ศูนย์นวัตกรรมเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยว

การออปติไมซ์การใช้พลังงานในการอบแห้งลำไยแบบเบดอยู่กับที่

วีรศักดิ์ วงศาสุราฤทธิ์

วิทยานิพนธ์ (วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต (สาขาวิชาวิศวกรรมพลังงาน)) มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, 2546. 128 หน้า.

2546

บทคัดย่อ

 วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือการสร้างแบบจำลองคณิตศาสตร์ของการอบแห้งลำไยเพื่อนำมาจำลองสภาวะหาเงื่อนไขของอัตราการไหลจำเพาะของอากาศ , อุณหภูมิอบแห้ง และอัตราส่วนการนำอากาศกลับมาใช้ใหม่ที่ทำให้ราคาของพลังงานที่ใช้ในการอบแห้งลำไยมีค่าต่ำที่สุด และใช้แบบจำลองที่สร้างขึ้นนี้มาวิเคราะห์ความไวของอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์อากาศแวดล้อมว่ามีผลต่อเงื่อนไขของการอบแห้งที่ทำให้ราคาของพลังงานที่ใช้ในการอบแห้งมีค่าต่ำที่สุดหรือไม่ อย่างไร โดยในงานวิจัยนี้จะศึกษากรณีที่เป็นเครื่องอบแห้งแบบไต้หวันและเครื่องอบแห้งแบบที่มีการนำความร้อนทิ้งกลับมาใช้ใหม่ ซึ่งข้อสมมุติฐานของแบบจำลองในงานวิจัยนี้คือ มีสมดุลทางความร้อนแต่ไม่มีความสมดุลทางความชื้นระหว่างอากาศชื้นและวัสดุ มีการหุ้มฉนวนที่ผนังของเครื่องอบแห้งอย่างดี, ไม่มีการอัดตัวของอากาศชื้น, อุณหภูมิเริ่มต้นของลำไยและเครื่องอบแห้งมีค่าเท่ากับอุณหภูมิอบแห้ง โดยสมการที่ใช้ในแบบจำลองของงานวิจัยนี้ประกอบด้วยสมการจลนศาสตร์ของการอบแห้งแบบทรงกลม, สมการที่ได้จากการใช้กฎทรงมวลและพลังงาน และสมการที่ได้จากคุณสมบัติของอากาศชื้น

จากการจำลองสภาวะเพื่อวิเคราะห์ความไวของสภาวะอากาศแวดล้อมของกรณีที่เป็นเครื่องอบแห้งแบบไต้หวันพบว่าอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์อากาศแวดล้อมมีผลต่ออัตราการไหลจำเพาะของอากาศที่จุดที่เหมาะสมที่สุด แต่ไม่มีผลต่ออุณหภูมิอบแห้งที่จุดที่เหมาะสมที่สุด ส่วนกรณีที่เป็นเครื่องอบแห้งแบบที่มีการนำความร้อนทิ้งกลับมาใช้ใหม่พบว่า อุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์อากาศแวดล้อมมีผลต่ออัตราการไฟลจำเพาะของอากาศที่จุดที่เหมาะสมที่สุด แต่ไม่มีผลต่ออุณหภูมิอบแห้ง และอัตราส่วนการนำอากาศกลับมาใช้ใหม่ที่จุดที่เหมาะสมที่สุด โดยเงื่อนไขที่ทำให้ราคาของพลังงานที่ใช้ในการอบแห้งมีค่าต่ำที่สุดของกรณีที่เป็นเครื่องอบแบบไต้หวัน คือ ใช้อัตราการไหลจำเพาะของอากาศ 31 kg _{dry air} / h – kg _{dry longan}, อุณหภูมิอบแห้ง 60 ° C เมื่อมีอุณหภูมิอากาศแวดล้อม 30 ° C และความชื้นสัมพัทธ์อากาศแวดล้อม 75 % ส่วนเงื่อนไขที่ทำให้ราคาของพลังงานที่ใช้ในการอบแห้งมีค่าน้อยที่สุดของกรณีที่เป็นเครื่องอบแห้งแบบที่มีการนำความร้อนทิ้งกลับมาใช้ใหม่ คือ ใช้อัตราการไหลจำเพาะของอากาศ 67 kg _{dry air} / h – kg _{dry longan}, อุณหภูมิอบแห้ง 80 ° C , อัตราส่วนการนำอากาศกลับมาใช้ใหม่ 97 % เมื่อมีอุณหภูมิอากาศแวดล้อม 30 ° C และความชื้นสัมพัทธ์อากาศแวดล้อม 75%