรปรางเปนแผนระนาบ

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 55: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 43-51

46

22 2

8exp

4effD t

MRL

(3)

เมอ Deff คอสมประสทธการแพรความชนประสทธผล (m2 s-1), L คอความหนาของดอกเกกฮวย (m) และ t คอเวลาในการอบแหง (s)

Table 1 Mathematical models given by various authors.

Model name Model equation1. Newton )exp( ktMR 2. Page )exp( nktMR

3. Henderson and Pabis )exp( ktaMR

สมการอารเรเนยส (Arrhenius equation) ถกใชในการวเคราะหหาคาพลงงานกระตนสาหรบการแพรความชนประสทธผล (activation energy for diffusion, Ea) โดยมรปแบบสมการดงแสดงใน Eq. (4) ซงสอดคลองกบงานวจยของ ฤทธชย และคณะ (2554); วกานดา และคณะ (2556); เนาวนตย และคณะ (2556)

0 exp a

eff

ED D

RT

(4)

เมอ D0 คอ ปจจยกอนเลขชกาลง (m2 s-1), Ea คอ พลงงานกระตน (kJ mol-1), R คอ คาคงทของกาซซงมคาเทากบ 0.008314 kJ mol-1 และ T คอ อณหภมของอากาศทใชในการอบแหง (K)

การวเคราะหหาคาคงทตางๆ ของแบบจาลองการอบแหงใชเทคนคการวเคราะหแบบสมการถดถอยแบบไมเปนเชงเสน (non–linear regression) ดวยวธปรบเสนโคง (Thao and Noomhorm, 2011; Kumar et al., 2012; Wankhade et al., 2013) และใชคาสมประสทธการตดสนใจสงสด (R2), คาไคกาลง

สอง (2) และคารากทสองของความคลาดเคลอนกาลงสองเฉลย (RMSE) เปนดชนบงบอกความแมนยาในการทานายคาอตราสวนความชนทเปลยนแปลงไป ดงแสดงใน Eq. (5)–(6)

2

exp, ,2 1( )

N

i pre ii

p

MR MR

N n

(5)

2, exp,

1

1( )

N

pre i ii

RMSE MR MRN

(6)

เมอคา MRexp, i และ MRpre, i คอ คาอตราสวนความชนจากการทดลอง และค า อตราส วนความช นจากการทานายของแบบจาลองการอบแหง

3 ผลและวจารณ

3.1 ผลของอณหภมตอการเปลยนแปลงอตราสวนการในระหวางการอบแหง

ตวอยางดอกเกกฮวยทผานการเตรยมขนตนดวยการลวกดวยไอนาทอณหภม 95°C เปนเวลา 4 min ซงเปนสภาวะการเตรยมขนตนทเหมาะสมทสดในการรกษาสของดอกเกกฮวยและ วตถประสงคหลกเพอชวยลดปฏกรยาการเกดสนาตาลจากเอนไซมพอลฟนอลออกซเดส (PPO) และรกษาใหดอกเกกฮวยมสสนทสวยงาม (ปองพล และคณะ, 2557) การลวกจะสงผลใหดอกเกกฮวยมความชนสงขน เนองจากไอนาจะเปนตวนาความรอน ยงสงผลใหเกดการทาลายเนอเยอในโครงสรางเซลล ทาใหมนาในเนอเยอ (capillary water) และนาทอยในรปนาอสระ (free water) สะสมในดอกเกกฮวยซงผานการเตรยมดวยวธขนตน ซงมคาความชนเพมขนจากดอกเกกฮวยสด เทากบ 30.93% โดยดอกเกกฮวยทผานการเตรยมขนตนมคาความชนเรมตนสงขน เทากบ 6.01 ±0.44 gwater gdry matter

-1 ในขณะทความชนเรมตนของดอกเกกฮวยทไมไดผานการเตรยมขนตน มคาเทากบ 4.59 ±0.27 gwater gdry matter

-1 ถงแมวาดอกเกกฮวยทผานการลวกจะมความชนเ รมตนสงกวาดอกเกกฮวยสด แตเวลาในการอบแหงดอกเกกฮวยทผานการลวก จนเหลอความชนสดทาย 0.071 ±0.003 gwater gdry matter

-1 ใชเวลาเทากบ 570, 445, 340 และ 220 min ซงนอยกวาเวลาในการอบแหงดอกเกกฮวยสด ซงใชเวลาเทากบ 620, 480, 370 และ 245 min ทอณหภม 50, 60, 70 และ 80°C ตามลาดบ โดยเวลาในการอบแหงดอกเกกฮวยสดมคาลดลงเทากบ 7.91, 7.29, 8.18 และ 10.22% Figure 2 แสดงความสมพนธระหวางความชนของดอกเกกฮวยทผานการลวก และเวลาในการอบแหงดอกเกกฮวยสด (Figure 2(a)) และดอกเกกฮวยซงผานการเตรยมดวยการลวก (Figure 2(b)) โดยกลไกการถายเทความรอนและมวลความชนในระหวางกระบวนการอบแหงของดอกเกกฮวยแบงออกเปน 3 ชวง ไดแกชวงแรกตวอยางดอกเกกฮวยจะสมผสกบลมรอนจะเกดปรากฏการณการถายเทความรอน จนอณหภมมคาสงขนและมคาเทากบอณหภมของลมรอน โดยความรอนทเกดขนในชวงดงกลาว ซงเปนคาความรอนของ sensible heat จากนนนาทผวจะเกดการเปลยนแปลงสถานะไอนาและถกถายเทมวล

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 56: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 43-51

47

ความชน และถกพาออกไปกบอากาศรอนทไหลผาน โดยพลงงานค ว า ม ร อ น ท เ ก ด ข น ใ น ช ว ง น เ ร ย ก ว า latent heat of vaporization มวลความชนทผวตวอยางดอกเกกฮวย จะสญเสยสมดลความชนและแหง สงผลใหมวลความชนในชนเนอเยอเคลอนทมายงผวหนาเพอชดเชยมวลความชนทสญเสยไปในระหวางการอบแหง จากปรากฏการณดงกลาวจงเกดความแตกตางของความดนไอนาในโครงสรางเซลลและผนงเนอเยอชนใน จงมการแพรมวลความชนมาทดแทนยงบรเวณผวหนาเซลลเทากบอตราการระเหยของนาทผวหนาอาหาร การอบแหง

ชวงนจงเรยกวาอตราการทาแหงคงท (constant drying rate period) และเมอการอบแหงดาเนนการตอไปจนกระทง อตราการเคลอนทของนาภายในอาหารทแพรมาแทนทผวหนาชากวาอตราการระเหยของนาทผวหนาของอาหาร (falling drying rate period) อตราการอบแหงของดอกเกกฮวยทผานการเตรยมขนตนดวยการลวกมคาเทากบ 0.0104, 0.0133, 0.0174 และ 0.0269 gwater gdry matter

-1 min ในขณะทอตราการอบแหงเฉลยของดอกเกกฮวยสดมคาเทากบ 0.0073, 0.0094, 0.0122 และ 0.0184 gwater gdry matter

-1 min ตามลาดบ

(a) Unblanching pretreatment (b) Blanching pretreatment

Figure 2 Drying characteristics of blanching and unblanched Chrysanthemum indicum Linn. at four drying temperatures.

อตราการอบแหงของดอกเกกฮวยทผานการลวกมคารวดเรวมากกวาอตราการการอบแหงของเกกฮวยสดเทากบ 1.41, 1.42, 1.43 และ 1.46 เทา ทอณหภมการอบแหง 50, 60, 70 และ 80°C ดวยความเรวลมคงท 1.0 m s-1 ตามลาดบ ทงนเนองจากการเตรยมตวอยางดวยการลวกดวยไอนาสงผลตอการออนตวของโครงสรางเซลล ซงชวยลดการเรยงตวของของเซลลในเนอเยอ และเกดเปนชองวางระหวางเนอเซลลสงผลตอการแพรมวลความชนจากเนอเยอภายในออกส ทชนผวไดเปนอยางด นอกจากน Fellows (2000) ไดอธบายปรากฏการณในแนวทางทใกลเคยงกน เนองจากการเตรยมตวอยางดวยการลวกความรอนจะชวยทาลายชนเยอเคลอบผวควตเคล (cuticular membrane) ซงมลกษณะไขเคลอบอยทชนผวนอกและทาหนาทปองกนการระเหยนาของเซลลพช ดงนนจงชวยอตราการแพรของมวล

ความชนจากเนอเยอภายในไดดขน ดงนนผลกระทบของการเตรยมตวอยางดวยการลวกไอนาและอณหภมของการอบแหงจงมผลตอการเปลยนแปลงอตราการอบแหงอยางมนยสาคญ เชนเดยวกบรายงานวจยของ Rocha et al. (1993) ไดอธบายผลของการลวกใบกะเพราดวยไอนาตอการเปลยนแปลงโครงสรางเซลล ซงจะเกดชองวางระหวางเซลลจานวนมากและมขนาดทใหญสงผลใหมอตราการอบแหงทเรวกวาใบกะเพาไมไดทาการลวก ในขณะทผลการศกษาของ Alvarez et al. (1995) ซงใชวธเตรยมโดยการลวกและการแชในสารละลายกลโคสเขมขนของผลสตอเบอรรกอนนาไปอบแหง พบวาอตราการอบแหงมอตราการเพมขนอยางมนยสาคญ เนองจากผลของการลวกจะทาใหเกด รพรนทผนงของเซลล และแรงดนออสโมซสทเกดขนจากการแชในสารละลายกลโคสจะชวยใหเกดการเรงการเคลอนทของนาใน

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 57: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 43-51

48

เนอเยอเซลลออกสผวเซลลไดอยางรวดเรว สอดคลองกบรายงานวจยของ ณฐพงษ (2553), Doymaz (2008) และ Gonzalez-Fesler (2008) ซงพบวาผลกระทบของการเตรยมตวอยางดวยการลวกดวยความรอนและอณหภมชวยเรงอตราการอบแหง ลาไย กระเทยมแผน และแอปเปลแผน ไดดกวาตวอยางทไมไดผานการลวกดวยความรอนอยางมนยสาคญ

3.2 แบบจาลองทางคณตศาสตร การวเคราะหความแมนยาของแบบจาลองทางคณตศาสตร

การอบแหงจะใชคาสมประสทธการตดสนใจ (R2) คาไคกาลงสอง

(2) และคารากทสองของความคลาดเคลอนกาลงสองเฉลย (RMSE) เปนดชนบงชความแมนยาของแบบจาลองในการทานายคาความชนทเปลยนแปลงไปในระหวางการอบแหง แบบจาลองทมความแมนยาและเหมาะสมในการทานายจะใหคา R2 สงทสด

แตในขณะทคา 2 และคา RMSE จะมคาตาทสด Table 2 และ Table 3 แสดงคาพารามเตอรตางๆ และผลการวเคราะหทางสถตของแบบจาลองการอบแหงดอกเกกฮวยทผานการลวก และดอกเกกฮวยทไมผานการลวก ตามลาดบ แบบจาลองทางคณตศาสตรของ Page สามารถทานายพฤตกรรมการอบแหงดอกเกกฮวยไดเหมาะสมทสด เนองจากใหคาสมประสทธการตดสนใจสงสด (R2) โดยมคาอยในชวง 0.9993–0.9998 ซงมคามากกวาแบบจ าลองทางคณตศาสตรของ Newton และ

Henderson and Pabis และมทคา 2 และคา RMSE ของแบบจาลอง Page มคานอยทสด และมคาระหวาง 0.36x10-4–4.23x10-4 และ 0.0045–0.0098 ตามลาดบ ซงมคาตากวาแบบจาลองการอบแหงอนๆ

3.3 สมประสทธการแพรความชนประสทธผล การหาคาสมประสทธการแพรความชนประสทธผลของการ

อบแหงดอกเกกฮวยในระหวางการอบแหงดวยลมรอน สามารถวเคราะหดวยวธจดรปแบบของ Eq. (7) ซงเปนฟงกชนลอการทมของความสมพนธแบบเสนตรง

22 2

8ln( ) ln

4effD t

MRL

(7)

โดยสามารถคานวณคาสมประสทธการแพรความชนประสทธผล จากคาความชนของกราฟเสนตรงดงกลาวซงเปนความสมพนธระหวาง ln(MR) และเวลาในการอบแหง (t) เมอ L คอความหนาของดอกเกกฮวย ดงแสดงใน Eq. (8)

2

24effD

SlopeL

(8)

คาสมประสทธการแพรความชนประสทธผลของกลมตวอยางดอกเกกฮวยทผานการเตรยมขนตนดวยการลวกไอนา และดอกเกกฮวยทไมไดผานกระบวนการเตรยมขนตนในระหวางการอบแหงดวยลมรอนทอณหภม 50, 60, 70 และ 80°C มคาเทากบ 1.45x10-9, 1.89x10-9, 2.64x10-9, 4.15x10-9 m2 s-1 และ 1.42x10-9, 1.87x10-9, 2.58x10-9, 3.79x10-9 m2 s-1ตามลาดบ อณหภมในการอบแหงทสงขนจะสงผลตอการเพมคาสมประสทธการแพรความชนประสทธผลของตวอยางดอกเกกฮวย โดยเมออณหภมอากาศสงขนจะเพมพลงงานความรอนหรอคาเอนทาลปในระบบใหมคาสงขน ชวยเรงอตราการระเหยของนาทผวหนาของตวอยางดอกเกกฮวย และอตราการระเหยมคาเทากบอตราการเคลอนของนาภายในโครงสรางทมาเตมเตมบรเวณผวหนา ความรอนทเกดขนจะถายเทมวลสารในการแพรกระจายตวของความชนสผววสด (surface diffusion) สอดคลองกบรายงานวจย Pongtong et al. (2011); ฤทธชย และคณะ (2554); เนาวนตย และคณะ (2556) ซงศกษาผลกระทบของอณหภมในการอบแหงตออตราการเปลยนแปลงคาสมประสทธการแพรความชนประสทธผลของเมลดทบทม เปลอกทบทมแบบชนบาง และใบโหระพา ซงมคาสมประสทธการแพรความชนประสทธผล เทากบ 1.25×10-10–2.91×10-10 m2 s-1, 0.34×10-10–1.22×10-10 m2 s-1 และ 0.44x10-11–1.17x10-11 m2 s-1 ตามลาดบ คาสมประสทธการแพรความชนประสทธผลของดอกเกกฮวยทผานการลวกไอนามคามากกวาดอกเกกฮวยทไมไดผานกระบวนการเตรยมขนตน เนองจากดอกเกกฮวยทผานการลวกไอนาจะสงผลตอโครงสรางเนอเยอ และสมบตคาการนาความรอนทเพมมากขนสงผลใหประสทธภาพในถายเทความรอนและมวลความชนในระหวางการอบแหง สงผลใหอตราการเคลอนยายมวลความชนซงเปนสวนประกอบของนาในเนอเยอ (capillary water) เกดขนอยางรวดเรว รวมถงอตราการเกดคาความรอนของ sensible heat และ latent heat of vaporization ในระหวางอตราการอบแหงในชวง constant drying rate period และ falling drying rate period

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 58: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 43-51

49

Table 2 Statistical analysis of empirical drying models for blanched Chrysanthemum indicum Linn. at four drying temperatures.

Drying model Drying temp.

(°C) Empirical drying model constants

Analytical parameters

R2 2 (x10-4) RMSE

Newton

50 k = 0.0076 0.9984 2.6423 0.047660 k = 0.0102 0.9989 1.9004 0.013770 k = 0.0146 0.9992 1.3235 0.011480 k = 0.0177 0.9994 0.9992 0.0099

Page

50 k = 0.0119, n = 0.9129 0.9994 0.7577 0.008660 k = 0.0151, n = 0.9192 0.9997 0.3655 0.006070 k = 0.0184, n = 0.9338 0.9996 0.4084 0.006380 k = 0.0198, n = 0.9914 0.9993 1.0011 0.0098

Henderson and Pabis

50 K = 0.0072, a = 0.9488 0.9991 1.0002 0.009960 K = 0.0097, a = 0.9536 0.9995 0.5852 0.007670 K = 0.0141, a = 0.9608 0.9996 0.4341 0.006580 K = 0.0175, a = 0.9854 0.9994 0.8537 0.0090

Table 3 Statistical analysis of empirical drying models at various drying temperature of unblanched Chrysanthemum indicum Linn.

Drying model Drying temp.

(°C) Empirical drying model constants

Analytical parameters

R2 2 (x10-4) RMSE

Newton

50 K = 0.0071 0.9996 5.0306 0.007160 K = 0.0098 0.9998 3.9004 0.006270 K = 0.0132 0.9998 3.0675 0.005580 K = 0.0187 0.9990 16.3668 0.0127

Page

50 k = 0.0078, n = 0.9800 0.9997 4.2326 0.006560 k = 0.0110, n = 0.9767 0.9998 2.6730 0.005170 k = 0.0119, n = 1.0225 0.9998 2.0616 0.004580 k = 0.0131, n = 1.0857 0.9998 2.2437 0.0046

Henderson and Pabis

50 k = 0.0069, a = 0.9827 0.9997 3.3642 0.005860 k = 0.0096, a = 0.9865 0.9998 2.7482 0.005270 k = 0.0133, a = 1.0093 0.9998 2.5592 0.005080 k = 0.0193, a = 1.0307 0.9992 10.7191 0.0101

3.4 คาพลงงานกระตน พลงงานกระตนของดอกเกกฮวยทผานการเตรยมขนตนดวย

การลวกไอนา และดอกเกกฮวยทไมไดผานกระบวนการเตรยมขนตนในระหวางการอบแหงดวยลมรอน สามารถคานวณจาก

ความสมพนธในรปฟงกชนลอการทมของสมการอารเรเนยส ดงแสดงใน Eq. (4) โดยสมการจะอยในรปแบบความสมพนธแบบเสนตรง ดงแสดงใน Eq. (10)

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 59: TSAE Journal Vol. 20-2

Thai Society of Agricultural Engineering Journal Vol. 20 No. 2 (2014), 43-51

50

0ln ln a

eff

ED D

RT

(10)

ปจจยกอนเลขชกาลง (D0) และคาพลงงานกระตนของดอกเกกฮวย (Ea) สามารถคานวณจากคาจดตดแกนตงและ

คาความชน ตามลาดบ ของกราฟเสนตรงทพลอตระหวาง ln (Deff) และ (T--1)

(a) Unblanching pretreatment (b) Blanching pretreatment

Figure 3 Effect of drying temperature on the effective diffusion coefficient of blanching and unblanched Chrysanthemum indicum Linn.

คา Ea ของดอกเกกฮวยทผานการลวกไอนา และดอกเกกฮวยสด และมคาเทากบ 30.38 และ 33.41 kJ mol-1 ตามลาดบ (Figure 3) ซงคา Ea ของดอกเกกฮวยทผานการลวกไอนา มคานอยกวาคา Ea ของดอกเกกฮวยสด สามารถบงบอกปฏกรยาการเปลยนแปลงเชงกายภาพของการเกดการเคลอนทของมวลความชน โดยคา Ea ทมคานอยชใหเหนถงปฏกรยาการเคลอนทของมวลความชนหรออตราการอบแหงทรวดเรว เนองจากใชพลงงานกระตนในการเรงใหเกดปฏกรยาการเคลอนทของมวลความชนทนอยกวา ซงสอดคลองกบอตราการอบแหงและ คาสมประสทธการแพรความชนประสทธผลทมากกวาดอกเกกฮวยสด

4 สรป แบบจาลองทางคณตศาสตรของ Page มความเหมาะสมดวย

เทคนคทางสถตแบบการวเคราะหความถดถอย (Regression analysis) เนองจากใหคาสมประสทธการตดสนใจ (R2) สงทสด

ในขณะทใหคาไคกาลงสอง (2) และคารากทสองของความคลาดเคลอนกาลงสองเฉลย (RMSE) มคาตาทสด อตราการอบแหงของดอกเกกฮวยทผานการเตรยมขนตนมอตราการอบแหงทเรวกวาอตราการอบแหงอบแหงดอกเกกฮวยสด เทากบ 1.41, 1.42, 1.43 และ 1.46 เทา ทอณหภม 50, 60, 70 และ

80°C ตามลาดบ ซงสอดคลองกบผลการวเคราะหคาสมประสทธการแพรความชนประสทธผล (Deff) ดอกเกกฮวยทผานการเตรยมขนตน ซงมคามากกวา คา Deff ของดอกเกกฮวยสด อยางไร กตามคาพลงงานกระตน (Ea) ซงคานวณจากความสมพนธในรปแบบของสมการอารเรเนยสของการอบแหงเกกฮวยทผานการลวกมคานอยกวา Ea ของการอบแหงดอกเกกฮวยสด ซงมเทากบ 30.38 และ 33.41 kJ mol-1

5 กตตกรรมประกาศ บทความวจยน เปนสวนหน งของโครงการการพฒนา

กระบวนการแปรรปดอกคารโมมายล และดอกเบญจมาศ (เกกฮวย) อบแหงของศนยพฒนาโครงการหลวงสะโงะ ซงไดรบทนสนบสนนการวจยจากสานกงานพฒนาการวจยการเกษตร (องคการมหาชน) ประจาปงบประมาณ 2556

6 เอกสารอางอง ณฐพงษ กพงษ. 2553. ผลกระทบของการลวกดวยนารอนตอ

อตราการอบแหงลาไย . วทยานพนธวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต. เชยงใหม: บณฑตวทยาลย, มหาวทยาลยเชยงใหม.

เนาวนตย โพธศร, พมลพรรณ คงบตร, เกยรตศกด อตตมะตง, ฤทธชย อศวราชนย. 2556. อทธพลของอณหภมตอการ

y = -3656.9x - 9.0696 R² = 0.9912

-20.5

-20.0

-19.5

-19.0

0.0028 0.0029 0.0030 0.0031

ln(D

eff)

Absolute Temperature (K-1)

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ

Page 60: TSAE Journal Vol. 20-2

วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย ปท 20 ฉบบท 2 (2557), 43-51

51

เปลยนแปลงอตราสวนความชนและสของใบสะระแหนในระหวางการอบแหงดวยลมรอน. วารสารวชาการ มทร. สวรรณภม 1(2), 103-114.

ปองพล สรยะกนธร, ประพนธ จโน, ฤทธชย อศวราชนย. 2557. ผลของการเตรยมขนตนดวยการลวกตอการอตราการอบแหงและคาสของดอกเบญจมาศ (เกกฮวย) อบแหงดวยลมรอน. รายงานการประชมวชาการสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประ เทศ ไทยระ ดบชา ต ค ร ง ท 15 ประจ าป 2557 พระนครศรอยธยา: โรงแรมกรงศรรเวอร. 2–4 เมษายน 2557, พระนครศรอยธยา, พระนครศรอยธยา.

ฤทธชย อศวราชนย, ภานาถ แสงเจรญรตน, สเนตร สบคา, เฑยรมณ มงมล, ดวงกมล จนใจ. 2554. จลนพลศาสตรการอบแหงดวยลมรอนของเปลอกทบทม . วารสารสมาคมวศวกรรมเกษตรแหงประเทศไทย 17(1), 27-34.

วรรณารตน ลสขสวสด, อนวตร แจงชด, นนทวน เทดไทย. 2554. ผลของการลวกตอกจกรรมของเอนไซมพอลฟนอล ออกซเดสในมงคดและผลของสารละลายซโครสรวมกบกรดซตรกในการถายโอนมวลสารระหวางการออสโมซส. รายงานการประชมทางวชาการของมหาวทยาลยเกษตรศาสตร ครงท 49 ประจาป 2554, 508-514. กรงเทพมหานคร: สาขาอตสาหกรรมเกษตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร บางเขน. 1–4 กมภาพนธ 2554, บางเขน, กรงเทพมหานคร.

วกานดา แกวยอด, รชฎา แยมศรวล, ฤทธชย อศวราชนย. 2556. แบบจาลองทางคณตศาสตรในการทานายอตราการถายเทมวลในระหวางการอบแหงเปลอกทบทมแบบชนบางดวยลมรอน. การประชมวชาการอตสาหกรรมเกษตร สจล. ครงท 2 ประจาป 2556 กรงเทพมหานคร: โรงแรมวนเซอรสวทส. 30 สงหาคม 2556, สขมวท, กรงเทพมหานคร.

สกกมน เทพหสดน ณ อยธยา. 2555. การอบแหงอาหารและวสดชวภาพ. กรงเทพมหานคร: บรษท สานกพมพทอป จากด.

Alvarez, C.A., Aguerre, R., Romez, R., Vidales, S., Alzamora, S.M., Gerschenson, L.N. 1995. Air dehydration of strawberries: Effects of blanching and osmotic pretreatments on the kinetics of moisture transport. Journal of Food Engineering 25, 167–178.

AOAC. 2010. Official Methods of Analysis. 18thed.The Association of Official Analytical Chemists, Washington, DC., USA.

Doymaz, I. 2008. Influence of blanching and slice thickness on drying characteristics of leek slices. Chemical Engineering and Processing 47, 41–47.

Fellows, P.J. 2000. Food processing technology. 2nd ed. Woodhead Publishing Limited. Cambridge, England.

Gonzalez-Fesler, M., Salvatori, D., Gomez, P., Alzamora, S.M. 2008. Convective air drying of apples as affected by blanching and calcium impregnation. Journal of Food Engineering 87, 323–332.

Kumar, N., Sarkar, B.C., Sharma, H.K. 2012. Mathematical modelling of thin layer hot air drying of carrot pomace. Journal of Food Science and Technology 49(1), 33–41.

Pongtong, K., Assawarachan, R., Noomhorm, A. 2011. Mathematical models for vacuum drying characteristics of Pomegranate Aril. Journal of Food Science and Engineering 1(1), 11-19.

Rocha, T., Lebert, A., Marty-Audouin, C. 1993. Effect of pretreatment and drying conditions rate and colour retention of Basil (Ocimum basilicum). LWT. 26(5), 456-463.

Thao, H.M., Noomhorm, A. 2011. Modeling and effects of various drying methods on sweet potato starch properties. Walailak Journal of Science and Technology 8(2): 139–158.

Wankhade, P.K., Sapkat, R.S., Sapkal, V.S. 2013. Drying characteristics of Okra slices on drying in hot air dryer. Procedia Engineering 51, 371–374.

สมาค

มวศวก

รรมเ

กษตรแหงป

ระเท

ศไทย

งวนลข

สทธ